談ibmsystemx服務(wù)器使用雙核intel處理器的運(yùn)算優(yōu)勢(shì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 12:43本頁(yè)面
【正文】 ，要大于使用單線程或 I/O密集應(yīng)用的用戶。 和許多其他軟件經(jīng)銷(xiāo)商都宣布他們計(jì)劃根據(jù)物理處理器的插槽數(shù)來(lái)設(shè)軟件許可，而不是根據(jù)內(nèi)核數(shù)，這樣，對(duì)多數(shù)用戶而言，從單核移植為雙核在軟件許可費(fèi)用方面帶來(lái)的負(fù)面影響將很小甚至沒(méi)有。那軟件許可的問(wèn)題呢？移植到雙核處理器是否意味著更高的軟件成本？答案是否定的。2006 年以后，我們將不大可能看到任何新的單核服務(wù)器處理器上市。通過(guò)小幅減少雙核處理器的頻率，工程師們就能想辦法改善性能的同時(shí)延緩處理器瓶頸的到來(lái)。在當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，服務(wù)器的性能功耗比正日益成為 IT 經(jīng)理關(guān)注的問(wèn)題。一個(gè)雙核芯片的功耗和發(fā)熱是兩個(gè)同頻率單核處理器的一半。 處理器運(yùn)行的時(shí)鐘頻率較低，但總輸出明顯大于 單核處理器。兩個(gè)分離的單線程或多線程程序可以同步運(yùn)行，最大輸出可達(dá)相同速度單核處理器的兩倍。與之對(duì)照，采用雙核雙線程的處理器，兩個(gè)物理處理器就能封裝在一個(gè)芯片中。結(jié)果就是，有效輸出少于理論值，因而其中一個(gè)線程必須等待另一個(gè)線程釋放處理器資源。而實(shí)際上這種情況是很難發(fā)生的，因?yàn)檫@些邏輯處理器仍是單個(gè)物理處理器的一部分，這就使線程需要共享公共資源，例如整型單元、浮點(diǎn)單元和緩存。例如，單核雙線程處理器中，每個(gè)線程均指派有自己的寄存器，這樣就相當(dāng)于兩個(gè)（邏輯）處理器。處理器的性能指標(biāo)不僅僅是時(shí)鐘頻率、總線速度和緩存大小。就本質(zhì)而言，雙核處理器就是單個(gè)芯片上的“雙路 SMP”。而最新的性能增強(qiáng)技術(shù)則是在一個(gè)物理芯片上安裝第二個(gè)處理器和相關(guān)的 L2 緩存，也就是“雙核”處理器。這通?？梢蕴岣咝阅堋⒎翘嵘?100%—因?yàn)樘幚砥鏖g還存在資源爭(zhēng)搶和延遲問(wèn)題。但是，這些技術(shù)都無(wú)法維持處理器輸出的持續(xù)增長(zhǎng)。處理器經(jīng)銷(xiāo)商多年來(lái)一直采取這種方式。在以往，最簡(jiǎn)單的替代方法是增加內(nèi)部 L2 緩存的大小，甚至可能添加外部 L3 緩存。在下面的章節(jié)中將詳細(xì)論述這些技術(shù)進(jìn)步。隨著晶體管尺寸的縮小和單位芯片核數(shù)的增加，板載緩存也會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了雙核處理器，而到 2007 年預(yù)計(jì)將出現(xiàn)四核處理器。但摩爾定律還沒(méi)有過(guò)時(shí)，處理器芯片制造處理器技術(shù)的發(fā)展還將能提供更高的晶體管密度。而通過(guò)將單核處理器技術(shù)轉(zhuǎn)換為雙核，制造商們就能大幅降低時(shí)鐘頻率，同時(shí)還可以提升性能。技術(shù)用戶將處理器頻率擴(kuò)展歷史性瓶頸歸結(jié)為摩爾定律邊緣效應(yīng)的理論已經(jīng)站不住腳了。處理器架構(gòu)師、電路設(shè)計(jì)人員和處理工程師正致力于減少泄漏并正在制訂功率效率解決方案。（這也就是 Intel 和其他經(jīng)銷(xiāo)商至今也沒(méi)有推出 4GHz 處理器的原因）現(xiàn)在要做的就是將制造和設(shè)計(jì)方式集中放在處理器性能功率比上。在少數(shù)關(guān)鍵性能位置采用低 Vt 晶體管，而在其他位置主要采用中高 Vt 的晶體管來(lái)減少泄漏能夠平衡性能和功耗要求。利用晶體管電壓限制 (Vt) 是減少漏電的設(shè)計(jì)技術(shù)之一。雖然較小的晶體管工作電壓也較低，因而其功耗和發(fā)熱也會(huì)相應(yīng)減少，但晶體管尺寸的縮小也會(huì)導(dǎo)致漏電量的上升。電源密度通常以單位面積的功率或 瓦特/cm2 表示，而如果我們將處理器功率密度按照 IT 業(yè)過(guò)去 20 年來(lái)的速度進(jìn)行外推，那么，不斷縮小的處理器面積上產(chǎn)生的溫度最終將超過(guò)太陽(yáng)的表面！