一骑绝尘 最强悍Nehalem至强W5580首测

一、前言

　　我们知道，近年来，随着AMD在服务器级市场中的发力，英特尔开始面对新有力的挑战，为了应对AMD的攻势，英特尔潜心研发，推出了新一代的Nehalem核心产品。在桌面高端方面，英特尔早已经推出了采用这种核心的 Core i7处理器。而在X86服务器及工作站市场方面，英特尔则在近期推出了同样采用Nehalem核心的新一代至强(Xeon)处理器。

    新的至强(Xeon)处理器是一款单芯片四核心处理器，每个核心配备了L2缓存，四个核心共享L3缓存，此外新的至强(Xeon)处理器与AMD的Opteron类似内置了内存控制器，并采用了高速低延迟的内部连接技术。

　　英特尔此次推出的新Nehalem核心的至强(Xeon)处理器主要面向高端服务器市场，面向多路服务器应用，在多路应用环境下，Nehalem技术的优势才能得以充分的发挥。这种新的至强(Xeon)处理器还采用了45nm HIGH/K技术，集成 7亿5100万晶体管，其核心面积为263平方毫米。此外Nehalem EP版的尺寸更大。

至强(Xeon) W5580 真图

 　　关于Nehalem的具体性能参数，我们这里就不多做介绍了，本文主要给大家来测试英特尔最新的基于Nehalem的至强(Xeon) W5580的具体性能。

二、Tylersburg-36D简介

　　　为了支持新的Nehalem架色的至强(Xeon)处理器，英特尔推出了专门的新平台以满足其应用。

Tylerburg芯片组技术图解

　　　Intel为Nehalem架构处理器配备的服务器和工作站芯片组是Tylersburg-36D，这是新至强(Xeon)s专用IOH芯片，Tylersburg-36D的官方名称是Intel 5520芯片。因为内存控制器被集成到了处理器内部，Tylersburg的北桥不再成为MCH，而是改称为IOH。

    IOH是各种I/O设备连接到具备QPI总线的CPU的桥梁，它同时提供了很多PCI-E 2.0总线连接作为标准的I/O接口,从CPU到IOH的连接界面是QPI总线，从IOH到南桥的连接是PCI-E Gen1 x4的DMI总线。Tylersburg-36D总共拥有４３条PCIe管线，其中包括36条PCIe2及6条PCIe-1通道，通过 ESI接口与英特尔南桥芯片连接。

在我们的测试系统中，使用了两个巨大的散热器以及 DDR3内存

新的 至强(Xeon)s LGA1366插槽

基于Nehalem架构的 至强(Xeon)处理器（左）明显比
前代至强(Xeon)处理器尺寸要大(右)

　　新的至强(Xeon)处理器采用的是全新的LGA1366插槽设计，与Core i7类似，处理器封装后尺寸相对较大。

三、价格及参数信息

    下面的表格中，我们列出了新至强(Xeon)处理器的各种参数信息以及当前的售价。

型号	主频	核心数量	L3缓存容量	QPI连接速度	最大 DDR3频率	TDP	支持Turbo?	支持Hyper- Threading?	售价（美元）
Xeon W5580	3.2GHz	4	8MB	6.4 GT/s	1333MHz	130 W	Y	Y	$1600
Xeon X5570	2.93GHz	4	8MB	6.4 GT/s	1333MHz	95 W	Y	Y	$1386
Xeon X5560	2.8GHz	4	8MB	6.4 GT/s	1333MHz	95 W	Y	Y	$1172
Xeon X5550	2.66GHz	4	8MB	6.4 GT/s	1333MHz	95 W	Y	Y	$958
Xeon E5540	2.53GHz	4	8MB	5.86 GT/s	1066MHz	80 W	Y	Y	$744
Xeon E5530	2.4GHz	4	8MB	5.86 GT/s	1066MHz	80 W	Y	Y	$530
Xeon E5520	2.26GHz	4	8MB	5.86 GT/s	1066MHz	80 W	Y	Y	$373
Xeon L5520	2.26GHz	4	8MB	5.86 GT/s	1066MHz	60 W	Y	Y	$530
Xeon E5506	2.13GHz	4	4MB	4.8 GT/s	800MHz	80 W	N	N	$266
Xeon L5506	2.13GHz	4	4MB	4.8 GT/s	800MHz	60 W	N	N	$422
Xeon E5504	2.00GHz	4	8MB	4.8 GT/s	800MHz	80 W	N	N	$224
Xeon E5502	1.86GHz	2	4MB	4.8 GT/s	800MHz	80 W	N	N	$188

