原动力，服务器处理器市场逐鹿
行业观察
在近期的服务器市场，最让人关注的莫过于IBM新推出的z196处理器，这是一款研发费用超过15亿美元、频率高达5.2GHz，且号称有史以来最强大的CISC处理器。IBM表示，z196是“全球最快的微处理器”，如果你单看原始主频的话，确实是这样的。自服务器诞生之日起，处理器仍然是驱动服务器技术进步的核心动力，就像汽车不能没有发动机，服务器也不能没有自己的“芯”。在服务器处理器市场上，存在着不同架构、不同品牌处理器的竞争。
高性价比的CISC处理器
CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的缩写，中文意思是“复杂指令集”。在CISC架构的微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的，它的优点是控制简单，但执行效率并不是很高。
我们平常所说的X86处理器其实是英特尔生产的X86系列（IA-32架构）CPU及其兼容CPU，即使是现在的X86-64（EM64T、AMD64）也属于CISC架构处理器的范畴。目前X86服务器处理器基本由英特尔与AMD垄断，其主流发展方向仍是多核与节能。为了聚合更高的运算性能，无论是基于英特尔平台还是基于AMD平台的服务器，都在向多路处理器方向发展。需要说明的是，IBM新推出的z196处理器也是属于CISC处理器范畴。
1.英特尔Xeon处理器
Xeon是英特尔在X86服务器平台主推的品牌产品，经过多年的发展，Xeon处理器的核心微架构已经全面升至Nehalem架构，采用Nehalem构架的至强处理器集成了很多新的智能特性，比如集成了内存控制器、支持DDR3内存规格、采用QuickPath高速互联架构、超线程技术的回归……另外，至强处理器在能耗控制方面也有更出色的表现。英特尔宣称一台采用Xeon 7500处理器的服务器可以取代20台采用单核处理器的服务器，并节省92%的电力。目前Xeon处理器的主打产品是最新的Xeon 7500、Xeon 6500、Xeon 5500、Xeon 3500等系列产品，囊括了英特尔服务器处理器的主流产品线，其中Xeon 3500系列为单核处理器、Xeon 5500/6500系列为双核处理器、Xeon 7500系列则为四核或四核以上的处理器。
Xeon 7500系列处理器作为英特尔针对MP（四路或以上）服务器平台的产品，采用45nm制程、8核设计，并支持超线程技术、内存带宽增加8倍，利用QPI总线和模块化设计支持双路、四路和八路配置，最多支持256路超大规模并联。
针对高端双路服务器市场，在Xeon 7500的基础上衍生出的Xeon 6500系列处理器，其市场定位介于Xeon 5500和Xeon 7500之间，包括Xeon X6550/E6540/E6510三款型号，分别为八核、六核、四核处理器，专为需要大容量内存的双路服务器提供低价解决方案。
针对低端服务器市场的Xeon 3500系列处理器采用了代号为Nehalem-WS的核心，共有W3570/W3540/W3520三款，也可以看作以前Penryn Xeon 33xx系列的Nehalem版本。
2.AMD Opteron处理器
在X86服务器领域，AMD的主打产品仍是Opteron系列处理器，只不过从过去的Opteron 1000、2000、8000系列，转变为以采用G34插槽的Opteron 6100以及采用C32插槽的Opteron 4100为主。
Opteron 6100主要是面向双路和四路服务器市场，用于传统机架、塔式、刀片服务器系统。Opteron 6100系列处理器的开发代号为“马尼库尔”（Magny-Cours），基于两颗六核“伊斯坦布尔”（Istanbul），直接沟通架构技术迈向2.0是改变最大的部分，速度、通道都获得提升。
Opteron 4100的核心代号为“里斯本”（Lisbon），核心数有4个和6个之分，6MB三级缓存，两条16位 HT3总线，每条连接最高带宽6.4GT/s，支持双通道标准版U/RDDR3和低压版LV RDDR3内存，主要面向单路和双路服务器市场。
3. IBM z196处理器
虽然IBM的主攻方向是高端的RISC服务器市场，不过针对大型机IBM仍推出了自己的CISC处理器，比如z9、z10及最新推出的z196处理器。采用四核设计的z196处理器可以看作z10处理器的接班人，虽然属于一款CISC处理器，但融入了Power 7架构的不少设计理念，比如GX I/O总线控制器、eDRAM L3缓存等等。
5.2GHz的z196与4.4GHz的四核z10处理器有些相似之处。z196处理器采用了45nm制程工艺（z10芯片采用的是65nm），这意味着IBM可以将所有东西都集成到这个芯片上，事实上IBM确实是这么做的。z196处理器有14亿个晶体管，芯片面积为512.3平方毫米，这使它在晶体管数量和面积都要大于Power7芯片。z196芯片每个核心都有64KB的L1指令缓存和128KB的L1数据缓存，这一点和z10非常相似。但是z196有100个新指令和超标量通道允许指令重新排序，这样z196的通道就比z10的更有效，而且其编辑代码是不可见的。除此外，z196的每个核心都有1.5MB的L2缓存，还有24MB的eDRAM L3缓存被划分为2个存储体，并由两个片上L3缓存控制器进行管理。
