移动计算:平台之争 多技术制胜
由于未来的PC市场增长的动力已经开始转向移动的笔记本市场,所以移动市场成为了英特尔和AMD争夺的又一个焦点。就在8月19日—21日在美国旧金山举行的英特尔信息技术峰会(IDF)前不久,处理器厂商英特尔正式发布了其最新的针对笔记本的迅驰2处理器平台,加之AMD发布了自己的Puma(美洲狮)处理器,笔记本市场的处理器大战再度引起了人们的关注。在本次IDF上,英特尔依旧没有停下创新的脚步,除了发布最新的移动平台外,还发布了系列提升笔记本性能的新的技术和产品。
迅驰2代登场
Puma迎战
英特尔迅驰2的推出,基于重新设计的晶体管(高K金属栅极公式)和先进的45纳米制程技术,将笔记本电脑处理器的TDP降至25瓦,与前代产品相比,降幅高达30%。这些处理器还使用了英特尔深度节能技术,能够在电脑处于待机状态时加快包括核心时钟(core
clock)和缓存等在内的处理元件的自动关闭速度,以达到更加节能的目的。正因为这样,对于消费类用户而言,英特尔迅驰2处理器技术提供了性能和电池续航时间有机平衡,笔记本用户第一次能够在只充一次电的情况下就能完整欣赏一张标准长度的高清蓝光(Blu-ray)碟片。
面对英特尔迅驰2代平台的发布,AMD自然是不甘人后。今年的第二季度AMD将会发布其Puma平台。该平台由名为“Griffin(格里芬)”的CPU。这是AMD首款专为笔记本电脑设计的处理器和与之配套的芯片组组成,AMD希望该产品能够帮助其与英特尔打成平手,甚或在某些领域赢得少许的技术领先。AMD与顶级供应商联合,首次在高端计算机设计领域展开竞争态势,此举正在改变该领域的商业格局。从功率管理性能来看,Griffin与目前英特尔的笔记本电脑用CPU几乎实力相当,这部分归功于Griffin具有的一系列特性,其中包括AMD决定将两个内核分放在两个单独的电源层以便独立管理。另外,Griffin配套芯片组所提供的某些特性,要比英特尔早6个月,而这也正是AMD的优势所在。该芯片组支持微软最新的DX10图形应用编程接口。它整合了高清DVD解码需要的H.264硬件支持,另外还有5GHz PCI Express端口以及HDMI和DisplayPort接口。AMD称,已经有超过100款笔记本电脑产品确认采用Puma平台,并且都将在第二季度末上市。
但令人遗憾的是,AMD在移动平台上并未取得制造工艺上的优势。当英特尔全面转向45纳米的今天,AMD的Puma平台的处理器仍旧在采用65纳米制造工艺。业内人士认为,45纳米相比65纳米制造工艺,不仅可以提升芯片性能和降低功耗,还可以允许人们从一块硅晶圆中制造更多的芯片,实现更高的利润率,有效的降低处理器成本,这些优势对笔记本电脑来说都是至关重要,比如降低成本这方面,一旦与英特尔在移动平台上开打价格战,65纳米的制程工艺肯定会拉AMD的后腿。因此,AMD移动处理器的先天不足将继续影响它们的表现。此外,从已经上市的基于AMD
Puma平台的笔记本的价格看,其定位仍旧是在中低端。最后从性能上看,AMD Puma平台的Turion X2 RM-70处理器(2.0GHz)的性能仅仅相当于英特尔的T2370(1.73GHz),而英特尔的T2370并非是英特尔移动处理器的主流产品。从这点也也佐证了AMD Puma平台的中低端定位。
未来多技术发布 英特尔再拔头筹
虽然当前的笔记本大战已经如火如荼,但这不过是2009年大战的热身。届时,AMD将推出自己整合了CPU和GPU(图形芯片)的笔记本专用Fusion处理器。英特尔已经暗示,自己将采取大致相同的策略。为此,英特尔计划于2009年推出研发代号为“Calpella”的笔记本电脑平台。作为下一代迅驰平台,它将包含有一个基于Nehalem微架构的处理器。Nehalem微架构拥有领先的性能优势和更高的能效。业内人士分析,这个平台将启用45纳米的Nehalem处理器,并且在CPU内部整合GPU芯片,可以全面对付AMD的Fusion。
对此,英特尔执行副总裁兼移动事业部总经理浦大卫在本次IDF上对《中国电子报》记者讲,通过为笔记本电脑用户提供全新的计算视觉体验、更好的可管理性及安全性、强化的加速模式特性及革命性电源管理功能,Calpella将重新定义移动计算的未来。而这一切都关乎真正强大的移动计算性能。