四、测试平台

    我们使用的测试平台系统如下：

处理器	Dual Xeon E5450 3.0GHz	Dual Xeon X5492 3.4GHz	Dual Xeon L5430 2.66GHz	Dual Xeon W5580 3.2GHz	Dual Opteron 2347 HE 1.9GHz Dual Opteron 2356 2.3GHz	Dual Opteron 2384 2.7GHz
						Dual Opteron 2389 2.9GHz
系统总线	1333 MT/s (333MHz)	1600 MT/s (400MHz)	1333 MT/s (333MHz)	QPI 6.4 GT/s (3.2GHz)	HT 2.0 GT/s (1.0GHz)	HT 2.0 GT/s (1.0GHz)
						HT 4.4 GT/s (2.2GHz)
主板	SuperMicro X7DB8+	SuperMicro X7DWA	Asus RS160-E5	SuperMicro X8DA3	SuperMicro H8DMU+	SuperMicro H8DMU+
BIOS版	6/23/2008	8/04/2008	8/08/2008	2/20/2009	3/25/08	10/15/08
北桥	Intel 5000P MCH	Intel 5400 MCH	Intel 5100 MCH	Intel 5520 MCH	Nvidia nForce Pro 3600	Nvidia nForce Pro 3600
南桥	Intel 6321 ESB ICH	Intel 6321 ESB ICH	Intel ICH9R	Intel ICH10R	Nvidia nForce Pro 3600	Nvidia nForce Pro 3600
芯片驱动	INF Update 9.0.0.1008	INF Update 9.0.0.1008	INF Update 9.0.0.1008	INF Update 8.9.0.1006	-	-
内存容量	16GB (8 DIMMs)	16GB (8 DIMMs)	6GB (6 DIMMs)	24GB (6 DIMMs)	16GB (8 DIMMs)	16GB (8 DIMMs)
内存型号	2048MB DDR2-800 FB-DIMMs	2048MB DDR2-800 FB-DIMMs	1024MB registered ECC DDR2-667 DIMMs	4096MB registered ECC DDR3-1333 DIMMs	2048MB registered ECC DDR2-800 DIMMs	2048MB registered ECC DDR2-800 DIMMs
内存频率	667MHz	800MHz	667MHz	1333MHz	667MHz	800MHz
CAS latency (CL)	5	5	5	10	5	6
RAS to CAS delay (tRCD)	5	5	5	9	5	5
RAS precharge (tRP)	5	5	5	9	5	5
Storage controller	Intel 6321 ESB ICH with Matrix Storage Manager 8.6	Intel 6321 ESB ICH with Matrix Storage Manager 8.6	Intel ICH9R with Matrix Storage Manager 8.6	Intel ICH10R with Matrix Storage Manager 8.6	Nvidia nForce Pro 3600	LSI Logic Embedded MegaRAID with 8.9.518.2007 drivers
Power supply	Ablecom PWS-702A-1R 700W	Ablecom PWS-702A-1R 700W	FSP Group FSP460-701UG 460W	Ablecom PWS-702A-1R 700W	Ablecom PWS-702A-1R 700W	Ablecom PWS-702A-1R 700W
Graphics	Integrated ATI ES1000 with 8.240.50.3000 drivers	Integrated ATI ES1000 with 8.240.50.3000 drivers	Integrated XGI Volari Z9s with 1.09.10_ASUS drivers	Nvidia GeForce 8400 GS with ForceWare 182.08 drivers	Integrated ATI ES1000 with 8.240.50.3000 drivers	Integrated ATI ES1000 with 8.240.50.3000 drivers
Hard drive	WD Caviar WD1600YD 160GB
OS	Windows Server 2008 Enterprise x64 Edition with Service Pack 1

