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出版日期:2005-06-27 总期号:1423 本年期号:46

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安腾至强
让IA架构称雄服务器市场


  如今在服务器市场上,恐怕没有任何一个趋势比IA架构(即英特尔架构)的迅速崛起壮大及RISC架构的衰落失势更重要、更具全局影响力。

  IDC上月底刚刚发布的2005年第一季度全球服务器市场报告显示,第一季度整个服务器市场121亿美元的销售总收入中,Windows服务器已占到42亿美元,第一次与Unix服务器的销售收入拉平,两者在收入上的同比增长率分别为12.3%和2.8%,发货量增长率分别为10.7%和5%。Linux服务器销售收入达12亿美元,同比增长了35.2%。

  Gartner针对同期同一市场的报告也显示:第一季全球服务器市场销售收入达123亿美元,Windows服务器占35%,Unix服务器占33.8%,Linux服务器占9.1%。

  这些数据已能充分说明:主要基于IA架构的Windows和Linux服务器已取代主要基于RISC架构的Unix服务器,成为服务器市场主流产品,而且它们还将进一步挤占后者的市场份额。

  除了市场数据,服务器制造商的迁移行动也反映出了IA和RISC架构此长彼消的趋势。昔日主要的RISC服务器制造商们,如惠普、IBM、SGI、富士通、日立、NEC、BULL等,均已在部分产品上导入或在全线产品上转投IA架构。

  面对IA架构给服务器市场带来的巨变,人们不禁要问,它为何能在短短数年内就将苦心经营了20多年、一直在服务器市场处于垄断地位的RISC架构打得支离破碎、众叛亲离?它的优势何在?

  在业内专家看来,IA架构成功的关键在于它以高性价比和开放的特性牵动了服务器低价化的产业大潮,刺激了整个市场、特别是中低端服务器市场的增长。在这一过程中,英特尔的服务器处理器——至强(Xeon)和安腾(Itanium)功不可没,它们分别从中低端和高端服务器市场夹击RISC架构,成就了今日IA架构在服务器市场上的辉煌。

  至强借X86架构扫荡中低端市场

  据IDC统计,2005年第一季度全球X86服务器销售收入已达58亿美元,在整体服务器市场销售收入中所占比例约为47.9%。目前X86服务器中多数产品均基于IA架构,它们的动力正是来自英特尔至强处理器。

  作为英特尔主打中低端服务器市场的利器,至强从其第一代产品——1998年6月问世的奔腾Ⅱ至强开始,就采用了来自PC的X86体系架构,这一架构带来的强大性价比优势帮助至强迅速吞食了RISC架构在中低端服务器市场上的份额,迫使其退守高端。

  目前的至强处理器无论是面向两路以下工作站和服务器的至强DP,还是面向四路以上服务器的至强MP,均采用了与奔腾4相同的NetBrust核心架构,近期它们在产品规格上的最大变化就是通过EM64T(64位内存扩展)技术添加了64位计算和内存寻址能力。

  英特尔于2004年7月发布了至强家族中首款支持EM64T技术的至强DP处理器(核心代号为Nocona),它拥有40位物理内存寻址能力(1TB)和48位虚拟内存寻址能力(256TB),还支持800MHz前端总线、SSE3指令集、Execute disable Bit(EBD)硬件防毒技术、Demand Based Switching(DBS)按需配电技术、超线程技术,它的时钟频率范围为2.8GHz~3.6GHz,二级缓存容量为1MB,使用Socket 604接口,均采用0.09微米工艺制造。

  2005年2月,英特尔又在Nocona的基础上推出了新款至强DP处理器(核心代号为Irwindale),它与Nocona最大差别就在于将二级缓存容量增至2MB。据英特尔介绍,它的性能与Nocona相比有18%的提升。

  在至强MP方面,英特尔今年3月31日发布了支持EM64T技术的新品(核心代号为Potmac),与前一代至强MP(核心代号为Gallatin)相比,它增加的新特性主要有:拥有最高容量可达8MB的三级缓存(上代产品三级缓存最高容量为4MB);支持更快的667MHz前端总线(Gallatin支持400MHz前端总线);支持EDB硬件防毒技术和DBS随需配电技术;支持超线程技术和SSE3指令集(Gallatin支持超线程但不支持SSE3)。

  值得一提的是,英特尔在发布Potmac的同时还推出了它的简化版(核心代号为Cranford),后者去掉了三级缓存,更低的价格使之适用于IT支出有限的中小企业用户。

  在明年第一季度英特尔发布双核心至强DP和MP处理器之前,支持EM64T技术的Nocona、Irwindale、Potomac、Cranford将构成至强处理器产品线的主力部队。

  从服务器制造商方面得到的支持目前已经比较充足,以64位至强MP处理器为例,在它发布当日,惠普、联想、IBM、方正、航天联志、宝德、戴尔、浪潮、富士通、富士通西门子、Infosystems、日立、NEC、三星、超微、泰安、Unisys等众多服务器制造商就已经或计划推出基于该处理器的4路刀片式、机架式、基座式服务器及高达32路的系统。

