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进击の巨人 英特尔二代64位凌动SoC解析

2014年05月15日 11:13:15 | 作者:佚名 | 来源:IT168

摘要:Avoton平台作为第二代的64位SoC产品,无疑是英特尔在低功耗市场中最重要的一把武器。这款产品从规格到性能再到功耗都有了翻天覆地的变化,更先进的22nm工艺使得英特尔可以在同样的空间内提供更多的核心,这带来的性能上的提升;...

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解析
英特尔二代64位凌动SoC

基于Avoton平台的服务器

在柯仁杰的演讲现场还展示了一台基于Avoton的服务器(集群?),很明显这是一台多节点的服务器。这种服务器目前被应用于英特尔的“天蝎计划”,这是英特尔与百度、阿里巴巴、腾讯等共同开展的计划,旨在为这些大型的互联网用户提供定制化的设备。

几张干货照片,让你近距离接触Avoton

几张干货照片,让你近距离接触Avoton

正在测试中的Avoton平台

最后两张照片是目前IT168正在测试的Avoton平台图,当然这款产品只是通过PC机的样式展示出来,实际上它还是一款嵌入式的产品。大家在图上看到的2个风扇并不是必需的,实际测试中没有它们也不会对性能和稳定性造成什么影响,因为Avoton的功耗还是非常低的。

言归正传,按照惯例我们在公布测试数据之前还是要对新平台的架构和特性进行一番分析。作为Avoton平台来说,相比上一代的S1200系列(Centerton平台)有了明显的变化,通过下面的图片可以一目了然。

Avoton架构分析,不一样的嵌入式平台

Avoton晶圆图

Avoton架构分析,不一样的嵌入式平台

Avoton架构示意图

为了方便大家的观看,我们这里提供了一个架构的示意图。我们发现了以下升级之处:

更多的二级缓存:早在奔腾四的年代,我们就知道二级缓存对于处理器的性能提升有多么重要。这次,Avoton采用的是双核心共享1MB二级缓存的方式,而在之前的Centerton中是每一个核心具备512KB二级缓存。两者显然是不同的,并不是单纯的1 1=2的关系。

更高频率的内存支持:上一代的Centerton支持DDR3 1333内存,而且是单通道,最大通道数量为2条。在新一代的Avoton中,支持到更高频率的DDR3 1600内存,而且大多数产品为双通道。当然低端的Avoton也存在DDR3 1333和单通道的支持,这一点看起来和上一代相同。同时它们都能够支持超低电压版的内存。

Avoton架构分析,不一样的嵌入式平台

更高的处理器主频:从图表上就能够证实我们刚刚说的内容。同时我们也发现,Avoton系列中的C2750和C255这两款产品的频率都高达2.4GHz,睿频之后可以达到2.6GHz。相比之下上一代的Atom S1260只有2GHz,也就是Avoton的频率提升是原来的20%。

Avoton架构分析,不一样的嵌入式平台

这里我们不得不提及Avoton的影子弟弟——Rangeley。相比Avoton来说,Rangeley的规格更为强大,而且提供了QAT技术(Intel QuickAssist Technology),这种技术可以实现包括128位、192位和256位的AES(高级加密标准)、3EDS(三重DES算法)、DES(数据加密标准)和Kasumi。这个技术我们会在后面的文章中详细介绍。

更多的PCI-E通道:与上一代的产品对比,Avoton将通道数量翻了一番,我们看到大部分产品都支持16条PCI-E通道,而上一代的产品仅支持8条。

Avoton架构分析,不一样的嵌入式平台

消失的超线程技术:通过这张图我们可以清楚的看到,在英特尔的布局中,上一代的Atom产品和最新的至强E3都提供了超线程技术(HT),但是在新一代的Avoton产品中并没有看到HT的字样。

功耗的看似提升:在微处理器中,对于功耗非常敏感。虽然这一代的Avoton最低也提供了最低6W的TDP,与上一代持平;但是我们看到Avoton最高TDP达到了20W,而上一代产品只有8.5W。这一方面是由于核心数量的增加,另一方面我们更应该侧重于能效比而不是单纯的功耗大小,毕竟这款平台还是需要一定的性能作为支持。在后面的文章中我们会有两代Atom产品的能耗比数据作为参考。

