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日志

 
 

安腾 Vs Power:谁是企业计算的主宰  

2007-11-29 11:50:38|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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安腾 VsPower:谁是企业计算的主宰

 

   日前,英特尔发布了其企业级处理器平台安腾(Itanium)的最新产品Montvale,其实产品的发布固然重要,但更重要的是通过此次产品的发布,英特尔再次向外界证明了其力挺安腾的决心,想来这对于在企业计算领域始终一家独大,占尽优势的IBM不是个好的消息。

 

  说到IBM,业内马上就会想到IBM的Power系列处理器。不错,在目前的企业计算领域,IBM最直接的竞争对手就是英特尔的安腾。从今年IBM最新的Power6和英特尔最新的安腾Montvale的发布,笔者从中感受到的是作为芯片产业实力都很雄厚的企业,在处理器发展的技术路线和策略上走的是完全不同的两条道路,那末究竟谁代表了未来芯片产业发展的技术方向?谁的商业模式更有可能在高端企业计算领域成功?之所以笔者在此探讨这两个问题,是因为这两点对于两家芯片巨头来讲,关系着其未来在企业计算市场的主宰地位。

 

Power双核的无奈和高主频的内因

 

   熟悉和关注IBM的人都会对今年IBMPower6处理器的发布记忆犹新,其高达4GHz的主频,令人汗颜。因为在唯主频时代已经过去而进入多核时代的今天,IBM反其道而行之的行为,使人们不得不对IBM在处理器发展技术上的理念产生疑问和思考。

 

    从IBMPower的发展来看,早在2002年,就推出了使用双核技术的主频为1GHz的Power4处理器(采用的是180纳米的制造工艺),接着又在2003年推出了主频为1.5GHz的Power4+处理器(采用的是130纳米的制造工艺),正是由于双核Power4的推出,IBM改变了当时业内对于IBM虽然自己拥有自己的芯片设计队伍和制造工厂,但本身生产和使用的处理器性能却十分落后的看法,同时使得Power4成为当时唯一能够和英特尔的安腾2(Madison)在一对一基础上竞争的64位RISC处理器。在Power4成功的基础上,IBM于2004年推出了主频为1.9GHz的双核Power5处理器(采用的是130纳米制造工艺),接着又在2005年推出主频为2.2GHz的Power5+处理器(采用的是90纳米的制造工艺),再后来就是今年推出的主频为4.7GHz的Power6处理器(采用的是65纳米的制造工艺)。从采用双核之后Power的演变来看,Power的主频是在不断提高的,其间伴随着制造工艺从最初的180纳米到今天的65纳米的演进(由此可见制造工艺的重要性,但在制造工艺方面,英特尔已经走在了前列)。在IBMPower的发展历程中,笔者发现,确实是基于RISC架构的IBM首先在业内启用了双核,但据笔者的了解,当年IBM首先推出双核的Power4并非是外界所称的是在IBM的计划之中的主动行为,而是由于当时英特尔推出了安腾2处理器(Madison)使得基于RISC架构的IBM受到了严峻的挑战和RISC架构自身发展的瓶颈而推出的。而安腾之所以让IBM感到恐慌还是因为其不同于RISC和CISC的全新EPIC架构。其次就是所谓的高主频,也是在制造工艺提高的情况下而获得的。这点IBM的相关人士也曾作过特别的说明:采用65纳米制造工艺的Power6与90纳米制造工艺的Power5相比,在耗电量不变的情况下,性能提高一倍,主频是提高处理器性能的主要原因。但这里笔者认为,不是主频,而是最终制造工艺决定了处理器的性能的提升。但众所周知的事实是,英特尔已经率先进入了45纳米的时代,IBM只是在无奈之下才采用了65纳米制造工艺来缩小与90纳米制造工艺的安腾2的差距。

 

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正是由于安腾效能的优势使得当时单核的安腾超越了双核的Power

 

EPIC架构VsRISC架构谁更优

 

