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正文內(nèi)容

服務(wù)器硬件架構(gòu)(編輯修改稿)

2025-09-01 08:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 667333 MHz667PC25300PC25400DDR2800400 MHz800PC26400DDR21066533 MHz1,066PC28500 169。PC28600  DDR 3 SDRAM在DDR2的基礎(chǔ)上對以下這些方面做了改進:  ①. ,減少功耗?! 、? ,單Rank的容量最大可達16GB?! 、? 增加了內(nèi)存帶寬,內(nèi)存突發(fā)長度從4字增加到8字,增加突發(fā)長度是為了更好地滿足不斷增長的外部數(shù)據(jù)傳輸速率,隨著傳輸速率的增長,突發(fā)長度(傳輸?shù)拇笮?必須增長,但不能超出DRAM核心的訪問速度?! DR3 DIMM有240針,數(shù)量和尺寸都和DDR2一樣,但它們在電氣特性上是不兼容的,缺口位置不一樣,未來,DDR3將工作在更快的時鐘頻率,目前,市面上存在DDR3800,1066和1333三種類型?! ∠卤韺Σ煌腄DR3 DIMM模塊進行了總結(jié)。  表3. DDR3 DIMM標準名稱RAM 時鐘頻率每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(百萬)模塊名稱峰值傳輸速率 GB/sDDR3800400 MHz800PC36400DDR31066533 MHz1,066PC38500DDR31333667 MHz1,333PC310600DDR31600800 MHz1,600PC312800DDR31866933 MHz1,866PC314900  三、I/O子系統(tǒng)  I/O子系統(tǒng)負責在服務(wù)器內(nèi)存和外部世界之間搬運數(shù)據(jù),傳統(tǒng)上,它是通過服務(wù)器主板上兼容PCI標準的I/O總線實現(xiàn)的,開發(fā)PCI的目的就是讓計算機系統(tǒng)的外圍設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián),PCI的歷史非常悠久,現(xiàn)在最新的進化版叫做PCIExpress。  外圍組件互聯(lián)特殊興趣小組(Peripheral Component Interconnect Special Interest Group ,PCISIG)負責開發(fā)和增強PCI標準。  PCI Express  PCI Express(PCIe)是一個計算機擴展接口卡格式,旨在替代PCI,PCIX和AGP。  它消除了整個所有I/O引起的限制,如服務(wù)器總線缺少I/O帶寬,目前所有的操作系統(tǒng)都支持PCI Express。  上一代基于總線拓撲的PCI和PCIX已經(jīng)被點到點連接取代,由此產(chǎn)生的拓撲結(jié)構(gòu)是一個單根聯(lián)合體的樹形結(jié)構(gòu),根聯(lián)合體負責系統(tǒng)配置,枚舉PCIe資源,管理中斷和PCIe樹的錯誤。根聯(lián)合體和它的端點共享一個地址空間,通過內(nèi)存讀寫和中斷進行通信?! CIe使用點到點鏈接連接兩個組件,鏈接由N個通道組成,每個通道包含兩對電路,一對用于傳輸,另一對用于接收?! ∧蠘?也叫做ICH:I/O Controller Hub)通常會提供多個PCIe通道實現(xiàn)根聯(lián)合體的功能?! ∶總€通道連接到一個PCI Express端點,一個PCI Express Switch,一個PCIe或一個PCIe橋,如下圖所示。圖 21 PCI Express根聯(lián)合體  根據(jù)通道編號使用不同的連接器,下圖顯示了四個不同的連接器,及單/雙向時的速度。圖 22 PCI Express連接器  在PCIe ,可同時部署16條通道,如下圖所示,可支持的速度從2Gbps(1x)到32Gbps(16x),由于協(xié)議開銷,支持10GE接口需要8x。圖 23 PCI Express通道  PCIe (也叫第二代PCIe)帶寬提升了一倍,從2Gbit/s提高到4Gbit/s,通道數(shù)量也擴大到了32x,PCIe 4x就足以支持10GE了?! CIe ,最終的PCIe ,到2011年就可看到支持PCIe ,PCIe (下一代以太網(wǎng)標準)?! ∧壳八械腜CI Express產(chǎn)品都是單根的(Single Root,SR),如控制多個端點的單I/O控制器中樞(ICH)?! 《喔?Multi Root,MR)也發(fā)展了一段時間,但目前還未見到曙光,由于缺少元件和關(guān)注,目前還有諸多問題。  