以上主要是汇总了Avoton产品的几大改进,下面的内容将会着重对这些改进进行介绍。我们不得不说Avoton的确是颠覆了原来产品的诸多理念,正如柯仁杰所说的那样——“Centerton芯片是一个好产品。但是与英特尔使用“Avoton”芯片给市场带来的功能相比,Centerton芯片什么都不是”。

刚刚我们分析了一些Avoton的新特性,我相信这对于大家理解下面的图片会产生帮助。

Avoton架构介绍

Avoton系统的“Silvermont”架构平台

Silvermont是Avoton的微架构名称,看到这张图的时候我们就会明白刚刚的示意图是多么的简单。这里我们可以清楚的看到,Silvermont架构提供了4个单元,其中T单元主要负责与处理器之间的通信,A单元负责的是IOSF通信,也就是英特尔片上系统结构(Intel On-Chip System Fabric)。B单元的职责与A单元类似,但是通信协议却是IDI( Intel-developed interconnect ),这种技术是原来前端总线(FSB)技术的替代品,最早我们曾在Nehalem产品中看到过。以上这些部分叫做North Comples,我们可以理解为传统意义上的北桥。

有北就有南,那么在类似南桥的部分,主要是IOSF的区域。这里的IOSF分为高速和中速两个部分,其中高速的就是PCI-E控制器,包括了1条基于PCI-E 2.0的16速通道,它可以根据实际需要被拆分为1*16、2*8、1*8 2*4或者4*4等多种模式。为什么不是PCI-E 3.0呢?英特尔的解释是至少目前没有用户提出过这样的需求。

在中速区内,主要是一些外接的和网络设备,比如SATA接口、USB接口和网络接口等等。这里我们看到,Avoton提供了2个SATA 6Gbps和4个SATA 3Gbps接口,还有4个USB2.0接口。为什么没有USB3.0呢?请参看上一条对于PCI-E 3.0的解释。

Avoton架构介绍

等等,在刚才的介绍中貌似少了一部分内容,就是我们刚刚介绍过的QAT部分(Intel QuickAssist Technology),当然也是影子弟弟Rangeley才具备的特性。QuickAssist是什么呢?它是一个允许在IA架构里面无缝集成、使用第三方协处理器的一个硬件及软件架构。无缝集成是一个什么概念呢?

从硬件层面来讲,QuickAssist架构允许第三方处理器安装在Intel的处理器插槽上,比如我们熟悉的Xeon Phi或者NVIDIA Tesla(貌似在这里提到这个名字不是很合适)。通过制造成FPGA Accelerator Hardware modules(AHMs)的形式,第三方协处理器可以插入到Intel Xeon处理器上,通过FSB和芯片组通信,给这些第三方协处理器提供前所未有的巨大带宽(想想现在一些还插在PCI插槽上的处理器)。对于不需要CPU级别带宽的应用而言,还可以利用工业总线标准:PCI Express。

从软件层面来讲,QuickAssist通过提供一个Accelerator Abstraction Layer(AAL,加速器抽象层)来隔离各种物理实体,从而允许所有的软件都通过单一的界面来访问各种各样的加速技术。事实上,由于AAL如此强大,这些第三方的协处理器就可以像IA处理器一样编程对待。它们其实就系统的Intel处理器共享着虚拟内存。AAL解决了内存共享、原子事务操作、同步等方面的问题。

Avoton/Rangeley架构深度介绍

Avoton/Rangeley架构深度介绍

由于篇幅的关系我们不可能将Avoton/Rangeley架构逐一展开细说,但是其诸多特性还是大家不得不知道的。所以我们在上表中贴出了大多可能的特性,比如新增加的VT-X2虚拟化支持和IO相关的内容。下面我们将来看看这款送测到IT168的Avoton架构新品。

在文章的第二页我们曾提到有一款基于Avoton架构的平台送测,也提供了一些样机的照片。现在我们就要看看这台样机的真实表现。不过作为一个新平台来说,我们首先应该看看它的BIOS设计是怎样的。

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

系统对于CPU型号显示有误,但是可以看到主频为2.4GHz,系统内存为16GB

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

启动项设定

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

PCI相关调节选项

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

网络相关选项

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

北桥相关信息设定

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

南桥相关信息设定

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

磁盘相关信息,可以看到对于SATA3的支持

Avoton架构新品,8核心2.4GHz平台

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