互联网技术新热点之--业务分析及CPU选型，参与有好礼！（获奖名单已公布2013-1-17）

ylky_2000

您现在所面对的互联网业务类型是哪种？
电子商务服务器；
互联网各种业务最合适用的服务器CPU是什么？
没有最合适只有合理，性价比。
您为您的业务考虑过服务器CPU的选型么？
考虑过。
你是按什么规则为您的业务来选择CPU的？

暂时先放着吧，快下班了，，，再补充。

dxcnjupt_cu

要用纯IA32架构的吗？   我用IA32+mips混合架构，3块CPU支撑10Gb流量负载均衡器，是否符合标准？

realmon

旅游行业,现在用Xeon E5600系列 x 2
usage不高, 但有时候load有点高

lkkkun

您现在所面对的互联网业务类型是哪种？
开发服务器
互联网各种业务最合适用的服务器CPU是什么？
我觉得是至强6000
您为您的业务考虑过服务器CPU的选型么？
考虑过，
你是按什么规则为您的业务来选择CPU的？
我主要是考虑到CPU的性能，最大支持线程数，CPU的功耗，CPU的稳定性，以及CPU的超频。主要是因为我们的开发服务器，编译一次Android系统需要
的时间比较长，所以我们需要要求它的稳定性，超频能力等等方面好一点。特别是在性能上，能够快速响应。

lsstarboy

我单位现在需要几台服务器，请教罗总，用哪一种CPU比较好？特别是X和E系列，我这几天正困惑：
1、web缓存服务器，我们局域网接近万台机器，想用大点的内存跑squid之类的东西。
2、NAT服务器，因为现在机器数太多，导致原来的防火墙超负荷运转，想分一部分机器出来，至少要2k。
3、web服务器，主要是单位的网站CMS和内部办公系统，不是太繁忙。
我不太关心功耗。

xike2002

在这里我可以谈一谈我对于CPU的理解，因为前段时间刚刚和同事们做了一个关于CPU的技术交流会，在这里和大家分享一下，让大家可以更深刻的了解CPU。

首先介绍一些相关的概念
芯片组概念
计算机内部这么多部件，总要有个板子来承载，这个板子就是主板。主板提供了各种各样的接口，CPU、显卡、声卡、硬盘、光驱、PCI-E插槽、USB插槽等等部件都接在上面。除了起物理连接作用外，主板上还有2颗重要的芯片，俗称北桥和南桥芯片，统称为芯片组，它们的主要工作，就是负责处理器和其他部件间的通信。

附：
Intel将北桥芯片称作“Memory Controller Hub”，南桥芯片称作“Input/Output Controller Hub”，所以就诞生了MCH与ICH的组合。

简而言之，芯片组就是一组共同工作的集成电路（“芯片”），并且作为一个产品销售。它是主板的核心，负责将电脑的CPU和其他部件相连接，是决定主板级别（规格、性能和大致功能）的重要部件。

注：以往，芯片组由多颗芯片组成，慢慢的简化为两颗芯片，即北桥和南桥。

需要再次说明的是，芯片组和主板一般是针对某一特定处理器或某一处理器家族进行设计的。其他部件，如显卡、硬盘、键盘、鼠标等，则相对较独立，只要符合接口标准就可以了。

南桥和北桥的概念
上北下南，和处理器相邻的桥称为北桥，北桥下面的桥称为南桥。
两桥分工明确：
北桥：负责处理器与那些需要较高通信带宽部件间的通信，主要是存储器和显卡。

注：Intel Core i7处理器中集成了内存控制器，因此内存直接接在了处理器上，很多处理器没有内存控制器，那么北桥芯片则会提供内存控制器连接内存。


南桥：负责处理器与较低速度部件间的接口，通常连接各种输入输出设备，例如USB，硬盘等。

总之，计算机的性能主要来源于CPU、内存和显卡的性能，但是，如果没有适合的主板和芯片组，处理器与其他部件的数据通信就会受到限制，影响处理器的运行速度，就好比再好的跑车，在乡间小路上也是跑不快的。

芯片组命名
由于北桥芯片（North Bridge）是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（Host Bridge），所以，一般来说，芯片组的名称通常以北桥芯片的名称来命名。

CPU和北桥间通道
前端总线（FSB，Front Side Bus）是指CPU与北桥芯片之间的数据传输总线，它的速度更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。



