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    作者:范平

    横扫三大领域 英特尔“Avoton”看点解析

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    品牌:Intel CPU

    1英特尔即将发布“Avoton”系列芯片

      云计算的应用日益普及,加之接入、分享云应用和云服务的用户及其终端数量正随着移动互联大潮而迅速攀至上亿数量级,如何在更理想的成本前提下满足海量用户的接入需求,并在数据中心内、外迅速访问,调用、处理和传输他们所需的信息和服务,就成为了广大企业用户、特别是已将互联网视为业务命脉的企业目前亟需应对的挑战。

      此前媒体曝光的英特尔“Avoton”凌动C2000处理器系列,将在今日北京举行盛大产品解析大会。代号为“Avoton”的凌动处理器C2000产品家族,主要面向以上应用需求量身制作。基于该平台的服务器产品,将有望以更为出色的能效和全面的企业级计算特性,为多种Web应用和服务,例如专用托管、内容分发和前端Web服务器提供全面支持;采用它的冷数据存储设备及数据中心网络设备,也能够实现更高的能效、性价比,并为迎接软件定义网络和软件定义存储趋势做好准备。

    横扫三大领域 英特尔“Avoton”看点解析

      此前,我们也报道过基于Atom下一架构代号为”Avoton“的凌动Atom C2000产品信息。该产品家族采用22nm Silvermont架构拥有8个核心,L2缓存达到了4MB(每核心1MB)。

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    Silvermont架构特性(来源:英特尔)

      主频方面,“Avoton”从1.6GHz起跳,最高达2.4GHz。Silvermont架构的核心将会提供OOE和Turbo Boost,能够根据应用需要暂时提升部分核心的频率,预计原始主频最高可达2.4GHz,加速则能达到2.7GHz。DDR3内存控制器将增强为双通道,频率支持DDR3-1600、DDR3L-1600。

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    英特尔凌动C2000产品家族特性概览

      此外,“Avoton”还有一个同胞兄弟“Rangeley”。这款芯片基于相同架构,但和“Avoton”不同,它主要面向网络和通信设备领域。


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    英特尔凌动处理器C2000技术解析图文直播专区

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    2“Avoton”技术特性图文解析

       前面介绍过,“Avoton”是一款采用了22nm制程架构的SoC片上系统,整合有以太网、SATA、USB等接口和模块。这也是英特尔首次将“3D”鳍式场效晶体管技术引入到这种片上系统。这种技术将会给低功耗的“Avoton”等Atom芯片带来强大的功耗节省,也再次让我们见证了英特尔先进的芯片制造工艺在产品设计和推广方面带来的巨大优势。

      “Avoton”是一个十足的SoC,在服务器级别的芯片上整合了你所想要的几乎所有功能。值得一提的是,英特尔为基于这种服务器平台的芯片架构提出了“Edisonville”的代号。该平台尺寸与一张信用卡大小相当,包括了芯片、内存和外部I/O接口等部件。

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    英特尔凌动C2000处理器

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    “Avoton”晶圆

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    “Edisonville”平台框架图

      可以想象,基于Avoton计算节点的超紧凑计算板块插入到微服务器中将会提供全功能使用体验。在单个机架中,可以插入大量的这种计算节点来满足多节点、高密度计算需求。通过对应用工作负载匹配相应的资源,这种多节点部署相比传统的至强平台服务器可以带来更高的计算密度和更好的能效。 

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    “Avoton”结构图

      从上图中的结构图解我们可以看出,“Avoton” SoC有着超紧凑的模块设计。每个“Avoton”拥有的八个CPU内核都基于全新的“Silvermont”微架构,这种微架构是对传统的Atom架构的革新,能够带来全新的每个线程性能体验。它摒弃了传统内核上使用的对称多线程技术,而是通过乱序执行来实现指令集并行处理。

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    3“Silvermont”微架构图文解析 

      当然,Silvermont 完全兼容英特尔的x86架构,支持最新的指令集架构包括Westmere核心,完全具备64位寻址。这些特性无疑使得基于ARM的SoC成为了Avoton和Rangeley的生死对头。

      “Silvermont”是英特尔6年以来的第一次重大结构重新设计。与此同时,代号为“Bay Trail”的平板电脑芯片也将基于“Silvermont”架构,代号为“Merrifield”的智能手机芯片也使用“Silvermont”微架构。也就是说,“Silvermont”微架构已经被应用在包括手机、平板电脑和服务器多个领域的产品平台上。

      与AMD的推土机、Jaguar架构相似,Silvermont的架构也是模块化的,基础的Silvermont是一个双核/双线程的模块,不过它的每一个核心都是独立的,并不共享彼此的硬件单元。Silvermont支持多个模块配置,最高可搭配出8核心SoC处理器

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    “Silvermont”系统助手(SSA)结构图

      此前Intel处理器的所有核心都是同步运行的,这意味着每个内核的频率是一致的,不需要的时候就使用Power Gate关闭。现在Silvermont也支持多核异步运行了,一个核心运行在2.4GHz,而另一个核心就可以运行在1.2GHz下。Silvermont的异步运行是可选的,而且如果CPU内核频率异步运行,那么L2缓存的频率会与其中频率较高的内核保持一致,从而实现更高弹性、更低功耗。Silvermont的系统助手(SSA)可以处理来自CPU内核、GPU等单元的内存要求以优化性能。

      上图中我们也可以看到,前端总线被取而代之的是IDI( Intel-developed interconnect ),与之前的FSB总线相比,IDI对于提高处理器的单线程性能大有裨益,据悉有双位数(也就是至少10%)的提升。这种技术曾经被应用在Nehalem平台上,它可提供高达25.6GB/s的带宽。

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    IOSF结构图

      除了IDI高速互联以外,IOSF也有助于提升英特尔SoC平台优势。IOSF(Intel On-Chip System Fabric)可扩展,支持多核心,维持PCI序列,而且能帮助英特尔的IP和第三方IP进行对接。模块化设计使得IOSF能够在多元市场上获得长足发展,支持系统级方案即可实现电源管理。

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    4凌动C2000系列性能和应用

      凌动C2000系列基于此前我们介绍的“Avoton”和“Rangeley”。该系列产品的功耗介于6W和20W之间,内核数量介于4个和8个之间。最高主频为2.4GHz,利用Turbo智能加速峰值可达2.6GHz。

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    凌动Atom C2000系列产品家族(两大系列)

      针对Atom C2000系列产品的性能,英特尔给出了一个参照数据。相比上一代“Centeron”凌动S1260的流运算性能,凌动C2000提升显著。

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    基于凌动C2000平台流运算下的内存带宽提升

       在整数计算性能中,从上一代的S1260到C2730提升有4倍之多。而基于四核ARM Cortex-A9的Marvell SoC的性能与之相比相去甚远,部分原因可能是因为没有足够的内存来支持其四线程模拟运行。

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    通用计算中的整数计算吞吐量提升

       整体来说,凌动C2000产品系列(代号分别为“Avoton”和“Rangeley”),主要面向微型服务器、冷数据存储以及入门级网络平台,是英特尔第二代64位系统级片上系统。今日发布的凌动C2000产品系列将涵盖“Avoton”和“Rangeley”在内的13款型号,它们都具有定制特性和加速器,并为确保实现最佳效率针对如入门级专用托管服务、分布式内存缓存、静态网络服务与内容分发等特定的轻量型工作负载进行了优化。这些新设计可帮助英特尔进军冷数据存储和入门级网络等全新市场领域。

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