此外,继今年7月刚刚发布的基于英特尔迅驰2处理器技术的笔记本电脑,在本次的IDF上,英特尔还发布了第一款四核移动 “工作站式”笔记本电脑处理器—英特尔酷睿2至尊处理器。虽然它集成了4个核心,但功耗仅为45瓦。
除了处理器平台外,英特尔在本次的IDF上,还展示了即将推出的移动平台的增强功能,包括:系统响应速度更快、能耗更低、结实耐用且可靠的英特尔高性能SATA固态驱动器产品线,以及英特尔防盗技术。英特尔防盗技术采用智能的硬件检测及响应机制,可使IT经理或服务供应商在笔记本电脑丢失或被盗的情况下禁止他人使用或获取数据。
在这些增强功能的移动平台中,SATA固态驱动器产品线引人注目。与传统的硬盘驱动器(HDD)和目前市场上的固态驱动器相比,英特尔的全新固态驱动器具有更重要的优势,包括更快速的整体系统响应能力和计算机开/关启动时间,卓越的耐用性和可靠性,更长的电池寿命和更低的企业基础设施成本。这些发热量低和安静的固态驱动器基于NAND闪存技术,内部无可活动组件,可为移动平台提供轻巧、低功耗和更高性能的存储解决方案。
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企业计算:核战升级 架构压制程
随着AMD四核处理器消除Bug后逐渐走向正轨,从某种程度讲,AMD终于可以在四核服务器市场与英特尔较量一番了。尽管AMD的四核依旧采用的是65纳米的制程,仍然落后英特尔的45纳米。但从日前在美国旧金山结束的英特尔信息技术峰会(IDF)上看,似乎英特尔不想给对手任何的机会。英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特?基辛格认为,将于2008年下半年面世的、研发代号为“Dunnington”的处理器,能够安装在Caneland平台的处理器插槽上。它将是英特尔第一款六内核IA(英特尔架构)处理器,基于45纳米制程技术,并且拥有大容量共享缓存。它的另外一个特性是采用Flex Migration技术,可以实现单一的兼容虚拟化库,支持虚拟机(VM)在基于65纳米和45纳米制程英特尔酷睿微架构处理器的服务器之间,以及基于不同45纳米制程处理器的服务器之间迁移。据笔者了解,面向可扩展服务器市场、拥有16MB三级缓存的全新6核英特尔至强处理器X7460将于今年9月发布,现已打破多项世界纪录。
此外,英特尔在本次IDF上还推介了新的Nehalem架构。在Nehalem架构中最显著的特点是引入了“加速模式”的技术。“加速模式”采用了英特尔提供的“能源门(power-gates)”技术,这项技术可以根据负载要求开启或者关闭单个内核运转。所以在一个四核Nehalem处理器中,如果某个任务只需要两个内核的话,就可以关闭另外两个内核的工作。这样可以提高整体能源与性能的比率。这项新的能源管理技术对操作系统是半透明的,使内核可以以独立的电压和频率进行工作。
另外Nehalem还配置了片上内存控制器以及QuickPath点对点连接技术。这两项技术都可以通过减少内存读取时间和更快的数据路径实现性能上的提升。除此之外,Nehalem还将采用被称为VT-d的虚拟化技术,英特尔称这项技术可以将在平台上运行的虚拟机的性能提升一倍。VMware计划在2009年发布一项名为VMDirectPath的新技术,这项技术可以利用Nehalem中的新功能。总的来说,Nehalem内存带宽是上一代芯片产品的三倍,三维动画性能是是上一代的两倍。Nehalem采用了英特尔最新的制程工艺,将一个硅片上的晶体管体积缩小到45纳米。一个硅片上晶体管的数量增加意味着性能也将有所提升,同时不会带来更高的能耗。据英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特?基辛格介绍,Nehalem可显著提升英特尔当前业界领先的微处理器的性能和能耗表现。随着未来版本的推出,Nehalem架构将被应用到包括双核、四核、六核以及八核的处理器中,这无疑又会加大英特尔领先的筹码。