注：随着制造工艺的提高，intel的Nehalem开始彻底吞并了FSB和（或）北桥，同时引入QPI和把在Core微结构抛弃（或曰暂停的）HyperThreading从新做起。

附：
超线程：Hyper-threading
1，        两套MMU和寄存器组（两个进程）：控制器
2，        一个ALU（系统IO资源）：运算器

它字面上的意义是，在一个Core里面集成了两个硬件“线程”。在操作系统以及程序设计层面看，Hyper-Threading处理器相当于两个CPU。而从硬件上看，Hyper-threading实际上就是实现了两套MMU以及CPU寄存器组（register file）。

南北桥间随时进行数据传递，需要一条通道，这条通道就是南北桥总线。南北桥总线越宽，数据传输越便捷。各厂商的主板芯片组中，南北桥总线都被各自起了名字。比方说 Intel 的 Hublink,VIA 的 V-Link,Sis 的 MuTIOL 等。

相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式（不同厂商各种芯片组有所不同）与北桥芯片相连。

设备控制器
设备控制器是计算机中的一个实体，其主要职责是控制一个或多个I/O设备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。它是CPU与I/O设备之间的接口，它接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设备工作，以使处理机从繁杂的设备控制事务中解脱出来。



设备控制器的基本功能：
（1）接收和识别命令（CPU->设备）
（2）标识和报告设备状态（设备->CPU）
（3）数据交换
（4）地址识别
（5）数据缓冲
（6）差错控制

硬件平台
硬件平台是指基于一个最合适总线结构的计算机部件集合，它包括CPU、内存，芯片组，总线，以及各种接口和存储单元，从而实现特定应用领域的专业定制。

硬件平台如何命名
同芯片组命名缘由一样，鉴于北桥芯片（North Bridge）在整个硬件系统中的重要性。一般来说，硬件平台通常以北桥芯片的名称来命名。

xike2002

关于CPU有以下几个重要参数
（1）        CPU的指令集
（2）        CPU的微结构
（3）        CPU的品牌
（4）        CPU的型号
（5）        CPU的代号

ix86，Celeron、Celeron D、Pentium 、Pentium 4、Pentium D、i3、i5、i7…

这些名称对应上面的哪一个，哪些个？

对大多数人而言，接触的名称通常为CPU的产品品牌（Brand Name），而不是微结构名称。

CPU型号命名都是有一定规则的，掌握这些规则，可以在一定程度上快速了解Intel处理器的技术特性，另外还可以对付中关村的JS。

“科学严谨”的CPU型号命名方式：

<微结构名称>: {CPU品牌（Brand）}+



Intel的TT模型

什么是TT模型
钟摆模式（tick-tock model）是Intel公司发展微处理器芯片设计制造业务的一种发展战略模式，在2007年正式提出。Intel指出，每一次处理器微结构的更新和每一次芯片制程的更新，它们的时机应该错开，使他们的微处理器芯片设计制造业务更有效率地发展。

“Tick-Tock”的名称源于时钟秒针行走时所发出的声响。

每一次“Tick”代表着一代微结构的处理器芯片制程的更新，意在处理器性能几近相同的情况下，缩小芯片面积、减小能耗和发热量；

每一次“Tock”代表着在上一次“Tick”的芯片制程的基础上，更新微处理器架构，提升性能。

一般一次“Tick-Tock”的周期为两年，“Tick”占一年，“Tock”占一年。

英特尔曾对业界的承诺：每奇数年会更新一个产品，每偶数年则更新一个架构。

简而言之，Tick就是引入一个新的制造工艺和制造流程；Tock就是引入一个新的微结构。

附：
cpu制造工艺：指IC内电路与电路之间的距离指IC内电路与电路之间的距离。

TT模型背后的故事

TT模型是Intel从血的教训里学来的。当年的最新的NetBurst redesign Prescott在90nm就是Tick(90nm新工艺与Tock（x86-64Extension）在一起了。一通混战之后，最后发现是Power Leakage问题无法解决，从而导致Intel彻底放弃NetBurst，从新捡起P6微结构。。。

