英特尔Xeon E5 让服务器更上一层楼
服务器
从推出Core微架构开始，英特尔的桌面级处理器与单路服务器处理器和工作站级处理器渐渐走向“大一统”，英特尔开始将它们尽量设计得一致，不同的是服务器处理器采用了更多的新技术。随着Sandy Bridge架构的成熟，Sandy Bridge架构陆续应用于Xeon系列处理器上。此前英特尔已经分别面向单路系统、多路系统推出了E3-1200系列和E7系列服务器处理器，如今英特尔再次丰富Sandy Bridge架构的Xeon系列处理器：在2012年第一季度，英特尔将正式发布基于Sandy Bridge架构的Xeon E5系列处理器。
一个新纪元的开始：Xeon E5规格解读
作为万众瞩目的明星，Xeon E5的到来不可能悄无声息，它首次现身是在2011年英特尔秋季信息技术峰会（IDF）上。与基于Nehalem架构的Xeon5600处理器相比，显然Xeon E5处理器拥有更多优点。Xeon E5带来了双路服务器平台上的重要革新，比如更高效的Sandy Bridge-EP微架构、最多支持8个内核等，这样的特点必将让服务器拥有更惊人的性能。
在以前的Nehalem架构处理器上，我们就看到了环形总线的身影，GPU也作为融入的对象而出现，不过当时的产品在性能和功耗上并没有表现出明显的优势。而Sandy Bridge使用的是重新设计的核外结构，全新的Ring Bus环形总线能更好地展示出Sandy Bridge的真实性能，有效地缩短了数据延迟，提升了Xeon E5处理器的计算效率，并提高了L3缓存的利用率。
得益于Sandy Bridge架构的256bit向量和四操作数的AVX指令集，以及256bit的SIMD计算单元，Xeon E5的内核浮点运算性能比Xeon5600有极大的提升。单从测试数据来看，新一代酷睿处理器的运行效率已经远超过上一代处理器：加密运算提升60％、AVX浮点运算提升100％、编码运算提升375％。相对于桌面版本，每颗Xeon E5处理器最多支持2条QPI连接，并且根据具体型号可分别支持6.4/7.2/8 GT/s三种不同的速率，在提升效能的同时还使Xeon E5最多能够实现四路配置。而引入的睿频2.0技术则专门针对全新架构而优化，充分利用了电能控制单元（PCU）的增强性能以及处理器之间改善的功率共享特性，加上全新的功率平均算法，可以管理功率和散热余量，也让Xeon E5在性能更优秀的同时可更有效地控制功耗。
需要说明的是，目前移动版、桌面版的Sandy Bridge架构处理器中集成的GPU模块并不会引入到Xeon E5中，额外的芯片空间将被用于增加CPU内核、PCI-E控制器和内存控制器。Xeon E5最大的亮点是所集成的PCI-E控制器最高可支持40条PCI-E信道，它们还是全新的PCI Express 3.0。
在单个CPU中有集成40条信道的PCI-E控制器，该控制器的设计非常复杂，同时还要保证处理器整体功耗不超出设计水平，这正是Xeon E5内核设计的高明之处。拥有如此高规格的PCI-E控制器，单个处理器就可以支持两块PCI Express x16接口的显卡或GPGPU（通用计算图形处理器），2～4个CPU插槽的服务器则能够提供更强的PCI-E扩展能力。对于桌面级处理器来说，16条PCI Express插槽就已经能满足绝大多数需要，不过对于服务器来说，10Gbps的高速网络和多块SAS高速硬盘带来的高数据量，让多出来的PCI-E通道能派上大用场。
枝繁叶茂的家族：Xeon E5处理器型号解析
Xeon E5处理器主要定位于主流的双路及四路服务器市场，在提供比较高的性能和稳定性的同时，还能满足用户对功耗和节能的需求。Xeon E5系列处理器一共分为四个子系列：Xeon E5-1600、Xeon E5-2400、Xeon E5-2600、Xeon E5-4600。
其中Xeon E5-1600系列同E3-1200系列芯片一样面向单路服务器系统，只不过这一系列的处理器不再定位于入门和主流系统，而是面向高端单路系统，主要有E5-1620、E5-1650和E5-1660三个型号。
针对入门级双路服务器的是开发代号为Sandy Bridge-EN的Xeon E5-2400系列，它最多支持八核十六线程，最高具备20MB的三级缓存，该系列产品的TDP从40W到95W不等，Xeon E5-2400系列也支持AES等指令集，不过仅支持三通道DDR3内存，支持的最大内存容量为48GB（单CPU）或96GB（双CPU），PCI-E通道数也从Sandy Bridge-EP核心的40条减少到24条，E5-2400系列处理器仅有一条QPI总线，也是采用LGA1356接口。此外，E5-2400的其他特性和E5-2600系列一样，也支持高级微架构特征，包括Advanced Vector Extensions、AES instructions、Trusted Execution和VT-x/d/c技术。