   EPIC是显式并行指令计算(Explicitly Parallel InstructionComputing)的简称,这是上个世纪90年代开始研究的一种计算模式。从理论上讲,EPIC因其并行计算微架构,相比CISC和RISC架构,每个时钟周期能够处理大约8倍的计算任务。安腾2在计算计算密集型的超级计算机和大型企业数据库服务器领域有广泛的应用,因为在此大规模并行计算静态优化至关重要。由此可见,EPIC汲取了RISC和CISC架构的优势。竞争的现实向RISC厂商的IBM展示了一个事实:EPIC架构处理器指令集并行度(ILP)比RISC处理器高得多,RISC处理器单靠使用类似于无序发送之类技术来提高ILP很难与EPIC架构抗衡。于是RISC架构的厂商开始考虑从提高线程级并行度(TLP)来提高RISC处理器的性能。那么首先付诸实施的TLP技术就是双核技术,这也是为何IBM率先在Power4中采用双核的主要原因。当前多核、多线程或者两者结合的技术提高处理器的线程级并行度(TLP)已经成为处理器发展的趋势,似乎给传统的RISC技术带来了一线生机,但并没有从根本上改变RISC封闭性和批量难以扩大的缺点,EPIC架构的开放性、大批量的根本优势仍然存在;其二是多线程并行技术也是以单核(单进程)高指令集并行度为基础。EPIC显性并行架构和安腾处理器丰富的芯片资源相结合产生远比RISC的基于超标量、无序执行技术的隐性并行技术高的指令集并行度,这一基本优势也没有消失。这也就是为什么当年6MBL3、主频1.5GHz的安腾2代(Madison)尽管主频比1.7GHz双核的Power4+低,而且是单核的,但性能却超过了后者;第三就是EPIC显性架构可以采用软硬兼施的方式来提高处理器的指标,例如惠普等厂商通过改进编译程序已经可以实现两位数字的性能提高;第四就是与RISC架构相比,基于EPIC的安腾还是新生事物,还有很多余地采用新的技术和借鉴RISC的经验提高处理器的性能,包括采用行之有效的多线程并行技术。例如英特尔就在2006年发布了其双核的安腾2处理器9000系列(Montecito)。发布后的相关评测显示,有24MBL3和533MHz前端总线频率的Montecito,在于竞争对手的对比测试中显示出强大的性能。在高端平台方面,采用128个安腾29060核心的惠普服务器在SPECinit_rate_base2000中性能达到采用144个SunUltra SPARKIV+核心主机的1.95倍;在SPECfp_rate_base2000测试中,采用安腾29060处理器的SGI工作站性能是相同档次的采用IBM Power P5的IBM PowereServer的1.10倍;而目前比较主流用于服务器性能测试的SPECJBB2005中,上面提到的惠普测试平台性能为Sun平台的1.62倍。在包括8路16核及以下的中端及入门市场中,英特尔展示的数据也显示出性能达到竞争对手1.10倍至2.32倍的领先局面。

 

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安腾的EPIC架构的优势与RISC相比尽显

 

EPIC后劲十足RISC何以为继

 

   也许正是由于在Power5时代,基于RISC架构的IBM受到了英特尔基于EPIC架构更加猛烈的冲击,其期望借助多核多线程的技术也被英特尔所拥有,所以在今年的Power6中,IBM在与英特尔安腾的较量中,率先采用了65纳米的制造工艺,并由此将主频一下子拉到了4.7GHz的高度,希望借此拉开与英特尔安腾2处理器9000系列(Montecito)的差距,但IBM忘记了,目前的安腾2处理器的9000系列依旧采用的是90纳米的制造工艺,即使是近日发布的安腾29100系列的Montvale也还是采用的90纳米的制造工艺。不过IBM的Power6确实在某些测试上超越了英特尔的安腾2处理器9000系列(Montecito),但是这种优势在2008年随着英特尔安腾2Tukwila的推出将会再度丧失。Tukwila将是首款采用65纳米制造工艺的四核安腾处理器,具有超线程(HT)技术、大型片上高速缓存、集成的内存控制器以及全新高速互连,在性能上要比当前的双核英特尔安腾2处理器高出一倍。除了延用当前处理器可靠的RAS功能之外,Tukwila还将增添几项全新特性。Tukwila之后的是Poulson。Poulson将基于全新超并行微体系结构(ultraparallelmicro-architecture),侧重于在可靠性、灵活性和可扩充性上的优化提升。这一全新微体系结构能够在每个运算周期内提供更多内核、线程和指令,从而全面提升并行处理能力。Poulson还将继续发扬英特尔安腾处理器家族传统,提供大型片上高速缓存和大型机级RAS特性。更引人注目的是,届时的Poulson将采用英特尔先进的32纳米制造工艺生产。从安腾的路线图不难看出,英特尔的发展策略是多核、多线程、注重能效和制造工艺,这与IBM的Power的高主频和高性能是不同的。

 

