如果谈到“核”战，相信不少朋友首先想到ARM的“八核”、“双四核”等话题。的确，无论是在桌面处理器还是服务器处理器市场，“核战”似乎离我们已经越来越远，但这种平静将很快被打破。只不过这次“核战”的发动者从以前的AMD换成了英特尔。英特尔日前宣布，将推出一款开发代号名为vytown、采用Ivy Bridge-EX架构的15核处理器…… 

Ivy Bridge-EX架构要来了
　　自Westmere架构以来，EX系列一直是至强系列中的最强核心架构。不过，去年英特尔自推出Sandy Bridge-EP架构的至强E5后，Sandy Bridge-EX就因为结构复杂以及四路服务器市场的不景气而最终不了了之，这也使得目前的至强E7只能继续使用Westmere-EX架构。现在 Ivy Bridge-EX（也称IVB-EX）架构就要来了,未来至强E7终于可以“移情别恋”了！
　　在介绍Ivy Bridge-EX之前，我们首先要清楚企业级至强处理器的后缀名：其中，EN是指Entry（入门）、EP是指Efficient Performance（效率、性能）、EX是指Expandable（可扩展）。Ivy Bridge-EN就是常见的单路Xeon E3 V2系列，Ivy Bridge-EP则是双路Xeon E5 v2系列，而Westmere-EX就是多路Xeon E7系列了。Westmere-EX就相当于以前的Xeon MP系列，它可以组建四路或者四路以上的多路处理器系统。vytown所采用的Ivy Bridge-EX架构就是Westmere-EX的接班人，对至强E7平台而言也是一次重大更新。


    至强E7将更换Ivy Bridge-EX架构 
　　首先是制程工艺，Ivy Bridge-EX从Westmere-EX的32nm“进步”到22nm。改进制程工艺的目的，显然主要是为了降低功耗。虽然更先进的制程更有利于提升主频，但我们猜测英特尔基于稳定性的考虑，未来vytown的15核处理器的主频并不会有太大的提升，甚至有可能下降,制程工艺改进的重点放在了提升能源效率上，最终是有些型号的处理器频率比较高，而有些型号处理器的功耗很低——总的来说，能源效率是提升了。除了采用22nm制程工艺外，Ivy Bridge-EX另一个最明显改进的地方就是核心数量从Westmere-EX的10个提升到了15个，数量提升了50%，支持英特尔HT超线程技术，具有30个线程——自进入多核时代以来，英特尔核心数量都是偶数个，英特尔处理器内核数是第一次出现奇数，英特尔以前甚至取笑AMD的三核策略。
　　
　　  新至强E7的性能提升明显
　　Ivy Bridge-EX依旧被分为“Core”和“Uncore”部分，后者集成了QPI互联、电源和时钟控制、集成的内存控制器和L3缓存。在内存规格上，Ivy Bridge-EX内存控制器采用四通道设计，每个通道都连接一个可扩展内存缓冲(SMB)，提供两个DDR3接口，因此等效于八通道，而且每个通道都可以安装最多三条内存，最多可支持24条内存，比上代多了一半，内存频率也提升为DDR3-1600。和普通的Ivy Bridge不同，Ivy Bridge -EX的L3缓存容量高达到了37.5MB，每个核心可以分到2.5MB。大容量缓存在大型系统下是相当有必要的。另外需要注意到的是，新增加的L3缓存区块并非与原来的缓存等量分配，不是两个缓存区块各占15MB的容量，其中一个L3区块的缓存容量为25MB,负责10个核心需求，而另一个L3右侧的缓存容量为12.5MB，负责其余5个核心的需求。如此一来，当15个核心全部共组的时候，可以最大限度保证每个核心的效能。
　　Ivy Bridge-EX也会集成用于多路处理器通信的QPI总线，不过从四条减少为三条，传输速率则从6.4GT/s提升至8GT/s。多个核心/L3区块之间的互联通过一个环形总线来完成:15个核心的Ivy Bridge-EX版本里面有三个RingBus，每个RingBus联结10个核心。由于内核增加在一定程度上会使L3缓存内存潜伏期有所上升，这也是传统架构在核心数量变多、访问冲突增加之后的效应。因此Ivy Bridge-EX还将延迟优化作为一个目标，比如它引入了一项“Opportunistic Snoop Broadcast”技术，可在不同的带宽负荷下自动调整Snoop监听的执行。同时Ivy Bridge-EX还改进了QPI总线，在Turbo睿频模式下，CPU的QPI总线将会动态地禁用QPI L0p状态，从而降低了传输延迟，同时还维持了节约能源的能力。此外，Ivy Bridge-EX还支持OS Guard、Secure Key(即数字随机数字生成器)、RAS特性增强、PCI-E实时错误恢复等一系统的技术革新。这里面，比较让人注意的是Ivy Bridge-EX对PCI Express总线的优化，如引入了PCIe Atomics、PCIe原子操作，可以让以往的同步操作变得简便、低延迟和高性能，这对大量使用CPU以及混用CPU/GPU的HPC场合也会有明显的作用。
　　目前基于Ivy Bridge-EX架构的vytown型号命名尚不清楚，有可能就是Xeon E7-x800 v2系列。考虑到从Westmere-EX到Ivy Bridge-EX架构是隔代升级，因此至强E7的性能提升幅度将会高于至强E5从Sandy Bridge-EP升级到Ivy Bridge-EP的性能提升幅度。这样英特尔Xeon家族正在全面进入v2时代。
 
