E5平台:PCIe3直通效率高,集成SAS不足惧

时间:2012-03-24   来源:   网友评论:0   人气: 801 作者:

水涨船高,E5集成PCIe 3.0

过去几年间,英特尔至强(Xeon)系列处理器的发展可以说是突飞猛进,生产工艺和微架构交替进步的“钟摆”(Tick-Tock)战略,使得每一代产品都能从内核数量和单内核性能的提升中获益,而公认进步最大的则非2009年初推出基于45nm工艺和Nehalem-EP微架构的至强5500/3500系列莫属。

 

 

前英特尔公司资深副总裁兼CTO、现EMC信息基础架构产品事业部总裁兼COO Pat Gelsinger去年在EMC World 2011上主题演讲,专门有一页提及Intel高端至强处理器的性能提升幅度,而主流的至强5000/E5产品线也不遑多让

三年时间转眼过去,“钟摆”也摆动了一个完整的周期——工艺从45nm提高到32nm,微架构也从Nehalem演进至Sandy Bridge(SNB)。与代号Westmere的至强5600相比,同样采用32nm工艺的至强E5-2600系列内核数量、内存带宽(通道和频率)到用于处理器间互连的QPI有33%到100%的提升,无论CPU本地的处理能力,还是双路CPU之间的通信互联,都得到了巨大的改善。

 

 

与至强5600系列相比,至强E5-2600(Romley EP)平台每CPU的DDR3内存通道从3个增至4个,频率也从1333MHz提升到1600MHz,更重要的是CPU直接提供PCIe 3.0的连接能力,而2个QPI全部用于CPU之间的互连

但是,仅仅CPU-内存子系统的性能飙升是不够的,如果外联的通道不畅,就像“茶壶里倒饺子”,再强劲的性能也要大打折扣。特别是在格外注重横向扩展(Scale-out)能力的云时代,整个计算平台对外连接的带宽和响应速度需要提升到一个新的水平。

 

 

Intel 5520 IOH的使用场景之一:2个QPI分别连接到2个至强5600处理器上,提供36个PCIe 2.0线路

至强5600处理器通过1个QPI连接5520 IOH,提供36或72个PCI Express(PCIe)2.0线路(lane)。至强E5-2600则是每处理器提供40个PCIe 3.0线路,双处理器配置可达80个。虽然与PCIe 2.0相比,PCIe 3.0的传输率只是从5GT/s提高到了8GT/s,但由于采用了更为高效的编码方式,实际带宽接近倍增的效果,所以至强E5-2600的PCIe带宽比至强5600提高了一倍有余。并且,因为PCIe 3.0直接挂接在处理器上,省去了QPI和IOH的中间环节,I/O通路缩短的结果是响应时间的下降,有利于改善传输的延迟。

 

 

Intel 5520 IOH的使用场景之二:2个至强5600处理器各自用1个QPI接到1个5520,2个5520之间也通过1个QPI互连,共提供72个PCIe 2.0线路

不难看出,如果说Nehalem-EP微架构将内存控制器(MCH)集成到了CPU中,那么Romley-EP则进一步在CPU中集成了I/O控制器(IOH)的功能,英特尔称之为IIO(Integrated I/O),辅之以Intel DDIO(Data Direct I/O),可以进一步缩短传输的延迟。

 

 

40个PCIe 3.0线路可以4个或8个为单位自由组合成不同的端口,其中端口3a(x4或x8)可配置为NTB(非透明桥)

高速的设备如PCIe闪存卡、千兆/万兆网卡、存储HBA等直接连接到至强E5-2600处理器上,而像USB、SATA、PCI等相对低速的设备,则通过代号为Patsburg的C600平台控制集线器(PCH)连接,如本页第一张图的左下角所示。从这一点来说,C600与连接到5520 IOH上的ICH9/10颇有相似之处,但有一处看起来很强悍的升级——集成8端口的SAS(Serial Attached SCSI)及软RAID 5选项。

 

 

C600芯片和它支持的2个6Gb/s SATA接口、8个SAS接口(2个x4的SFF-8087内部连接器)

本文接下来的部分,就将通过测试,为您呈现IIO在延迟上的一些优势,和C600集成SAS的真实性能。


 

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