相对于上面两个子系列，面向双路服务器市场的Xeon E5-2600系列处理器规格就要高许多了，比如改用LGA2011封装接口，最多支持八核心十六线程，20MB三级缓存，四通道内存，支持PCI-E 3.0标准和40条PCI-E总线等。Xeon E5-2600系列处理器将搭配Patsburg C-600系列芯片组，组成新平台“Romley-EP”。作为未来的主打产品，英特尔为大家准备了丰富的“Xeon E5-2600套餐”，一共准备了多达17款不同的版本，单单是八核心的就多达八款，该系列的处理器型号划分和规格参数异常混乱，几乎可以说没有任何规律可循。
而Xeon E5-4600处理器系列则针对四路服务器市场，其规格与Xeon E5-2600几乎一样。英特尔宣称Xeon E5-4600系列芯片未来将面向高性能计算和云服务提供商，与用于低端服务器的Xeon E3处理器和用于高端服务器的Xeon E7芯片一起构成完整的芯片系列组合。
Xeon E5剑指云计算和企业存储市场
Xeon E5处理器将是英特尔未来在中高端服务器处理器市场的主打产品。近一年多以来，IT业界达成了一种共识：开放的架构和开放的生态系统将是推动云计算发展的关键动力，不少IT厂商和企业用户把目光投向了英特尔。对于构建高效率、高性能的数据中心来说，最关键的就是英特尔在服务器处理器领域的创新，因为处理器是服务器性能提升的引擎，是让整个数据中心高效稳定运转的关键。英特尔Xeon E5系列处理器将提供比上一代产品更优异的能效比，这将会被众多云计算领域的先行者视为理想选择。
当然，如果只有性能和能效方面的提升，那么客观地说，Xeon E5可能还称不上万众瞩目的明星产品。Xeon E5平台的真正魅力，就在于它在带来显著性能和能效提升的同时，还支持一些重要的存储技术，比如基于Xeon E5的Romley平台就集成了SAS存储器连接功能。
近几年来，英特尔一直努力在SAS技术方面寻求突破，不过在产品层面上一直缺少强有力的解决方案。英特尔一直在思考如何将x86这个看家法宝与SAS完美结合起来，提升对存储市场的影响力，毕竟SAS是企业存储技术的未来。英特尔希望将RAID作为x86和SAS的联结点。
作为尝试，在一年前英特尔曾推出了集成包括RAID加速在内的一系列I/O功能的XeonC5500/C3500系列处理器。不过，XeonC5500/C3500毕竟是英特尔嵌入式部门主导开发的产品，基于功耗控制的考虑，频率偏低、运算能力和整体定位都偏低，使得它很难在中高端存储市场立足。比如目前HDS、NetApp、EMC的中高端存储方案采用的还是Xeon 5500/5600系列处理器，而Xeon 5500/5600平台没有集成RAID加速能力。
Xeon E5的推出有望扭转Xeon C5500/C3500在存储方面性能不强的劣势。Xeon E5具有多达八个内核，并且可以扩展到四路系统，整体定位更高，也集成了RAID加速能力。超强的RAID加速能力，让SAS在Xeon E5平台出现就有了水到渠成之势：与Xeon E5配套的代号Patsburg的PCH芯片就集成了8个端口的SAS连接能力，可以配置为两个x4的宽端口，这对于LSI和PMC-Sierra这样的SAS控制器芯片供应商显然不是什么好消息。可以说，Xeon E5集成RAID加速功能，体现了英特尔依托x86架构在服务器市场的优势，进一步向存储市场进军的意图。
相信在Xeon E5的支持下，英特尔在开放架构云计算产业的发展之路上会走得更加顺畅。英特尔公司副总裁、英特尔数据中心及互联系统事业部总经理施浩德曾在2011年秋季IDF大会上透露，与以前的Xeon 5500系列产品相比，Xeon E5的预估需求量大约为其20倍，合作伙伴基于Xeon E5处理器的系统设计将超过400套，是Xeon 5500系列处理器发布时的两倍。
小 结
从Xeon 5600升级到Xeon E5，意味着一个新纪元开始了。相对于Xeon 5600，Xeon E5所带来的性能大幅度提升和功耗下降，“既是跨越，也更精彩”。从Xeon E5的产品特征可以看出，英特尔推动数据中心走向融合的决心是不可阻挡的，这也让未来的至强平台更加走向开放，稳步进入云计算时代。@飘雪