  由于至强刚刚完成从32位向64位的转换,因此它需要充足的64位应用软件的支持,为此英特尔于今年3月底成立了“英特尔软件开发支持项目”(Intel Software Network),集软件开发产品、工具、培训与专家建议于一身,主要用于帮助软件开发商在英特尔平台之上开发新的应用。除至强可从这一项目中获益外,它也将丰富与英特尔多核心处理器、虚拟化、多线程、可管理性相关的第三方应用。

  安腾攻击RISC的最后一片乐土

  除继续巩固至强在中低端服务器市场的领先地位外,英特尔还在不断更新作为IA架构高端代言人的安腾处理器产品线,让它向RISC架构占据的最后一片乐土——高端服务器市场发动猛攻,与至强配合形成包抄合围之势。

  安腾与至强不同,它一开始就是针对处理大量数据集和计算密集型应用设计的,它采用了高度并行的EPIC(显示并行指令计算)架构,安腾2处理器已可实现每时钟周期并行处理6条指令。

  目前的安腾2产品线主要由安腾2 DP(核心代号为Fanwood)、安腾2 MP(核心代号为Madison)和低电压版安腾2(核心代号为Deerfield)组成,安腾2 DP处理器时钟频率范围由1.4GHz~1.6GHz,支持400MHz或533MHz 128位前端系统总线,集成256KB二级缓存和1.5MB或3MB三级缓存。

  安腾2 MP处理器支持400MHz 128位前端总线,它的时钟频率范围为1.3GHz~1.6GHz,它的三级缓存容量有3MB、4MB、6MB和9MB四种可选,不论是在价格还是在性能上,安腾2 MP处理器都是安腾处理器中的尖端产品。

  低电压版安腾2的能耗只有62W,它专供低成本系统和紧凑外形系统(如刀片式服务器)使用,支持的总线与安腾2 MP相同,集成1.5MB或3MB三级缓存,时钟频率从1GHz起跳,目前最高为1.3GHz.

  面对RISC架构控制时间长、影响力大的高端服务器市场,安腾的竞争优势同样在于出色的性价比。据英特尔介绍,1.6GHz、配3 MB三级高速缓存的安腾2 DP处理器具有出色的每计算节点浮点性能,使实现每秒10亿次计算(gigaflops,计算密集型工作负载的性价比测量方法)的价格比基于RISC的系统降低了40%。

  在2004年11月最新超级计算机500强排行榜上,安腾处理器这一竞争优势也表现得淋漓尽致。SGI为美国国家宇航局(NASA)制造的、配备10240颗1.5GHz 6MB缓存安腾2的“哥伦比亚”(Columbia)超级计算机系统以浮点计算速度51.87万亿次的成绩在榜单上名列第二。排名第一的“蓝色基因/L”(Blue Gene/L)则使用了32768颗700MHz PowerPC 440处理器,浮点计算速度为70.72万亿次。不过前者造价约为5000万美元,后者造价则高达1亿美元。

  此外,在整个排行榜上,共有316款超级计算机采用了英特尔处理器,其中232款采用了至强处理器,84款配备了安腾2,榜上采用安腾2处理器的超级计算机数量比2003年同期的32款增长了161%。

  截止到2004年底,支持安腾2的服务器制造商已超过70家,其中的国际大厂有惠普、戴尔、IBM、SGI、富士通西门子、Bull、日立、Kraftway、NEC、Maxdata、Optimus、三星、优利等,它们的安腾2产品线覆盖了2路到512路的服务器系统。在中国推出安腾2服务器的厂商则有联想、浪潮、联志、宝德、方正等。

  不断丰富应用软件的数量对于采用独特的EPIC架构、在软件支持方面从零起步的安腾来说相当关键,当2003年7月发布的安腾2用性能证明了自己的实力后,针对安腾的应用就一直在迅速增加,2004年底时相应的企业级应用和工具已有2600多种,目前已增至3100种。

  在增加应用方面,与英特尔一起研发安腾的惠普也在努力,它2004年在中国启动了“飞天计划”,在该计划的第一阶段,即从2004年1月到7月,它就为自己采用安腾2的Integrity动能服务器拉来了30家独立软件开发商(ISV)的支持,这些开发商提供的30多个行业应用方案全部通过了惠普Integrity动能服务器平台迁移与认证测试,这些应用覆盖了电信、金融、制造、教育等主流行业。在这一基础上,惠普又启动了“飞天计划”二期工程,在第一阶段重点行业纵向解决方案基础上,更强调个性化应用,便更多中国的独立软件开发商独得与英特尔64位计算协手发展的机会。

  在越来越多软硬件厂商的支持下,目前全球已有上百家大型企业或机构开始从RISC架构向安腾2平台转移,它们分别属于金融、医疗卫生、汽车、能源、通信、政府、教育等行业。就我们身边的案例而言,去年12月23日,基于安腾2的HP服务器中标全国第一个省级金保工程实施项目——重庆市劳动保障信息网络项目,除此以外,安腾2在国内已经得到了石油、化工、科研、电信、交通、邮政、电子政务领域用户的青睐。