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英特尔DDR4平台发展动向解密

2014-09-22何斌颖《微型计算机》2014年9月上

英特尔将面向发烧级玩家的产品和普通的桌面级产品从架构上进行了区隔,推出了专用接口的High End Desktop(HEDT)平台。

从LGA 1366到LGA 2011,顶级平台一直以高昂的价格和超群的性能出现在人们的面前。在2014年下半年,英特尔又将为我们带来全新的HEDT平台—Haswell-E架构,和这个平台相关的处理器、主板芯片组、内存都全线更新。它们都有什么特点?性能如何?未来还将如何发展?就让我们提前一探究竟。

Haswell-E:首款英特尔民用八核心处理器

作为HEDT平台的核心,高性能处理器是整个平台的关键。桌面处理器在进入双核心、四核心时代后,发展速度就慢了下来,之前英特尔也仅仅在顶级平台上推出过六核心处理器。相比之下,竞争对手AMD反而更积极一些,四模块八核心的推土机架构拿下了民用市场桌面首个八核心处理器的头衔。不过受制于性能,一直很难得到顶级玩家的青睐。这一次,英特尔推出了全新的Haswell-E架构,将强大的英特尔八核心处理器带向桌面市场。

Haswell-E是英特尔首款八核心处理器,专为顶级玩家设计。
Haswell-E是英特尔首款八核心处理器,专为顶级玩家设计。

八核心:性能最高提升45%

Haswell-E处理器和目前桌面流行的Haswell的关系非常近,与之前的IvyBridge-E和IvyBridge、SandyBridge-E和SandyBridge的关系类似。从架构角度来说,Haswell-E和Haswell在核心微架构上是基本相同的,都拥有诸如改进的电源管理、增加的分派端口、AVX2指令集、TSX扩展(由于出现重大BUG因此在目前的产品中被禁用了)等。除了核心微架构外,Haswell-E和Haswell在非核心部分的设计存在比较明显的差异,比如在总线、缓存结构等方面,由于Haswell-E精简自更高端的服务器产品,因此在这部分的设计上要比民用版本的Haswell更为复杂—也正是更为复杂的设计,使得Haswell-E能够更有效地支撑多核心应用和扩展。有关这部分内容,英特尔暂时没有太多消息披露,因此尚无法给出详细解读。

Haswell-E目前最高拥有8个非模块化、独立的物理核心,加上英特尔的超线程技术,八核心的Haswell-E能够提供16线程并行运作,在Windows任务管理器中看起来应该蔚为壮观。英特尔宣称八核心的Haswell-E相比四核心的Haswell能够带来最多45%的多线程性能提升:核心数量翻了一番,性能只能提升最多45%,这从一个侧面也说明了即使在总线和缓存架构上给予更强的支持,Haswell-E在Amdahl定律(系统中对某一部件采用更快执行方式所能获得的系统性能改进程度,取决于这种执行方式被使用的频率,或所占总执行时间的比例。)约束下进一步依靠增加核心数量来提升性能已经比较难以有明显效果了。

四通道DDR4

Haswell-E随着核心数量增加也提升了三级缓存容量—从之前IvyBridge-E六核心的最大15MB提升至Haswell-E八核心最大20MB。另外值得一提的是内存规格,Haswell-E支持最大四通道DDR4 2133规范,相比之前IvyBridge-E的最大四通道DDR3 1866,不但在带宽上得到了提升,也彻底进入了DDR4时代。
四通道DDR4 2133内存能够为Haswell-E提供最大68.2GB/s的带宽,相比目前桌面Haswell的25.6GB/s高了大约1.6倍。可能是英特尔考虑到八核心的需求,再加上HEDT平台的用户对价格普遍不敏感,因此才最终决定使用如此强悍的内存配置。

40条PCI-E通道

由于目前英特尔处理器基本接管了北桥的功能,因此处理器为系统提供主要的PCI-E总线。Haswell-E最多可以支持40个PCI-E 3.0通道。在最理想的情况下,用户可以使用CPU提供的PCI-E总线搭建PCI-E x16+PCI-E x16的双卡系统,或者使用“x8+x8+x8+x8”的方式组建四路GPU系统。即使这样,Haswell-E还额外留有8条PCI-E3.0通道给其他设备,比如SATA-Express、M.2、千兆网卡等。在最极端的情况下,借助于主板厂商设计以及第三方芯片的帮助,X99可以支持5个PCI-E 3.0 x8通道,能够实现5卡互联。如此多的PCI-E通道,不但带来了使用上的方便,也增强了系统的扩展能力,满足顶级玩家对带宽的渴求。

Haswell-E系统架构示意图,支持四通道DDR4内存。
Haswell-E系统架构示意图,支持四通道DDR4内存。

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