DoSERV IDF专题讲座 安腾首席架构师谈Tukwila

DoSERV服务器在线 4月2日上海报道：20亿个晶体管，四个核心，30MB缓存以及两个集成的内存控制器，这就是今日IDF上所披露的英特尔公司安腾处理器的最新版本Tukwila所带给人们的最基本数据，但是在这些数据之后，Tukwila还有许多不为人知的技术特性，作为新一代的安腾处理器，Tukwila将成为新一代英特尔安腾处理器的开山之作。

谈起英特尔的新一代处理器架构，无论是至强的Nehalem还是安腾系列的Tukwila，都拥有两点与前一代产品共同的架构变化，一是英特尔针对多核心提供了点对点的QPI技术，另一个则是集成了内存控制器，在IDF大会下午的技术论坛中，英特尔安腾首席架构师Eric Delano为与会嘉宾介绍了英特尔下一代安腾处理器Tukwila的详细情况。

设计新变化：QPI与内存控制器

从Eric的数据显示，英特尔公司沃恩Tukwila提供了高带宽、低延迟的点对点QPI技术以及FBD2内存技术，其QPI通道与内存互联通道达到了4.8GT/s的超高速度，我们发现，在Tukwila的结构图中显示，每一个Tukwila的核心都将拥有一个独立的L3缓存，而这四个核心将通过Caching Agent连接到一个Crossbar Router之上，据Eric介绍，Caching Agent支持了内核之间的高带宽传输，这将是一个连接核心与处理器核心Router的接口，与此相对应的是，每个Tukwila中还有两个Home Agent，这两个Home Agent将被用于管理系统对物理内存的访问，他们将连接内置于处理器内部的内存控制器，而这两个内存控制器，则是Tukwila能够最直接看到的一大变化，而这也是Tukwila与之前的产品最大的不同之处。

对于Tukwila拥有的两个内置的内存控制器（IMC），Eric介绍说每个内存控制器可以操作两个高速内存通道，而每个内存通道（每个通道支持4根内存）将连接到一个内存缓冲器上。从资料上来看，Tukwila已经支持了DDR3 800，并且最高支持单条16GB内存，事实上，我们可以就此算出Tukwila内置的内存控制器目前能够应用的最大内存为128GB，不过Eric表示，这个数字还不是最终数字，在未来其支持的数量会增加很多，因为目前从设计角度来说，每个内存控制器最大可以支持1TB内存。

除了内存控制器之外，QPI总线技术是另外一个Tukwila的新变化，据Eric表示，新的QPI架构能比传统的FSB架构带来更高的带宽，结合了内存控制器之后，QPI将能够为MP平台带来巨大的系统带宽，据Eric透露，QPI和内存控制器将能够跟随处理器数量的升级而升级，并可以支持超过4个处理器的多种逻辑配置，且并未改变至强处理器系统的通用接口。不过需要指出的是，此次英特尔所发布的全新架构应该统称为Intel QuickPath架构，而这个新系统架构和平台技术实际上包括三部分：1、在每个微处理器中集成了内存控制器；2、使用心得高速互联方式连接处理器和其它组件（这部分实际上就是英特尔之前发布的直连总线技术CSI，即这种核心互连将是点对点的，并不存在所有处理器都必须使用的单一总线，因此，它们也不必为联系内存和IO互相争夺总线。）对于这两点变化，英特尔公司负责安腾Tukwila展台的工程师表示，这些变化对于HPC，尤其是类似石油勘探、天气预报等需要大规模多媒体计算的内存关注应用将带来最多一倍的性能提升。

作为安腾产品的设计师，Eric的简介十分详细，他几乎介绍了新安腾Tukwila的所有细节，其中包括：每内核支持2个线程、每周期6个宽位取指令、8级流水线、50bit物理寻址、宽位整数单元和浮点单元分别为6个和2个以及拥有了内存控制器的Tukwila可以同时操作32个并发读写需求等详细数据。

由于Tukwila将会提供的30MB缓存（其中包括服务于核心的四个6MB L3缓存），有与会嘉宾谈到英特尔在缓存安全方面是否有所更新，Eric表示，新的Tukwila已经在L2和Directory缓存中引入了英特尔专有的缓存安全技术，并通过soft-error硬件电路增强软件错误的保护，与此同时，英特尔也考虑到了内存RAS特性，他介绍说除了ECC保护之外，英特尔提供了内存通道保护，当出现硬件错误时内存会通过CRC以及Lane Failover来纠正，并在通道重置时完成lane failover操作（据Eric表示，内存控制器在试图重置通道物理层之前会重试多次。）Eric在演讲最后提到了QuickPath Interconnect RAS，他表示，基于QPI的全新安腾处理器了从物理层、链路层以及协议层多方面上进行了对于错误情况的系统保护。

从Eric披露的情况来看，Tukwila将得益于QPI技术对于内存性能的极大提升，与其RAS安全保护相结合后，我们认为Tukwila将能够为HPC和高端的安腾应用提供更好的性能。

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