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英特尔至强E5 v3系列处理器解析与评测
发表日期:2015-05-18    文章编辑:admin    浏览次数:
【IT168 评测】毫无悬念的,至强E5 v3来了。按照英特尔所奉行的摩尔定律,英特尔在2012年的3月推出了至强E5,在2013年的9月推出了至强E5 v2,也理所应当在18个月后才推出新品。而这次至强E5 v3的出现仅仅过去了一年的时间,在许多人的心目中这一代产品来得似乎有些“积极”。而根据Tick-Tock战略,至强E5 v3属于Tock产品(改变微架构),从原有的IvyBridge-EP升级到Haswell-EP,保持22nm制程不变。
从左至右分辨是至强E5、至强E5 v2和至强E5 v3
从至强E5到至强E5 v3,英特尔在外观上并没有进行太多的改进,都采用的是LGA2011接口。不过因为平台的原因至强E5 v3只能应用在最新的C610芯片组中,这一点我们后面会有介绍。而从背面来看,可以看到几款处理器在核心设计上的不同,给人的直观感觉就是电容越来越少了。
指令集方面的提升


除了外观及硬件的变化,在软件方面至强E5 v3也有了很大的改进,比如在指令集方面增加了对于AVX2.0的支持。自从至强E5增加对于AVX的支持以来,至强系列处理器就从原本的128位指令集提升到了256位,这在强调并行化和多核心协作的今天显得尤为重要。
一脉相承的处理器微架构。按照惯例,在介绍处理器之前,我们首先要介绍它的架构。特别是对于这一代的至强E5 v3来说,它是微架构更新的产品,但同样采用的是E5系列招牌化的环形总线。
至强E5 v3架构示意图

从上面的示意图来看,这次至强E5 v3的更新主要有以下几个特点:
至强E5 v3与至强E5 v2特性对比
1、18个处理器核心——新一代的至强E5 v3具备了18个物理处理器核心,相比上一代的至强E5 v2来说核心数量提升了50%,从12个到18个。与此同时带来的是三级缓存的容量也有了响应的变化,从原来的30MB提升到了45MB。
2、支持四通道DDR4内存——在原本的至强E5系列处理器中,支持的都是DDR3内存,而在这一代至强E5 v3中内存升级到了DDR4,最高频率支持到2133MHz。不过与至强E5 v2的情况一样,这个频率并非是固定的,而是与内存通道中的内存数量有关,这一点我们后面将有具体的分析。
3、QPI通道带宽略有提升——从至强E5开始,英特尔引入了QPI通道的概念,代替了原来的前端总线。而从至强E5 v2开始,英特尔将QPI通道数量从1条增加到了2条。这次,对于至强E5 v3,英特尔在保持2条QPI通道的基础上,将通道的带宽从原来的8.0GT/s提升到了9.6GT/s,提升率达到了20%。
4、TDP功耗与指令集更新——指令集升级到了AVX2.0,并支持16DP。而在功耗方面,至强E5 v3的TDP功耗分别提升到了145W(服务器)和160W(工作站),相比至强E5 v2所具备的135W(服务器)和150W(工作站)略有提升,如果考虑到核心数量的增加,这些功耗的只能更加也不足奇。
5、全新的核心功耗管理——这是至强E5 v3非常重要的一个项目,也是功耗控制的关键。在原本的至强E5处理器中,只有对于处理器整体核心的管控功能;而在至强E5 v3开始,软件可以针对处理器的每一个物理核心单独进行管理,甚至在睿频的情况下也可以针对不同的物理核心制定不同的频率,我们觉得这一点对于云计算的应用或许有帮助。

至强E5 v3关键革新内容解读

环形总线演进示意图
至强E5 v3的环形总线模式

在至强E5 v3中,新增了一个名为Buffered Switch的内容,中文译为缓冲交换区。我们可以看到,在至强E5 v2中,对于12核心的处理器采用了3条环形总线进行互联,而对于至强E5 v3的18个核心来说,难以通过使用更多的总线数量还实现。所以英特尔在这里设置了2个缓冲交换区,用于连接10个核心以上的处理器(10核心以下处理器不受影响)。
全新的电源管理技术
不同核心的睿频示意图
正如我们之前所提到的那样,全新的处理器供电方式带来的是不同核心的主频可以自由调节。上面两张图表现的就是这种不同的应用情况,即便是对于服务器内的同一款处理器来说,不同核心之间也可以实现频率的不同,对于不同负载来说这样的方式显然更能够优化功耗。
我们大胆的设想了一下这项技术的应用场景——在未来强调云计算应用的情况下,服务器中不同处理器的负载可以让那些占用处理器更多的应用达到更快的运行速度,进行实现更快的处理效果。如果云服务的收费模式依然按照核心数量作为考量的话,这项技术无疑让用户更为受益。

至强E5 v3支持DDR4内存 
不同内存数量导致的不同的内存运行频率
在全新的至强E5 v3平台中,支持高达2133MHz的内存频率,但是刚刚我们介绍过这一频率并非是固定的。来自英特尔的资料显示,对于同一条内存通道来说,插的内存数量越多,占据的内存插槽数量越多,内存的频率越低。通过对比我们可以发现,在同一通道内,使用1条内存插槽的情况下,内存频率可以达到2133MHz的峰值。但是如果使用2条内存插槽,对于低电压版的内存并没有影响,但是普通的DDR4内存将下降到1866MHz。当使用3条内存插槽的时候,无论是普通版内存还是低电压版内存,都只能运行在1600MHz。