据笔者在本次IDF上了解,即将发布的英特尔酷睿i7处理器及专为高性能服务器市场设计的、研发代号为“Nehalem-EP”的处理器将是市场上首批基于Nehalem微架构的处理器产品。从这一微架构衍生出的面向可扩展服务器市场的处理器(研发代号为“Nehalem-EX”)以及针对台式机(研发代号为“Havendale”和“Lynnfield”)和移动计算设备的(代号为“Auburndale”和“Clarksfield”)处理器都将于2009年下半年投产。从这里可以看出,英特尔的Nehalem架构将会在服务器、台式PC和移动市场全面铺开。
面对英特尔的六核和新的架构,AMD到今年年底前,将会发布采用45纳米制程的处理器。如果AMD能够如期发布的话,届时在制程方面,AMD将会缩短与英特尔的距离,但对于AMD来说,面对已经全面采用45纳米的英特尔,其从65纳米转向45纳米的时间和量产将至关重要。因为在明年,英特尔会按照其Tick-Tock模式推出采用32纳米制程的处理器平台Westmere。从今年来看,恐怕AMD在制程和核数上还是要落后于英特尔。这点AMD非常清楚。为此,近日AMD大幅下调了其四核处理器的价格,希望以价格的优势来夺回一些失去的四核市场,同时也是为了应对英特尔马上发布的六核Dunnington。从英特尔的角度看,其即将推出的六核还是为了持续打压AMD的四核并延续自己目前在四核领域的优势(对AMD形成四核和六核的夹击之势),而Nehalem架构则会对AMD的45纳米处理器造成威胁。可以说从现在到年底,英特尔和AMD间的核战及架构与制程的博弈值得期待。
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高性能计算较量“软”实力
众所周知,多核技术的发展和在高性能计算的应用,促进了高性能计算向商用领域的转移。在商用领域,由于面向的行业不同,用户的应用对于高性能计算的需求也不尽相同,这就导致了同一高性能计算系统面向不同的应用时,其所发挥的效能是完全不同的。这时,对于高性能计算系统除了性能之外,相关的软件调优及虚拟化技术的应用将会大大提升高性能计算的能效。
多核成主流软件促进应用最大化
多核是目前整个 IT 产业最为关注的一个技术关键词。根据IDC新近发布的预测,2008 年度在全球市场上发售的 PC、PC 服务器和笔记本电脑中,有 80% 的机型将配备多核处理器。而 2009 年时几乎所有服务器、PC 和笔记本电脑产品则将全面实现多核化。随着这些硬件产品在多核技术上的逐渐就绪,如今整个 IT 业界面临的最大挑战就是如何将原先仅用于高端应用开发的并行编程方式推广到所有软件开发的过程中,以打造出更多支持多线程并行化运行的应用软件,全面释放多核处理器的性能潜力。英特尔开发者产品事业部销售和业务发展总监佘飞告诉《中国电子报》记者,随着全世界进入多核产品的普及年,并行化获得的优异性能将带动软件并行化的全新应用模式,这也意味着如果软件开发人员忽视并行化软件,那么后果将是非常危险的。
具体高性能计算领域,正是由于高性能计算走向商用,用户在选择高性能集群时,除了关注性能指标外,用户在每台高性能集群系统最初设计的建议多是综合了目前应用实测结果以及专家的经验给出的。通常情况下,由于实际测试需要的设备和工作量太大,所以用户大多是从已有平台的测试结果定性地推测未来平台的性能。不过如此进行高性能计算系统的设计会与实际情况有一定的偏差。对此,为了更好地分析现有系统及预测未来应用所需硬件平台的实际性能,需要提供全面的工具以实现对应用软件的计算、通信和数据存储等多方面进行精细化的特征分析,并分析高性能集群系统的硬件系统特征,再将数据组合起来,以建立性能模型,再通过性能模型模拟并预测应用软件在未来硬件平台上的实际性能。采用这些分析工具,可以大大提高用户设计未来高性能集群系统的准确度。
为促进业界对于并行化软件开发工作的重视,英特尔公司从上世纪 90 年代末就开始协同操作系统和应用软件开发商进行了大量有关软件线程性能优化和多核软件开发技术方面的研究,并于近年推出了整套针对主流编程语言和操作系统的先进软件开发工具产品套件,该套件包含了线程分析工具、性能分析器、编译器、性能库、群集工具包以及相关的白皮书等,它不但可帮助软件开发商快速、高效、低成本地跨越从串行编程到并行编程的技术门槛,实现从传统单线程软件开发商到多核并行化应用开发商的角色转换,还能帮助他们开发出针对英特尔最新技术平台(包括多核、虚拟化)进行优化的产品。对此,英特尔企业解决方案部高端企业客户中国大区经理王克先对《中国电子报》记者讲,英特尔软件产品就是一整套帮助应用开发及使用人员在X86及安腾体系架构上最大限度提升性能的软件工具。这些工具与目前市场主流的高性能计算软硬件运行环境兼容,使用人员很容易将这些工具与他们现有的软件工具配合使用,从而大大提升高性能计算系统的效能。
