Intel的低功耗服务器处理器

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[配件]Intel的低功耗服务器处理器
2006-1-16 9:24:00 文/IT世界服务器频道 出处：IT.com.cn(IT世界网)

低功耗服务器处理器的概念在这几年确实是越来越受到业界的重视，就连Intel和AMD也由之前一味的比拼频率转变为更加强调性能/功耗比这个参数，也就是说要让用户以更少的耗电费用获得更多的性能提升。降低处理器功耗的意义其实不仅仅在于可以减少发热，使得系统更加稳定，更重要的是它可以有效降低企业的运营成本－－我们不妨算一笔帐：因为服务器是常年不关机运作，假设一个14片的刀片都使用低功耗的处理器，而每颗低功耗处理器可以节省50W的功耗，那么一年下来，这台刀片服务器可以节约6132千瓦时的用电量，如果一个机房里面有100台这样的刀片，每天节省的电费就高达50万元，这笔开支相当于约80台1U服务器1年的托管费用。

    因此，降低服务器处理器的耗电量确实是一件非常有意义的事情，为了让大家清楚的了解各个服务器厂家所推出的这些低功耗产品，我们特地制作了这一系列的文章，希望能够让大家对服务器节能以及服务器的节能处理器有个比较全面的认识。

Intel派系：

XEON的低压版本


XEON DP低压版：

    低压版的Xeon DP跟标准版的NOCONA没有功能和性能上的变化，所不同的只是其核心电压有所下降，从而也减低了处理器的功耗和发热量，使之更适合于数据存储应用。

    低压版Xeon DP处理器工作频率为2.8GHz，同样支持Intel的64位扩展技术EM64T，可以支持4GB以上的内存。这款处理器的规格和之前的支持EM64T的Xeon基本一致，90nm工艺生产，1MB L2 Cache以及800MHz的前端总线。只不过与普通的2.8GHz Xeon相比，这次新发布的低电压版Xeon 2.8GHz的核心电压范围从1.29V/1.4V降到了1.1V/1.2V。随着电压的下降，其TDP（设计热量功耗）也就从74W降到了55W，从而使得这款Xeon成为高性能和低功耗的完美结合品。Intel主要将其应用在存储解决方案中，比如作为存储网络的控制器等。

注明：

    大概是由于AMD步伐太快，给Intel很大压力，因此Intel在开发上显得有些手忙脚乱，支持多路的XEON MP内核Potomac、Cranford目前还没有低压版，代号Paxville的双核XEON DP也是才问世没几个月，加上发热过大的问题，目前也没有低压版。

Itanium 2的低压版本


Itanium 2 MP低压版：Deerfield

    Itanium 2 MP就是指两路以上的安腾2 处理器，现在主流的是Madison核心，但Madison核心功耗并不低，低功耗的是低压版(LV)版的Itanium 2 MP－－Deerfield核心，它是基于0.13微米制程的Madison核心演化而成，运行的128bit 400MHz的前端总线上，可提供高达6.4Gb/s的系统带宽，一级缓存为16KB，二级缓存为256KB，三级缓存只具有1.5MB和3MB两种规格，其时钟频率在1 GHz和 1.4 GHz之间的几个型号可供选择，其最大功耗为62瓦，比Madison小了一半，而且价格也大为降低，因此多采用于低成本系统和密集环境，如刀片服务器等。

Itanium 2 DP低压版：

    Itanium 2 DP现在是Fanwood核心，事实上采用Fanwood核心的Itanium 2 DP也是Madison核心的两路SMP演化版本，Fanwood运行于400MHz前端总线，一级缓存为16KB，二级缓存为256KB，并且也具有最大9MB的三级缓存可供选择，除去不支持两路以上的SMP外和Madison核心完全一致，Fanwood核心的Itanium 2 DP频率从1.40GHz开始起跳，而低电压版本的Fanwood频率则从1GHz开始起跳。

双核Itanium 2低压版：Millington LV

    Millington处理器是Montecito处理器的一个简化版本，Montecito是Intel的首款双内核Itanium 2处理器，它有24MB三级缓存。采用Intel研发的一种特殊的“arbiter”总线设计，Montecito的两个核心是直接合并在一起的，彼此的缓存资源并没有共享，具体的任务分配则是由一个连接前端总线的“仲裁器”（Arbiter）负责。这种设计的优点在于设计上容易实现，并不需要花费太大的功夫，但是从性能上来说这种设计并不是最好的方案，只是Intel削繁就简的一种手段。