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完整的发展路线图显示出英特尔力挺安腾的决心和信心

 

    提及IBM未来的发展,据IBM System i系列全球首席科学家FrankG.Soltis博士透露,IBM的下一步是希望开发一个能够兼容不同处理器的插槽,有了这样一个标准化的插槽,处理器类型的差别将完全变得微不足道,这将对未来的Power7的设计思路带来影响。其实在统一IBM内部服务器架构的同时,IBM正在与AMD联手打造一种通用的处理器接口插槽标准,据称,IBM下一代服务器处理器Power7将与AMD的Opteron实现插座兼容。显然,IBM与AMD之间的合作关系将因此而更加密切(目前IBM和AMD正在联合开发45纳米制造工艺技术),届时,英特尔的安腾势必面临更大的挑战。目前还没有Power7兼容Opteron的技术细节资料,也许未来就可以在AMD的Torrenza计算平台中选择使用IBM的Power处理器。

 

   笔者曾记得,英特尔计划将安腾2系统和Xeon系统在硬件上能达到彻底的通用,同时在售价相同的条件下实现安腾2系统性能等同于2倍于Xeon系统的目标。但从英特尔2008年的Tukwila的信息中得知,Tukwila将采用与未来多路英特尔至强处理器平台相同的芯片组(恐怕是走向通用的信号),这种芯片组的复用,将让OEM厂商针对高端平台的研发取得更大的收益,并降低开发成本。看来英特尔要在明年将其安腾和Xeon服务器的平台统一,以有利于推进安腾处理器平台更加地开放和进入到更多主流层面的服务器市场。

 

   由此看来,在未来的发展中,无论是IBM的Power还是英特尔的安腾,都希望能够扩大自己在高端企业计算市场的影响,并且颇有一统江湖之势。但从未来事关处理器发展的制造工艺、多核多线程的现状看,英特尔已经在其Xeon平台中率先采用了45纳米的制造工艺,在明年其安腾也将采用65纳米和四核多线程技术,而到下一代的产品中将直接采用32纳米的制造工艺,相比之下的IBM,最早也要在明年才有可能采用45纳米的制造工艺。

 

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 IBM的Power涉及到众多的领域,撼动IBM的位置,安腾还需继续努力

 

开放联盟胜过孤独舞者

 

   除了在技术上,基于EPIC的英特尔的安腾在多核、能效上不断超越之外,为了大力推进安腾的发展和应用,2005年初英特尔将所有主要产品事业部重新整合,从产品方面以平台策略向安腾发力。2005年9月,由英特尔、惠普、布尔、日立、富士通、NEC、Unisys、SGI等服务器厂商,以及微软、甲骨文、RedHat、Novell、BEA、SAP、SAS等软件厂商,成立了安腾解决方案联盟;2006年1月份,英特尔联手惠普及其他七家服务器厂商,计划在2010年之前投入100亿美元用于安腾处理器的应用推广。

 

   安腾的合作伙伴认为,安腾最大的优势就在于开放,开放则可以让更多合作伙伴进入这个圈子。据了解,安腾联盟已经吸引了多达15万家IT开发商加盟,运行在安腾上的应用系统已经达12000个。同时,开放更能扩大销售量,摊低单品成本,这是IBM等封闭系统无法做到的。因此他们非常看好安腾的市场前景。正是随着客户对于更具开放性、灵活性和价值性的安腾平台的认知度和认可度的不断提升,2007年的安腾系统发展势头强劲。2007年第二季度,安腾系统数量同比上季度增长18%,同比上年增长40%;安腾系统收入占Power系统收入的54.1%(2007年第一季度为50.3%),占SPARC系统收入的57.6%(2007年第一季度为56.5%)。而IDC最近一份研究报告,安腾处理器的销量到2009年之前有望达到66亿美元。他们同时表示,安腾在关键业务应用中已经走向成熟,目前围绕安腾的生态链已经形成,安腾市场爆发的时机已经来临。与开放的安腾联盟相比,IBM的Power更像是一个孤独的舞者。

 

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   安腾应用软件支持和收入快速增长足以证明其开放性商业模式的优越性

   

   综上所述,尽管和发展了10多年的RISC架构的Power相比,后生的安腾还有不小的差距,但从技术层面(安腾的EPIC架构和RISC架构),还是商业模式(安腾的开放联盟和Power的封闭)来看,基于开放的EPIC架构的安腾在未来很有可能取代基于封闭架构RISC的Power而主宰未来的高端企业计算。

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