工艺与结构的拆分对于Intel这些年来的成功是根本的。这里面的原因其实也很简单：如果一个芯片建立在一个新的工艺 AND又是一个新的微结构上。一旦出了问题，基本上整个公司就歇了一半了。CEO就要买豆腐撞死。没有Baseline的事情，最好不要去做。所以TT模式可以你确保，在一个已经酒精考验的PROCESS下，Tock一下，如果芯片有问题，那就基本上是新的结构出了问题。如果一个基于考验过的微结构在一个新的工艺下（Tick一下），如果芯片有问题，显然是工艺方面有bug。。。。总而言之，这样一个拿着billion美金烧出来的芯片，就可控了。。。

另外，TT模型的另外一个好处就是把工程师队伍有效的运作起来。例如，Core的Merom和Pennyn都是Intel以色列团队主导做的；然后Nehalem和Westmere是美国Oregon团队做的；然后Sandy Bridge和Ivy Bridge又是犹太人主导；再下面再是美国团队做。TT下去，循环往复…！！！

从下面这张Tick Tock模型图中我们可以清晰看到近几年Intel微结构的家族关系：





CPU微结构

让你彻底明白什么是CPU的微结构
在计算机体系结构中，处理器被分为3个层次：



指令集体系结构(Instruction Set Architecture，ISA)常被简称为Architecture(架构)，是处理器的一个抽象描述，处理器对外提供哪些指令，提供哪些寻址方式， 拥有哪些程序员可见的寄存器等等，这些都属于ISA的范畴，它描述的是处理器对软件人员提供的接口。ISA在处理器中的实现，被称为 Microarchitecture(微结构)，同样是x86的Architecture，Intel和AMD各自使用不同的 Microarchitecture。
        通俗的说，Architecture是处理器的外表，Microarchitecture是处理器的内心。Architecture是设计规范，定义处理器能做什么，Microarchitecture是设计实现，描述处理器是怎么实现功能的。
       处理器的物理实现是具体的实现过程，可以用20nm的集成电路工艺实现处理器，也可以用40nm的工艺实现，可以用电子实现(电子计算机)，也可以用量子 实现(量子计算机)。Microarchitecture描述的是处理器的逻辑结构，不关注处理器的物理实现工艺。
       如果用软件开发的流程来和处理器进行对比，那么Architecture就好比需求，Microarchitecture好比设计，物理实现好比真正的代码。
        Microarchitecture通常也可以认为等同于内核(core)，一个处理器除了内核外，也还有很多其他的东西，例如：I/O(Input/Output)、电源、时钟等等，同样一种微结构可以出多种型号的处理器。
        下面这张图以商用处理器的例子描述了指令集、微结构、处理器之间的关系：



intel著名的奔2、奔3电脑，使用了Intel历史上非常成功的P6微结构，奔4以及一部分志强处理器使用了NetBurst微结构，它们都使用 x86指令集。ARM公司设计的ARM Cortex-A8内核使用ARMv7指令集，被用在了TI、三星等很多公司的处理器上。
       很多人会混淆ARM7和ARMv7，ARM7是一种微结构，使用的是ARMv4指令集，ARMv7是一种指令集，Cortex系列的都使用ARMv7指令集。

xike2002

如何选择CPU？

多个CPU产品可以来源于同一个微结构，其意思是一代产品。属于同一个微结构的多款CPU基本上可以认为是同一类，或同一代产品。同一个微结构下的多款CPU的原因很多，例如，简单化的版本；某个特定市场的定制版本等。

同一个名称的CPU可以是来自不同的微结构。如Celeron CPU有P6微结构的，Netburst微结构的，Pentium-M微结构的和Core微结构的。如果不懂的话，您购买了一个Netburst微结构的Celeron，在性能价格比上就不好了。在同年代中，您当然应该选择Pentium-M的款式。对Intel的Xeon名称的CPU也一样，读者可以发现，Xeon可以来自不同的微结构技术。

因此，CPU的产品名称基本上没有用。一定要知道其来自哪个微结构。换言之，CPU名称与微结构的映射关系是M:N。

CPU核心代号
面对不同的客户市场，以及特定领域应用需求，每一种微结构下面可分为不同的处理器核心，并且他们都拥有自己独一无二的核心代号。



如上图所示，基于45nm Nehalem架构的有Bloomfield和Lynnfield两颗核心，基于32nm Westmere架构的有Clarkdale和Gulftown两颗核心。
Gulftown其实就是Bloomfield的六核心版本，因为使用了 32nm工艺，才被归入Westmere微结构。