    以上是我们此次测试的硬件系统，下面列出的是进行测试的各软件:

l         SPECjbb 2005 1.07 with Oracle JRockIt JRE R27.6 Windows 64-位

l         SiSoft Sandra 2009.1.15.42

l         CPU-Z 1.48

l         Valve VRAD map build benchmark

l         Cinebench R10 64位版本

l         POV-Ray for Windows 3.7 beta 29 64位版

l         CASE Lab Euler3d CFD benchmark 多线程版本

l         MyriMatch proteomics测试

l         notfred's Folding benchmark CD 9/28/08版

l         x264 HD benchmark 2.0 with x264 version 0.59.819

五、内存子系统性能测试：

　　在这项测试中，我们可以对比英特尔及AMD相关处理器在内存性能方面的表现。在之前的这方面测试中，AMD的表现一直都很突出，而至强(Xeon) W5580的出现，将会改变这种格局。

    总体上来看，至强(Xeon) W5580的缓存带宽比AMD处理器要高，在512KB及16MB数据块测试中，至强(Xeon) W5580的 L2缓存的表现比起前代Harpertown 至强(Xeon)处理器提升相当明显。

　　英特尔至强(Xeon) W5580在这项测试中表现比AMD最快的Opteron处理器的表现还高出了两倍，比英特尔最快的Harpertown至强(Xeon)处理器——X549高出了四倍。

　　在内存延迟测试方面，至强(Xeon)W5580的表现显示非常突出，其处理器时间与至强(Xeon) E5450相比减少了将近一半，同时W5580的表现也超过了所有参与测试的AMD Opteron处理器，下面图中列出了处理器在测试中L1、L2及L3缓存的对比测试，其中L1用黄色表示，L2用桔色表示,L3则用深桔色表示，主内存则用棕色表示。

　　从以上的测试图来看，新的至强(Xeon)各项内存测试表现都高于AMD的代号为“Shanghai”的Opteron处理器，此次出色的表现，取决于新的Nehalem至强(Xeon)处理器重新设计了内存控制架构，因此其表现更加优异和突出。

六、SPECjbb 2005测试

    在这项测试中，使用的是目前最快的Oracle JRockIt JRE R27.6，JVM—64位版，测试时软件设置如下：

    start/AFFINITY [0F, F0] java -Xms3700m -Xmx3700m -XXaggressive -XXlazyunlocking -Xlargepages:exitOnFailure=true -Xgc:genpar -XXgcthreads=4 -Xns3200m -XXcallprofiling -XXtlasize:min=4k,preferred=512k -XXthroughputcompaction 

　　新的至强(Xeon) W5580处理器在这项处理器中的表现依然惊人，从测试结果来看，它轻松的以较大的优势占据第一的益，如果仅看测试结果，我们完全可以这样说，前代至强(Xeon)以及现在市场上的Opteron与W5580相比，根本就不在一个等级上。

　　接下来，我们将要了解的是功耗方面的测试。SPECjbb 2005提供了一个功耗测试的子模块，除了至强(Xeon) L5430以外，我们进行测试的所有平台使用了相同的 Ablecom 700W电源，至强(Xeon)L5430平台采用的是FPS Group 460W电源，测试时，我们打开了各种电源自动管理功能比如 SpeedStep 和 Cool'n'Quiet技术，并且启用了Windows Server系统中的“Balanced”电源策略。

　　从测试结果来看，W5580的功耗情况于至强(Xeon)X5492表现相近，由于W5580处理器针对的是高端市场，因此其TDP设计功耗为130W，而未来针对主流服务器市场的相关新至强(Xeon)处理器的TDP将会在80～95W之间，届时我们相信其功耗还会进一步降低。下面我们看到的是每瓦特性能表现。

性能/每瓦特表现

    令人惊奇的是，尽管TDP设计功耗高达130W，但至强(Xeon)W5580的表现依然强于AMD的Opteron 2384。

七、Cinebench 渲染
　　
    我们使用了基于Maxon的Cinema 4D渲染引擎来进行 Cinebench 3D渲染测试。

　　从测试结果上来看，无论是单线程，还是多线程，至强(Xeon) W5580都保持着领先地位，与Opteron2389相比，W5580性能要超出很多。

　　另外，我们还可以在这项测试中了解至强(Xeon) W8850的功耗对比情况。

　　在空闲模式下，W5580的功耗仅为154W，远远小于前代至强(Xeon)产品，与AMD Opteron系列处理器相比，也是相差不大的。在空闲模式下，W5580的功耗比 Opteron2389平台还低一些。