除了英特尔外,作为X86架构的另一处理器厂商的AMD与英特尔相比,似乎更加关注在处理器本身对于应用的优化。对此,AMD(中国)公司中国区高级技术经理刘文卓告诉《中国电子报》记者,在采用AMD处理器平台的高性能计算用户中,有相当的用户一般情况下,基本用不到软件调优就可以使系统达到比较高的能效,从而满足自己的需求。此外,AMD也具有软件调优的实力,只要用户有需求,AMD也可以通过软件调优的方式为用户提供服务。
虚拟化大有作为评测标准待出台
据业内专家分析,三个方面的因素使虚拟化技术迅速走向成熟。首先,信息化产业的快速发展使得服务器硬件技术有了巨大进步;其次,高端服务器所承载的软件应用环境已经逐步发展成熟;第三,也是最重要的一点,由于服务器技术的快速发展以及信息化产业发展对于数据中心的规模要求越来越高,由此导致数据中心面临着越来越严重的发展瓶颈,而虚拟化由于具有提高资源利用率以及节能环保、可进行大规模数据整合等特点而成为高性能计算领域最有前景的技术。
当前,虚拟化技术的优势已经得到了业界的普遍认可,虚拟化技术所具备的提高资源利用率和节能环保的特性也得到了越来越多高性能计算机用户的青睐,虚拟化技术的普及和推广成为信息化技术发展的必然趋势。除此之外,人们发现利用虚拟技术,也能进一步发掘应用间的时间和空间的并行性。当然,虚拟机技术带来的隔离性、安全性、灵活性更增添了这一技术的魅力。谈到2008年虚拟化应用的发展趋势,戴尔大中华区企业级解决方案市场总监 Milind YedkarMilind Yedka先生向《中国电子报》记者介绍,在过去五年内,虚拟化取得了重要的应用突破。在最开始的3年(2003-2006年)中,虚拟化应用还比较专注于大的数据中心,以及服务器整合的应用。在后来的2—3年(2006-2008年)之中,虚拟化才真正开始从概念步入到一个实施的阶段,这是一个迅速的加速过程中。在2009年之后,我们甚至会发现在很多的数据中心中,虚拟机将会多于物理机。
在虚拟化方面,AMD的快速虚拟化索引技术(Rapid Virtualization Indexing)能够让虚拟机和CPU直接通信,而无须通过传统的Hypervisor层,从而进一步提升虚拟化的性能;而DEV技术和Tagged TLB技术则让虚拟机在物理内存中的寻址和切换效率大幅提升,从而提高虚拟机效率;在缓存方面,巴塞罗那采用共享2MB的三级缓存,可以让多线程调度更加灵活。共享的三级缓存不仅提供了更大缓存的功能,而且也为多个内核之间提供了数据交换的通道,使得核与核之间的带宽更大。
与AMD相比,英特尔除了在处理器层面加入支持虚拟化的技术外,英特尔与OSS(开放源代码软件)/VMM团体携手合作,积极支持开放源代码软件的虚拟化。目前,作为OSS和Linux业界先锋企业以及开放源代码开发实验室的创始成员之一,英特尔继续致力于提供广泛的工程与基金资源,以便开展研发、软件工具、验证以及标准方面的工作,向全球客户提供强大可靠的OSS/VMM计算解决方案。
不过,虚拟化应用的发展到目前为止仍受到很多客观条件的制约。首先,虽然虚拟化技术已经相当成熟,但虚拟化应用却处于发展的初期,业界还没有一个统一的标准对虚拟化厂商的产品进行有效的评测,这就意味着厂商不能给用户提供可信度较高的评测结果和应用标准,而用户也不能获得具有可靠依据的虚拟化应用标准,不利于虚拟化的大规模推广和应用;其次,目前从事研发和生产虚拟化软件的厂商众多,包括VMware、Xen、MS等在内的厂商共同瓜分着处于发展初期的虚拟化市场,各厂商之间由于竞争的原因,各自为政,这样也不利用虚拟化标准的制定。
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