高性能服务器必选RISC处理器
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ”的缩写，中文意思是“精简指令集”，它是在CISC指令系统基础上发展起来的。相对于CISC处理器，RISC处理器不仅精简了指令系统，还采用了一种“超标量和超流水线结构”，大大增加了并行处理能力。目前在中高档服务器中普遍采用RISC架构的CPU，特别是高档服务器大都采用了RISC CPU，不过RISC CPU与X86 CPU在软件和硬件上都不兼容。目前，在中高档服务器上采用RISC指令的CPU又主要分为两类:Power处理器、SPARC处理器。
1. IBM Power处理器
在IBM的处理器家族中，Power处理器是最核心的一员，IBM的很多服务器、工作站和超级计算机都采用了Power处理器，Power处理器所采用的核心架构也被称为Power架构。
POWER是Power Optimization With Enhanced RISC（以加强的RISC实现性能优化）的缩写，源自IBM 1965年启动的ACS（Advanced Computing Systems，尖端计算系统）构想，在经过多年的研发准备之后，1990年2月份，IBM才正式宣布推出基于RISC架构的产品线RISC System/6000，即该系统架构的第一代Power，而Power到目前已经发展到第七代——Power7。
Power7使用45nm工艺制造，采用了IBM研发的45nm SOI铜互联工艺制程。值得注意的是，与以往的Power处理器不同的是，Power 7是单晶片处理器。Power 7最高集成8核心，其优势在于具有4个同步多线程能力，同时能够进行32个线程处理。Power7处理器在性能上与Power6相比有大幅度的提升，其单芯片运算性能也轻松超越英特尔 Nehalem，可以称为世界上性能最强劲的微处理器。当然，多路并行计算，甚至使用数万颗CPU打造超级计算机才是Power7的主要用途。
2.甲骨文-Sun UltraSPARC处理器
Sun虽然被甲骨文收购了，但它推出的UltraSPARC处理器也是RISC服务器采用的主要芯片之一。1987年，Sun和Ti公司合作开发了RISC架构的微处理器——SPARC，这是业界出现的第一款具有可扩展性的微处理器。
目前Sun服务器处理器的主打产品仍是UltraSPARC T2，它曾经是世界上最快的通用微处理器。UltraSPARC T2采用8核设计，每个内核能够执行8个线程，整个芯片能够执行64个线程，将单一芯片上集成的系统功能提升到空前水平。为了应对多线程处理的需要，UltraSPARC T2配备了4个内存控制器，内存总带宽将超过50GB/s。不过采用65nm制程的UltraSPARC T2的功耗仅为80W，每线程功耗低于2W的UltraSPARC T2处理器，仅相当于当时同类产品功耗的1/10到1/30。因此即便是以目前的眼光来看，UltraSPARC T2仍是一款相当优秀的RISC处理器，曾承担了Sun大部分的营收。
3. EPIC
EPIC的英文全称是“Explicitly Parallel Instruction Computing”，意为“显式并行指令集运算”。EPIC 架构是英特尔推出的处理器架构，采用IA-64架构的纯64位处理器Itanium/Itanium 2就采用此类架构。EPIC的最大特点是不仅仅提供64 位处理能力，更重要的是，它在吸取RISC架构发展经验和教训的基础上，为提高处理器并行处理能力开辟了新的道路。
目前英特尔的Itanium内核已经升级到最新的Tukwila架构，正式名称为Itanium 9300，共有5款处理器。除了入门的9310处理器为双核心版本，其他版本皆拥有4个核心与8条线程，频率介于1.6GHz至1.73GHz ，L3缓存高达30MB，并整合内存控制器强化数据的修正能力。不过由于Itanium自推出以来市场反应并不是很好，支持的厂商寥寥无几，目前也只有HP、NEC等厂商支持。因此Itanium 9300的推出只是为了延续安腾的发展路线图，为合作伙伴尤其是惠普的服务器提供一个延续保证，保证它们不会因为Power家族的巨大性能提升而更换阵营。 （梁敏）
编后：今天，企业用户对服务器的运算性能提出了越来越高的要求，在新制程技术和新微架构下，新一代服务器处理器已经突破高能耗的局限，为促进合理的、日益加速的性能发展提供了一个理想的平台。新一代服务器处理器使海量数据处理、大规模网络应用、复杂科学计算及大型图形建模为特征的企业级或行业关键应用，在处理能力、扩展性、稳定性、可靠性、易管理性等方面实现了突破。