    接下来，我们将要看到的是测试运行了15-25秒之间10秒段的功耗情况，在这个时间段中，处理器正在进行渲染工作。

    从图中我们可以看到，在渲染进行过程中，W5580的功耗达到了390W。

　　接下来，我们看到的是整个测试期间的功耗情况，综合空闲和运行时的功耗情况，W5580的总体功耗情况与Opteron 2389相近。

　  完成整个测试用的时间各个平台都是不同的，结合总功耗及总使用时间来看，W5580的功耗效率排名还是非常靠前的。全面超越AMD Opteron系列处理器。仅落后于同门的至强(Xeon)L5430。

八、MyriMatch 测试

　　这项测试是一项非常特殊的测试，测试的项目来源于专门用于蛋白生物学的MyriMatch软件，这项测试将重点关注处理器的多线程模式，通过软件，我们可以测试处理器在单线程至16线程多种模式下的表现。

　　至强(Xeon) W5580在这项测试中的表现太优异了，领先其它处理器非常明显。

九、Folding@Home测试

    Folding@home是由斯坦福大学发起，旨在通过分布式运算研究各种疾病蛋白质折叠、误折、聚合及由此引起的相关疾病的分布式计算工程。

　　由于这项测试一次只能使用一个核心进行双线程操作，所以至强(Xeon)W5580的性能得不到发挥，因此在这项测试中的表现也就没有什么突出的地方了。

十、3D建模及渲染测试

    POV-Ray 渲染测试

    最新版的 POV-Ray 3.7，原生支持多线程和64位技术，因此可以更加准确的反应出相关处理器的性能表现。

　　在上面的两项测试中，W5580使用的时间分别是30秒和359秒，并且都是最快完成测试的。

Valve VRAD 地图编绘

    测试中使用了应用在Half-Life 2中的Valve的VRAD lighting地图编绘工具从测试结果我们可以清楚的看出，至强(Xeon) W5580表现超好，总共费时间仅69秒，大大低于其它参测处理器所使用的时间。

十二、x264 HD 视频解码测试

　　在视频解码测试方面，我们选择了流行的H.264视频解码器，其测试结果分为两个部分

　　看一下测试结果，大家马上就可以发现至强(Xeon)W5580继续与强大的优势领跑，看来英特尔新架构的确非常先进。

Sandra Mandelbrot测试

　　通过这项测试，可以了解处理器的多媒体性能，这是由SiSoft Sandra公司研发的一个测试软件，它包括数个不同的方面，其中最吸引我们的是“多媒体”基准测试，它可以展现诸如MMX、SSE、SSE2等多媒体扩展指令集的优劣。这一基准测试会生成著名的Mandelbrot（曼德尔布罗特）分形图（640×480）。我们测试时使用的是其64位版本。

W5580继续保持领先

浮点测试表现超强

领先其它参测处理器幅度相当大。

总结：

　　Nehalem 至强(Xeon)处理器与前代相比，其性能可以说是得到了飞越，在我们进行的各项测试中，新至强(Xeon) W5580处理器的表现比前代至强(Xeon) X5492高出了50%至100%。

    在性能得到极大提升的同时，至强(Xeon) X5580的节能表现也是更加出色，在测试中，整个系统在待机状态下功耗为154W，比至强(Xeon) E5450平台低了79W，由于至强(Xeon) W5580的TDP设计功耗为130W，因此在测试时，整个平台的总功耗都保持在400W以下。

    此外，在各项测试中，至强(Xeon) W5580的表现都强于Opteron 2384, 相应AMD公司会因此产生严重的危机感。到现在为止，我们已经了解到Nehalem在桌面及双路服务器/工作站应用领域的表现，新的架构带来了相当明显的性能飞越。

　　从测试结果来看，至强(Xeon) W5580将会成为未来一段时间高端工作站的首选，从价格来看，W5580的价格的确非常昂贵，但对比其性能，这个价格还是很值得付出的。作为英特尔在高端服务器领域内的最大竞争对手，AMD将会为W5580的出现头疼很长一段时间。