十载寒窗英特尔至强处理器历代记 2011-04-11 佚名 IT168 摘要：回顾至强处理器发展的历程，面向双路的产品从最初的至强5000系列到5400系列到最新的至强E7，算下来Intel在双路及四路以上服务器处理器中已经整整更新了10代产品。
2011年4月6日，Intel在北京发布了采用全新命名的至强E7系列，回顾至强处理器发展的历程，面向双路的产品从最初的至强5000系列到5400系列，到Nehalem架构的至强5500、Westmere架构的至强5600；而四路及多路处理器方面，最初的至强7100、六核心的Dunnington至强7400、上一代的Westmere至强7500再到最新的至强E7，算下来Intel在双路及四路以上服务器处理器中已经整整更新了10代产品。
这些产品见证了至强这个品牌一步步走向辉煌，同时这些产品也帮助数以万计的企业获得成功。
今天，我们就来回顾一下最近几年Intel至强的10代产品，为了那些曾经忘却的纪念。
一代、Dempsey核心至强5000系列英特尔公司的“Bensley”平台包括代号为“Dempsey”的双核Xeon DP处理器和代号为“Blackford”的Intel 5000系列芯片组，另外还有一系列的新技术，比如I/O AT技术、FBD内存技术、更新的安全特性等等。
英特尔当时一共发布了8款基于“Dempsey”核心的处理器：Xeon 5080、Xeon 5070、Xeon 5060、Xeon 5063、Xeon 5050、Xeon 5040、Xeon 5030和Xeon 5020。
这些处理器依然采用了NetBurest微架构，它们将会是最后一个采用该微架构的Xeon系列产品。
在Xeon 5000系列处理器中整合了两个完整的NetBurst微架构处理器，并且对于NetBurst 微架构进行了进一步的优化——主要涉及到超管线技术（Hyper Pipelined Technology）和执行追踪缓存（Execution Trace Cache）。
每个处理器拥有独立的2MB二级缓存，其前端总线为1066MHz或者667MHz，可以提供8.5GB/s或者5.3GB/s的传输带宽。
Xeon 5000系列处理器采用了65nm制程，这对于有效的抑制Xeon处理器的发热量具有至关重要的作用。
采用90nm制程的Irwindale核心的单核Xeon处理器TDP在130瓦左右，而Xeon 5000系列双核处理器TDP也只有135瓦甚至更低。
Xeon 5000系列处理器不再采用Socket604封装，改用了FC-LGA6 LGA771封装，可进一步改进处理器的电气性能，更利于功率传导。
这个系列的处理器依然支持超线程技术（Hyper-Threading Technology），这样每个核心可以处理2个线程，每颗双核心处理器可以并行处理4个线程，双路配置的处理器则能可以同时处理8个线程。
另外，这个系列的处理器支持EIST、EM64T、VT、XDbit等技术，对于TM1功能也提供了支持。
二代、Woodcrest核心至强5100基于Woodcrest核心的至强5100英特尔目前已经发布了7款基于Woodcrest核心的Xeon 5100处理器，它们是Xeon 5160、Xeon 5150、Xeon 5148、Xeon 5140、Xeon 5130、Xeon 5120和Xeon 5110。
Xeon 5100系列处理器的主频变化很大，他们没有延续上一代产品的主频，已经发布的处理器中主频最低是1.6GHz，而最高的也只有3.0GHz。
Xeon 5000系列处理器的最低主频为2.5GHz，最高则达到了3.73GHz。
处理器主频的大幅度下降帮助Xeon 5100处理器明显的降低了功耗，在7款处理器中只有5160的TDP为80瓦，5150/5140/5130/5120/5110等五款处理器TDP为65瓦，Xeon 5148的TDP只有40瓦。
Xeon 5100系列处理器（Xeon 5160/5150/5148/5140/5130）增加了对于1333MHz前端总线的支持，该总线实际运行频率为333MHz，可以4倍于其频率的速率传输数据，因此理论上每秒可传输10.66 GB的数据。
而部分低端的处理器（Xeon 5120/5110）则支持1066 MHz前端总线，此时其系统时钟频率为266MHz，带宽为8.5 GB/s。
之前的Xeon 5000系列处理器中则有4款产品采用了1066MHz前端总线，还有4款产品采用了667MHz前端总线。
前端总线的技术并没有明显地的改变，依然利用了分离传输（split-transaction）、延迟应答协议（deferred reply protocol）和地址和数据的源同步传输（Source-Synchronous Transfer，SST）等技术。
从英特尔公布的文档来看，Xeon 5100系列处理器还进一步改进了热量和功率管理能力，它除了支持原有的TM1和EIST技术之外，还增加了对于TM2的支持——它主要增加了调节处理器电压的作用。
另外，双核英特尔Xeon 5100系列处理器也支持EDBit（Execute Disable Bit）功能和英特尔虚拟化技术（Intel VT）。
不过超线程技术并没有应用在Xeon 5100系列处理器上。
