AMD六核CPU伊斯坦布尔正式发布

AMD今天提前五个月正式发布了代号“伊斯坦布尔”的六核心服务器，型号为Opteron 2400/8400系列。AnandTech也同时放出了相关评测文章，详细讲述了相关最新技术特性，并对实际性能进行了测试。

“伊斯坦布尔”采用直连架构的原生六核心设计，全面适合双路、四路、八路服务器市场，支持AMD-V虚拟化技术和AMD-P电源管理技术套装，继续采用Socket F 1207平台和低价高能效DDR2内存架构，性能每瓦特相比上代四核心“上海”最多提升34％。

IBM、Cray、Sun、戴尔、惠普等都将从本月起出货采用伊斯坦布尔处理器的服务器系统，主板和基础架构合作伙伴也会提供支持。

一、引言

在经过第一代65nm工艺四核心“巴塞罗那”的铺垫后，升级到45nm的四核心“上海”在发布时堪称是当时最出色的服务器处理器，不过就在今年三月底，Intel将Nehalem架构引入了服务器领域，全新的Xeon 5500系列完全横扫了双路领域，很多时候领先对手60-85％，这也是自AMD进军服务器市场以来Intel取得的最大幅度的领先优势。

这时候六核心伊斯坦布尔就显得尤为重要了。现在距离上海发布才整整半年，AMD就增加了两个核心、升级了集成内存控制器(IMC)，而且首批频率就达到了2.6GHz，更令人印象深刻的是功耗只比2.7GHz的上海略微高出几瓦。

六核心伊斯坦布尔的Opteron 8435 2.6GHz

二、六核心的优劣

当Intel发布同样六核心的“Dunnington”的时候，就很少有应用程序能充分发挥这些核心的潜能，伊斯坦布尔也面临同样的问题。

有些服务器程序倾向于利用2n个核心，很少一部分能扩展到八核心上，至于能用满十六核心的非常罕见。是的，不止是桌面上，服务器里也有很多程序的多核心扩展性很有限，比如邮件服务器、网络服务器、部分数据库等，渲染程序也会在核心数超过八个的时候性能急剧下滑。

当然六核心也有好处。Nehalem Xeon有四个物理核心、八个逻辑核心，但每两个线程需要共享32KB一级缓存和256KB二级缓存，而伊斯坦布尔的每个核心都能独享64KB一级缓存和512KB二级缓存。显然，伊斯坦布尔的主攻方向是计算敏感HPC、大规模数据库，特别是高负载的虚拟化应用。

顺便提一点，伊斯坦布尔和上海的内存支持能力其实差不多，所以使用新系统的时候可能会首先碰到内存资源紧张，然后才是计算能力不足。

六核心伊斯坦布尔核心照

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三、伊斯坦布尔技术改进

与上海相比，伊斯坦布尔除了增加两个内核外变化并不大，主要有一下四个方面：

－ 探测过滤器“HT Assist”：

之前多次介绍过这种探测过滤器技术，下边对比一下就更明白了。

上边是四核心上海简图。CPU 3可能需要CPU 1才有权访问的缓存行(cacheline)，但事实上最近的数据在CPU 2的二级缓存里，这时候流程如下：

1、CPU 3向CPU 1请求数据(蓝色实心箭头)

2、CPU 1发出广播，看其它CPU核心谁有所需数据、谁的距离最近(三个红色实心箭头)

3、CPU 3等待问题解决(四个红色空心箭头)

4、请求数据从CPU 2传输给CPU 3(两个蓝色空心箭头)

这种广播式处理方法有两个严重缺点：一是简单的请求就需要十次处理，浪费大量带宽；二是这十次处理给CPU 3上的指令增加了大量延迟。

解决方案就是基于目录的探测式系统，AMD叫作HT Assist。它在每颗处理器上保留1MB三级缓存作为一个目录，跟踪系统其它地方使用的缓存行。这样，虽然三级缓存只剩下了5MB，但省去了大量的探测传输。

上边就是新的六核心伊斯坦布尔简图。还是之前的问题，流程就变成了：

1、CPU 3向CPU 1请求数据(蓝色实心箭头)

2、CPU 1检查三级缓存目录缓存来定位所需数据(鲜红色粗箭头)

3、直接向相关数据最近的CPU 2发送请求(深红色实心箭头)

4、请求数据从CPU 2发送到CPU 3(两个蓝色空心箭头)

处理次数从十次减少到了五次，可大大降低延迟、节省带宽。对于四路系统来说，内存带宽可以多出60％：没有HT Assist是25.5GB/s，有了就可以达到41.5GB/s。

特别指出，HT Assist只对四路、八路系统有用，特别是后者，对双路系统就完全没用了，因为只有两颗处理器。再加上HT Assist还会占用三级缓存，所以在双路系统里应该禁用它，在BIOS里显示为“Probe Filter”。

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－ X8 ECC：

内存条上的每一颗内存芯片都提供4-bit或8-bit位宽，分别叫作x4和x8，这样组成64-bit位宽就需要16颗x4芯片或8颗x8芯片，所以内存条上至少要有八颗芯片(单面或双面)。伊斯坦布尔的内存控制器现在支持x4和x8两种类型内存条的错误校验(ECC)了。

－ 远程电源管理界面“APML”：

提供一个借助P-State电源状态限制来监视、控制平台功耗的界面，无需进入BIOS调教。对于大规模数据中心来说，逐台服务器进入BIOS调整电源管理参数是很恐怖的，AP