性能、能效与虚拟化全面跃升 双路新至强练就智能“软功夫”

刘洪宇

甫一问世，就刷新了30项基于双路服务器及工作站的基准性能测试记录。英特尔双路至强5500处理器究竟如何取得至强处理器史上最大幅度的性能提升？又将如何以其智能特性变革计算方式，进而改变整个数据中心？

“这将是英特尔今年最重要的一次发布，也是自PentiumPro以来，英特尔最重要的服务器处理器发布。” 3 月 31 日，英特尔全球副总裁、中国区总裁杨叙在双路至强5500系列处理器的发布仪式上表示。不仅英特尔对此寄予厚望，合作伙伴也表现出对这款产品的极大期待，在此后数日内，将先后发布基于该处理器的新一代服务器。这一次，英特尔的处理器架构发生了改变并增强了智能特性，对双路服务器的系统设计、散热等方面都要求很高，这是服务器厂商比拼技术实力的时刻，更是他们以创新产品促动IT经济回暖的机会。

智能化性能

英特尔去年年底推出了基于Nehalem架构的首款处理器，此后就开始逐步将全线处理器纳入这一可扩展的架构之下，通过灵活的扩展设计，满足不同维度的扩展要求。英特尔数字企业事业部副总裁、服务器平台事业部总经理柯克·史考根（KirkSkaugen）表示，英特尔面向服务器领域的三大法宝——最好的性能、最佳能耗比及增强的虚拟化技术在至强5500上再次实现，并达到了至强处理器史上最大幅度的性能提升，为4年前英特尔单核处理器的9倍。尤为重要的是，这些提升都已经实现了智能化。

实测结果显示，相比前代至强5400处理器，至强5500在各个应用领域均有70%~125%的性能提升，表征虚拟化性能的VMmark测试中，性能提升达到160%。在计算密集型、内存带宽敏感型及浮点要求苛刻的应用中，新型处理器的性能提升也尤为明显。如此大幅度的性能提升，主要有赖于英特尔QPI快速通道互联技术、智能加速技术以及超线程技术。

集成内存控制器后，至强5500采用的QPI技术可以针对带宽密集型应用，加快处理器与处理器、处理器与I/O控制器之间的流量速度，提供高达25.6GB/s的带宽，比前代产品提高3.5倍。而智能加速技术则可以在需要时增加内核频率，以提高执行速度，可以通俗理解为“超频”的概念；对于那些可以并行多线程执行程序，至强5500支持每个内核同时执行双线程，最多可以形成8个逻辑处理器，以大幅减少计算延迟。而智能加速与超线程均是自适应调节，完全根据应用负载自动调节实现。

自适应能效

当配电能力和散热能力逐渐成为瓶颈，提高服务器这类主设备的能效就成为改进数据中心设计的关键途径。英特尔此前提高能效的途径主要是在功耗基本保持不变的情况下提高性能，而在此基础上，还期望使服务器的负载与能耗成一定比例，即在负载不高的情况下，一定要通过智能调节，尽可能减少服务器的能耗，这一期待随着至强5500到来成为现实。

英特尔采用了两项重要的节能技术，实现在单个服务器内，最大限度地降低服务器组件并未完全使用时的系统功耗。一项技术是集成功率门限，它支持将四个核中个别闲置的内核功耗降低。至强5400可将闲置功率降至16W或50W，而具备新特性的至强5500则能将闲置功耗减至10W，使服务器的闲置功耗降低50%（与前代双路服务器相比）。另一项技术是自动低功耗调节，它增加了处理器功耗状态，内存和I/O控制器也配有新型电源管理特性，处理器和内存可以自动置入最低功耗状态，在不影响性能的前提下满足当前工作的运行需求，根据实时负载调节系统功耗。

与此同时，英特尔还同时推出了节点功耗管理器系统，支持IT管理员为一个机架、一组服务器或整个数据中心设定功耗闲置，从而提高了近20%的部署密度。服务器厂商基于该功能的二次开发，更进一步为用户合理控制功耗提供了附加值。

灵活虚拟化

虚拟化也是性能的一种体现，提高虚拟化性能可以实现更高的整合比率，而更深程度的虚拟化是资源池化的基础。至强5500系列处理器借助更高的I/O带宽，进一步提高虚拟化性能，并通过支持多代虚拟机迁移，在虚拟化环境中实现了高灵活性。相比至强5400，英特尔虚拟化技术（VT）的增强特性结合全新平台设计可使虚拟化性能提高达2.1倍。

虚拟化的硬件平台对虚拟化软件提供更高程度的支持，对虚拟化应用来说至关重要。至强5500的新特性，如支持英特尔扩展页表，减少页表虚拟化带来的开销，通过虚拟化灵活迁移技术解决实时整合问题等，都对提高虚拟化性能效果显著。英特尔的硬件虚拟化技术是涵盖了处理器、网络、芯片组在内的全面虚拟化，除了在处理器中加入了提高虚拟化灵活性与稳定性的VT-x技术之外，英特尔还为与至强5500配套的芯片组及以太网控制器加入了虚拟化技术，加速数据传输、消除大部分性能开销，进一步优化网络，这些都为更高程度的虚拟化应用构筑了高性能的可靠平台。

柯克·史考根帮用户算了一笔账，以184台英特尔单核至强服务器为例，如果换作184台至强5500服务器，性能可以达到原来的9倍，电费节省18%。如果保持同样的性能，则只需要21台至强5500服务器，预计每年节电90%，单是以电费来计算，仅8个月就可以收回投资成本了。

链接

至强5500给他们带来什么

腾讯系统评测中心主任王馨

目前，腾讯即时通信最高在线用户在4000万以上，QQ主页的PV访问量达到6亿，QQ游戏的最高在线人数也达到了300万。我们支撑这样大规模应用的办法就是定制服务器，目的是希望服务器更贴近我们的业务。

腾讯的大量服务器都存放在租用的电信机房里，并按机架支付租金。由于受到机架功耗和上架数量的限制，最大限度地利用机架和供电对于成本的控制至关重要。我们对基于至强5500处理器的双路定制化服务器和一些双路主流服务器进行了功耗对比。评测结果表明：如果全部采用至强5500处理器的服务器，每个机架的计算性能提高20%、性能功耗比提高60%以上，我们完全可以通过配置更多的至强5500定制化服务器，为腾讯的未来业务发展打下坚实基础。

江苏省高性能计算学会会长周会群

高性能计算集群除在生命科学、材料科学领域应用广泛，在天文和地球科学方面也被大量使用。目前，南京大学正在建设一个超过35万亿次/秒的高性能计算设施，这将是在中国大学里规模最大的一个高性能计算集群。这个集群将由402个两路四核计算节点组成，由高速网络连接，另外拥有50TB的并行文件系统和100TB的存储。为了建立这个高性能计算中心，南京大学很早就与英特尔合作，对至强5500处理器进行了多项测试。

以检测物质在高温高压状况下物理性质变化的两个应用软件VASP和Espresso为例，VASP在至强5500处理器上可获得97%的性能提升，Espresso则可获得至少51%的性能提升，我们最终选择了英特尔至强5500系列处理器作为集群建设的核心。