三代、代号Clovertown 至强5300系列Quad-core Xeon 5300系列处理器是定位于双路服务器/工作站应用的处理器，代号为Clovertown，它将两个双核核心整合在一个处理器基板上，率先向市场上推出了四核双路处理器。
英特尔首先发布了5款处理器X5355、E5345、E5335、E5320和E5310，随后又陆续发布了L5335、X5365等处理器。
这些处理器均采用了65纳米制程和LGA6封装（LGA771），配置了8MB L2缓存（每颗处理器4MB L2缓存），主频分别为最高达到了3.0GHz。
型号最后一位是“5”的FSB频率为1333MHz，传输带宽可达10.6GB/s，型号最后一位是“0”的FSB频率为1066MHz，传输带宽可达8.5GB/s。
四核Xeon 5300系列的TDP提升到了一个新的水平，X5355/X5365处理器TDP为120瓦，E系列的四款均为80瓦，L系列为50瓦。
双核Xeon 5100系列处理器中，Xeon 5160的TDP为80瓦，Xeon 5148 LV的TDP为40瓦，其余的均为65瓦。
从英特尔公布的这些TDP数据来看，虽然四核处理器是两颗双核处理器的“简单整合”，但是其功率应该并非两个双核处理器的功率之和。
上图显示的是Xeon 5320处理器的基本信息：Intel Xeon 5320处理器，主频为1.86GHz，前端总线频率为1066MHz，每个核心配置有32KB L1数据缓存，32KB L1代码缓存，每个DIE则整合有4MB L2缓存（也就是两个核心共享4MB L2缓存），整个处理器总共具有8MB L2缓存。
总的来说，Xeon 5100所有的特性，Xeon 5300全都具有，最大的改变无非是核心的数量从2个增加到了4个。
但是，毫无疑问的是四核处理器的出现使得计算资源的密度大幅度提升，而功耗基本保持不变，这对于寸土寸金的IDC而言绝对是有重大意义的。
四代、代号Harpertown 至强5400系列Intel严格的按照其“Tick-Tock”战略，在2007年的11月份推出了基于45nm制程的四核处理器，代号Harpertown。
相对于上一代65nm Clovertown核心的产品，Harpertown进一步优化了微架构，添加了功能并且升级了主要规格。
Xeon E5430处理器，2.66GHz，12M缓存，1333MHz FSB，具有适中的性能、功耗及价格从65nm到45nm的转变，不仅仅是当前芯片设计在体积上的缩小。
此类处理器中还增加了许多新的特性，如全新的英特尔SIMD流指令扩展4（SSE4），可通过47条全新指令加快包括视频编码在内的工作负载的处理速度，从而支持高清晰度画质和照片处理，以及重要的HPC和企业应用。
较高端的X5460处理器，后来Intel还发布了频率更高的X5482处理器和上一代Clovertown相比，Harpertown 处理器将2 x 4MB的L2缓存提升到了2 x 6MB L2缓存，每两个核心共享6MB缓存。
Harpertown处理器将不再使用旧的1066MHz FSB，而开始支持更高的1333MHz/1600MHz FSB。
由于采用了45nm High-k制程技术，四核Harpertown 的功耗依然保持同现有的双核大致相当的水平，TDP为80瓦、120瓦和150瓦，并且频率规格也有所提高，最高端的Xeon X5492处理器可以达到3.4GHz，而上一代Xeon X5365只有3.00GHz。
五代、Nehalem核心至强5500系列对于Intel的Tick-Tock战略已经是老生常谈了；从另一方面讲，这标明了Tick-Tock战略的成功之处，一个简单、明晰、有序和易于理解的发展计划，对合作厂商、用户和投资者都是极为有利的。
TIck-Tock战略简而言之就是Intel 处理器在奇数年进行制程转换（Tick），例如2005年的65nm和2007年的45nm，而在偶数年进行处理器的架构更新（Tock），Nehalem架构发布的2008年轮换到了Tock，也就是处理器的架构更新。
Nehalem作为Intel用以取代Penryn微架构的新一代处理器架构，和Penryn相比，Nehalem的微架构并非是全新的，不过，架构上则是一个很大的飞跃：Nehalem采用了直联架构。
除此之外，Nehalem还具有一个鲜明的设计理念，就是采用了可扩展的模块化设计，它将处理器划分为两个部分：Core核心和Uncore非核心（或者叫“核外”），所有产品线的Nehalem处理器，其Core核心部分都是一样的，只是Uncore部分可能不同，以满足Intel对其提出的动态可扩展的要求。
Nehalem满足了这个要求，它的内核具有可扩展的高可伸缩架构。
由于共处在一个Tick-Tock上，因此Nehalem和Penryn都同样属于45nm工艺，从65nm工艺转变到45nm工艺带来的巨大能耗降低已经无法再次重现，因此Nehalem就不再注重于能耗的降低，而是注重于性能的提升，这样的设计理念，带来了处理器架构的巨大变化，这些变化均面向性能的提高，也即是说，我们可以期望Nehalem具有着强大的性能。
六代、Westmere核心至强5600系列双路六核服务器版本和双核客户版本Westmere处理器配置Westmere处理器家族是Nehalem处理器家族的下一代，Nehalem基于45nm制程，Westmere则基于32nm制程，它们都使用了high-κ metal-gate（高K金属栅极）工艺，在微架构上，Westmere就是Nehalem的增强版本。