    Millington处理器既然是Montecito处理器的一个简化版本，因此它只支持双路处理器系统，其缓存容量也减小。而LV(低电压)版的Millington与Millington相比主要是功耗更小，其他方面没有什么差异。

Itanium 2资料介绍：

    Itanium系列处理器是为迎合高端的大型企业、金融、电信、电力、教育、政府等市场所推出的64位服务器处理器品牌，为Intel所有家族处理器中性能最强大的期间产品。不同与AMD或Intel自家的兼容32位应用的X86体系扩展的64位处理器，Itanium采用完全的64位EPIC架构，因此具有更为强大的计算能力和并行处理能力，尤其是浮点计算性能，能够极大地提高数据处理的精度和速度。而在企业级所关心的可靠性和可用性方面，安腾系统所具有的可靠性和稳定性足以和RISC小型机媲美。同时Itanium系列处理器还可实现不止仅限与八路以内的多处理器系统，可六十四路处理器系统，直至集群式超级计算机系统。

移动CPU的活用：Pentium M


进入服务器市场的移动处理器：Pentium M

    略懂笔记本的朋友应该都知道，Pentium M其实是Intel迅驰移动平台所使用的一款笔记本中央处理器，但是由于Pentium M比上一版本芯片(低电压版奔腾3处理器)的高速缓存高出两倍，而且耗电较少，支持智能降频省电技术，另外它也具有非常不错的性能，所以惠普在03年曾经推出过一款采用Pentium M处理器的刀片服务器。

    Pentium M在那时看来确实是一个非常别出心裁但又非常独具慧眼的想法，因此Pentium M比普通奔腾处理器发热量少很多，这使得用户更便于将刀片式服务器紧密排列在一个基座中而不致产生过热现象；另外，Pentium M的功耗也非常低，工作频率在1.3或1.4GHz的标准版Pentium M，最大功耗仅为22W，1.5～1.7GHz的标准版Pentium M最大功耗也不过24.5w。而低电压版(Low Voltage)工作频率为1.1～1.2GHz的Pentium M最大功耗则仅为12W，超低电压版(Ultra Low Voltage)工作频率为0.9～1.0GHz的Pentium M最大功耗则更是只有7W，这个耗电量对于密集型的刀片服务器来说是非常有意义的。

XEON与Pentium M的结合：Sossaman

    作为中低端服务器处理器的XEON自从 P4 时代就一直是基于Netburst架构，因此主频一再攀升，但随之而来的是高频低能、高热量高功耗等十分令Intel尴尬的问题，由于无法从根本上解决这些困扰XEON未来发展的问题，Intel去年将目光投向了另外一个架构－－由于Pentium M的出色的性能表现和非常低的功耗、发热，使得Intel确认了将会推出基于Pentium M架构的超低功耗服务器处理器Xeon。

    这款超低功耗的XEON基于Pentium M架构的内部代号为Sossaman，基于移动版双核心Yonah。Intel数字集团市场部经理在一次访谈中表示，Sossaman的功率非常低，只有31W，上市日期定于2006年上半年，具体时间还未确定。Sossama将采用0.65纳米制造，不支持EM64T，是纯粹的32位处理器。Sossaman服务器平台采用低负载/空载节电技术，可以节约高达 24% 的功耗，这意味着拥有500台服务器的中型企业每年可节省10万美元的成本，主要面向空间有限的机架服务器和刀片式服务器设计。

Pentium M资料介绍：

    Pentium M是有史以来第一颗专为笔记本设计的处理器，它的结构设计显然融合了Pentium 4-M和Pentium III-M的架构精华，并在此基础上针对高性能的移 动计算应用又进行了进一步的优化而成。除了400MHz系统总线、SSE2多媒体指令集、0.13微米的制造工艺、微操作合并、高级指令预测等众多特性外，Pentium M还破天荒的使用了“32＋32”(即32KB数据缓存、32KB指令缓存)的大容量一级缓存，这可是多年以来英特尔在CPU一级缓存上所使用的最大容量，这不但远远大于目前主流的Pentium 4-M(8K数据缓存＋12K指令缓存)处理器和Pentium III-M(16K数据缓存＋16K指令缓存)处理器，甚至也超过了Intel用于高端服务器的顶级64位的Itanium(16K数据缓存＋16K指令缓存)处理器，而在媒体的各项测试中，这款处理器表现出非常令人满意的高性能。