SRIOV(Single Root I/O Virtualization,單根I/O虛擬化)是PCISIG開發(fā)的另一個相關(guān)標準,主要用于連接虛擬機和Hypervisor?! ∷摹⒂⑻貭栁⒓軜?gòu)  英特爾Nehalem和Westmere微架構(gòu),也被稱為32和45nm酷睿微架構(gòu)?! ehalem微架構(gòu)于2009年初引入了服務(wù)器,也是第一個使用45nm硅技術(shù)的架構(gòu),Nehalem處理器可應(yīng)用于高端桌面應(yīng)用程序,超大規(guī)模服務(wù)器平臺等,代號名來源于美國俄勒岡州的Nehalem河?! 「鶕?jù)英特爾的說法,處理器的發(fā)展速度就象嘀嗒(Tick and Tock)鐘聲的節(jié)奏一樣,如下圖所示,Tick是對現(xiàn)有處理器架構(gòu)進行縮小,而Tock則是在前一代技術(shù)上發(fā)展起來的全新架構(gòu),Nehalem就是45nm的Tock,Westmere就是緊跟Nehalem的32nm Tick。圖 24 英特爾“嘀嗒”處理器開發(fā)模式  Nehalem和Westmere在不同需求之間取得了平衡: ?、? 與新興應(yīng)用程序(如多媒體)相比,現(xiàn)有應(yīng)用程序的性能。 ?、? 對輕量級或重量級應(yīng)用程序的支持同樣良好?! 、? 可用范圍從筆記本到服務(wù)器全包括?! ∑脚_架構(gòu)  這可能是近10年來英特爾最大的平臺架構(gòu)轉(zhuǎn)變,包括多個高速點到點連接,如英特爾的QuickPath互聯(lián),集成內(nèi)存控制器(IMC)等。  下圖顯示了一個雙插座英特爾至強5500(NehalemEP)系統(tǒng)示例,請注意CPU插座之間,以及CPU插座與I/O控制器之間的QPI鏈接,內(nèi)存DIMM直接附加到CPU插座。圖 25 雙插座英特爾至強5500(NehalemEP)  集成內(nèi)存控制器(IMC)  在NehalemEP和WestmereEP中,每個包含集成內(nèi)存控制器(IMC)的插座支持三個DDR3內(nèi)存通道,與DDR2相比,DDR3內(nèi)存運行在更高的頻率,因此它具有更高的內(nèi)存帶寬。此外,對于雙插座架構(gòu),有兩套內(nèi)存控制器,所有這些改進與前一代英特爾平臺相比,如下圖所示。圖 26 RAM帶寬  隨著時間的推移,帶寬以后還會繼續(xù)增加,有了集成的內(nèi)存控制器后,延遲也減小了。  其功耗也減少了,,功耗與電壓的平方成正比,因此電壓降低20%,功耗就減少40%?! ∽詈?,IMC支持單,雙和四Rank RDIMM和UDIMM?! ehalemEX有一個類似的,但不完全相同的架構(gòu),在NehalemEX中,每個插座有兩個IMC,每個IMC支持兩個英特爾可擴展內(nèi)存互聯(lián)(Scalable Memory Interconnects,SMI)連接到兩個可擴展內(nèi)存緩沖區(qū)(Scalable Memory Buffers,SMB),每個插座就可以連接到四個SMB,如下圖所示,每個SMB有兩個DDR3總線,每條總線連接到兩個DIMM,因此每個插座可連接的RDIMM總量就是16。圖 27 SMI/SMB  NehalemEX系統(tǒng)的總內(nèi)存容量與插座數(shù)量,以及RDIMM的容量總結(jié)如下表所示。  表4. NehalemEX內(nèi)存容量4GB RDIMM8GB RDIMM16GB RDIMM2 sockets128 GB256 GB512 GB4 sockets256 GB512 GB1 TB8 sockets512 GB1 TB2 TB  英特爾QuickPath互聯(lián)(QPI)  所有的通信架構(gòu)都從總線架構(gòu)向點到點連接演變,因為點到點連接架構(gòu)具有更快的速度,更好的擴展性,在Nehalem中,英特爾QuickPath互聯(lián)已經(jīng)取代了前端總線,如下圖所示。圖 28 英特爾QPI  英特爾QuickPath互聯(lián)是一個一致的點到點協(xié)議,不局限于任何特定的處理器,可在處理器,I/O設(shè)備和其它設(shè)備,如加速器之間提供通信?! 】捎玫腝PI數(shù)量取決于處理器的類型,在NehalemEP和WestmereEP中,每個插座有兩個QPI,如圖25所示,NehalemEX支持四個QPI,允許更多無縫的拓撲結(jié)構(gòu),如下圖所示。圖 29 NehalemEX拓撲結(jié)構(gòu)  英特爾至強7500處理器也與第三方節(jié)點控制器兼容,可以擴大到8個插座以外,實現(xiàn)更大規(guī)模的擴展?! PU架構(gòu)  在Nehalem中,英特爾通過一些技術(shù)革新,增加了每個CPU每秒執(zhí)行的指令數(shù),如下圖所示。圖 30 Nehalem微架構(gòu)創(chuàng)新  其中有些創(chuàng)新是不言自明的,我們將集中介紹最
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