Intel产品发布路线图






慢慢消失的你——北桥
近几年来，处理器中的晶体管密度有了很大的提升，以至于完全可以将芯片组的功能集成到处理器内部，这样主板的面积就减小了，计算机更小型化，封装成本也降低了，因此，Intel也将越来越多的功能和组件集成到了CPU内部，但作为承载处理器、内存以及显示卡等部件的枢纽，主板芯片组依然是一套完整x86架构系统中不可或缺的一部分，但是，不得不说的是，随着处理器这颗心脏日渐强大，芯片组的重要性在减弱。

历史事件一：
Intel从X58芯片组开始将内存控制器集成到了处理器当中，而到了P55和H55/H57时期Intel又 “得寸进尺”般的将北桥芯片也集成了进去，而南桥的那个位置那颗主控芯片既不叫北桥，也不叫南桥，而是叫做PCH（Platform Controller Hub）芯片，从而最终实现了主板芯片组单芯片功能。

PCH芯片主要负责PCI-Express Lans的管理、I/O设备的管理等工作。而内存方面的控制则交由CPU来负责。

人们根据PCH所在位置为原有南桥位置，还是习惯性将其称为南桥。

PCH就=南桥吗？
没有这么简单，下面的历史事件二会给你标准答案！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

历史事件二：
（1）传统三芯片到两芯片的过渡
（2）CPU与PCH间的DMI总线不会成为瓶颈？

DMI总线的带宽仅有2GB/s，QPI最高带宽可达到25.6GB/s，两者显然不是一个数量级的，但是不必担心它会成为瓶颈，毕竟在CPU和PCH芯片间不需要传输太多数据。

在提高性能的同时，另外带来的好处是，为主板省出了不少空间来加入其它功能性芯片，比如USB 3.0芯片…等。

最终导致的结果是，传统的北桥被CPU吞并，CPU直接通过以前联接北桥与南桥的DMI来与南桥交换数据。



其中，System Agent（化名北桥）系统代理扮演原有的北桥角色，连接内存控制器、PCI Express总线以及PCH（类似南桥芯片），此外还带有PCU功率控制单元管理其他部件的频率/电压，实现Turbo Boost 2.0功能，System Agent还负责引出GPU的显示输出。

（1）CPU和GPU完全融合
在Intel Nehalem的制程改进版Intel Westmere上分立的显示芯片和CPU芯片的设计，在Intel Sandy Bridge上以GPU和CPU完整融合进一块芯片上的设计所取代，而且在Intel Sandy Bridge上显示核心将与CPU共用L3高速缓存，而内存控制器也进一步进行了集成。

重要历史事件回顾：
2003年，AMD发布了K8架构的Athlon 64处理器，其有两个重大技术改进：其一是首度支持64位x86指令；其二就是直接集成了内存控制器，后者也对芯片组设计带来重大影响。

注：GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。

再注：APU(Accelerated Processing Unit)中文名字叫加速处理器，是AMD“融聚未来”理念的产品，它第一次将中央处理器和独显核心做在一个晶片上，它同时具有高性能处理器和最新独立显 卡的处理性能，支持DX11游戏和最新应用的“加速运算”，大幅提升了电脑运行效率，实现了CPU与GPU真正的融合。

（2）北桥（System Agent），习惯称呼
延续Intel Nehalem的设计，存储器控制器和PCI Express控制器集成于CPU核心中，而且在Sandy Bridge上，存储器控制器的性能进一步提升，每个存储器通道每时钟周期支持两次访问操作。最高可支持四通道DDR3-2133。

（3）总线
仍然使用QPI/DMI总线，但处理器内部则改为环形总线（Ring Bus）的形式，单向传输位宽为256比特。处理器上各核心、GPU、高速缓存、存储器控制器、PCI Express控制器以及各种在处理器上的输出输入控制器等均以环形总线连接。

（4）核心：
对分支预测器的设计进一步优化，扩大微码解码器高速缓存。电源和性能管理方面Turbo Boost（涡轮加速/睿频）则升级为2.0版本。

（5）指令集：
提升处理器运算超越函数的性能，优化AES加密性能（AES指令集）和SHA-1切细性能；新增256比特指令集AVX指令集，增强矢量运算能力和浮点运算能力。

xike2002

到此为止，关于CPU的相关知识分享到此结束，以后有空在总结一下其它硬件知识的内容和大家分享和学习！