而時(shí)鐘頻率越高，其耗能越大。其導(dǎo)致的處理器功率密度也會(huì)上升，而使用傳統(tǒng)的廉價(jià)冷卻方式散熱就變得越來(lái)越困難。摩爾定律的好處也伴有一個(gè)“陰暗面”。隨著每一代處理器制造技術(shù)的發(fā)展，晶體管變得更小，封裝得更密集，同時(shí)也就減少了電路中電容和布線的距離，這也就使得處理器的時(shí)鐘頻率獲得飛速提高。摩爾定律的實(shí)際效果讓技術(shù)用戶能夠減少成本的同時(shí)獲得更高的運(yùn)算能力。他是 Intel 的共同創(chuàng)始人之一，也是公認(rèn)的摩爾定律的制訂者。而現(xiàn)在，一個(gè) 64 位微處理器的工作頻率高于 2GHz，采用低于 100 納米的處理器技術(shù)構(gòu)建，并集成了數(shù)百萬(wàn)的晶體管。簡(jiǎn)介為何采用雙核？自微處理器于 35 年前被發(fā)明以來(lái)，計(jì)算機(jī)工程師和架構(gòu)師們就一直致力于用他們手上的晶體管開(kāi)發(fā)更快和更便宜的設(shè)備。2 雖然基準(zhǔn)結(jié)果只是專(zhuān)門(mén)針對(duì) x3650 服務(wù)器的，但其他 x3XXX 系列服務(wù)器中采用了與之相同的處理器、內(nèi)存和 I/O 技術(shù)。 346（單核）服務(wù)器2 兩者相比，雙核的性能比單核上升了 30110%，而單位功率性能則上升了90%175%。在業(yè)務(wù)發(fā)展的過(guò)程中，這將是一條非常重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，所以要獲得更有效的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它必不可少。我們籍以衡量的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是整體性能提升和單位功率性能。本文還以 IBM System x 為平臺(tái)，詳細(xì)闡述了 Intel174。與之對(duì)照，雙核處理器則在單個(gè)芯片中包含了兩個(gè)完整的處理器內(nèi)核，同時(shí)還包含了 L1 和 L2 緩存及其他支持電路。在過(guò)去，典型的處理器芯片包括一個(gè)中央處理單元，或 CPU 內(nèi)核（處理器的“大腦”），圍繞它布滿了支持的電路，例如芯片中 L2 緩存。我們論述了其對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器用戶帶來(lái)的好處，并展示了其針對(duì)高性能 HPC 和業(yè)務(wù)運(yùn)算應(yīng)用的可擴(kuò)展性能和卓越的性能功率比。雙核處理器如何能節(jié)省您的時(shí)間和資金IBM System x服務(wù)器使用雙核Intel 處理器的運(yùn)算優(yōu)勢(shì)作者：Mark T. Chapman、Cristian Rojas,和 Maurice BlandIBM 系統(tǒng)和技術(shù)部13 / 13概述本文詳細(xì)考查了雙核處理器的實(shí)際優(yōu)勢(shì)，采用IBM174。 System xTM 服務(wù)器作為實(shí)際示例?，F(xiàn)在的處理器技術(shù)正向 64位運(yùn)算方向發(fā)展，而先進(jìn)處理器技術(shù)發(fā)展的下一步將是引入雙核處理器，而隨后將是發(fā)展出新一代的低功耗雙核處理器。在這種情況下，一個(gè)“雙路”服務(wù)器應(yīng)擁有兩個(gè)處理器插槽，各包含一個(gè)單核芯片。這就為提高性能和減少延遲提供了潛在的優(yōu)勢(shì)，而相對(duì)兩個(gè)物理處理器1，其功耗和發(fā)熱也更低。 雙核處理器相對(duì) Intel 單核處理器的潛在優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)而言之，單位功率性能的意思就是每使用一瓦特功率，處理器能作多少“工作”。我們的測(cè)試結(jié)果表明，IBM System x3650（雙核）和 IBM eServerTM xSeries174。1相同類(lèi)型和時(shí)鐘頻率的物理處理器。因此，這些產(chǎn)品與早期的 IBM 產(chǎn)品對(duì)比時(shí)，其相對(duì)性能增強(qiáng)與上述結(jié)果類(lèi)似。第一個(gè)商用單片微處理
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