服务器CPU核战，英特尔已经落后半拍
　　增加CPU核心是一种增强处理器性能的有效方式，由于单纯加快时钟频率会导致耗电量增加，因此处理器厂商一直都将增加处理器核心数量作为提升运算性能的一种方式。而在服务器CPU的“核战”中，英特尔其实已经落伍了。
　　
　　AMD的16核皓龙处理器
　　AMD早在2011年就推出了开发代号为Interlagos的16核皓龙处理器。如果你认为15核芯片使得英特尔在这方面缩小了与AMD的距离，那你错了，因为英特尔早就不将AMD看成重量级对手。历经英特尔的重重打击，AMD这年头也识趣不少，已经将精力放在APU战略上，更多是偏向于低端和单路/双路服务器领域，即便是16核皓龙处理器，也很少在四路服务器上看到身影。从某种程度上讲，AMD已经放弃了高端服务器CPU市场。
　　既然AMD的16核皓龙处理器入不了英特尔的法眼，那么IBM最新的Power8处理器相信绝对会给英特尔带来很大的压力。Power 8处理器是今年IBM针对RISC服务器市场所推出的处理器，虽然只搭载有12个内核，但由于其超线程技术从上一代产品的4-Way SMT提高到了8-Way SMT，从而最大能够支持96线程，即便是英特尔也只能“望洋兴叹”了。那么“12核心、96线程”将为Power8带来多大的爆发力呢？如果结合Power8单线程性能最大提升60%及SMT增加规模来估算， Power 8提供最大的峰值浮点运算能力将超过600GFlops，比Power 7的两倍还多，将当今市场上的一切CPU都远远抛在身后。而英特尔的至强E7处理器一直将Power作为竞争对手，显然Power处理器的升级是英特尔推出15核至强处理器的一个原因。

新15核处理器的战场在哪里
　　其实从技术上来看，英特尔要提升处理器内核数量并不是有多大的困难，只不过以前英特尔并不觉得有那么紧迫。一方面，以前受Linux和Windows操作系统以及几种虚拟机管理程序的扩展能力的局限，过度增加更多的核心有时往往无法实现性能线性的提升；另一方面，虽然也有用户希望核心数量多多益善——尤其是在虚拟化环境中，用户出于简化使用的考虑，希望能在一个核心上定位一个虚拟机，但是也有大量用户希望时钟频率越高越好。因此，英特尔以前在至强处理器的改进上更倾向于从架构优化、制程提升上来提高处理器的单核性能,以赚取更大的利润。
　　
　　英特尔的新15核处理器主要会用于云计算市场
　　不过随着各类应用对计算能力的需求加大，如服务器要处理基础云计算和超级计算等众多任务，在很大程度上让服务器市场的“核”需求变得越来越迫切。无论搭建哪种云计算环境，其核心硬件都是服务器，需要高性能、易于扩展的处理器芯片。
　　以服务器虚拟化为例，虚拟化系统目前的中央处理器利用率大概为80%～90%，比运行单一工作负载的X64服务器的5%～20%的利用率要高得多。当你的中央处理器以这种高利用率运行时，超线程就没有用处了，因为系统没有时间或者容量来运行超线程。因此目前不少运行常规虚拟服务器工作负载的用户会关闭他们的至强服务器的超线程功能，就像超级计算机多年来所做的那样。对于虚拟服务器来说，更多核心的处理器无疑在未来的服务器芯片市场竞争中拥有了更明显的优势，因为企业用户会尝试将虚拟机与处理器核心联系在一起，而不是与线程联系在一起。
　　因此，此次英特尔推出15核处理器的用意就是希望借助芯片等硬件产品进一步拓展云计算、关键业务运算市场。以越来越主流的在线交易来说，诸如电子商务、航空订票、酒店预订等在线交易和支付活动活动都有一个共同特点——需要借助互联网来实现，而且需要有稳定、高速的核心硬件来处理这些海量的交易信息。基于Ivy Bridge-EX架构的至强E7通过“改芯、增核”，无疑能够提供比前一代产品更高、更可靠的性能，可提供更好的硬件配置弹性和更高的计算核心密度。
　　总的来说，Ivy Bridge-EX将Ivy Bridge架构扩展到15核，并为以后扩展至更多核心做好了准备，凭着强化的内存支持和多路处理器联接支持，Ivy Bridge-EX也代表了目前X86架构的巅峰水平。毫无疑问，英特尔新的处理器的出现给云计算方案的部署提供一颗强劲的“芯”。