
图1 内存瓶颈:CPU与内存速度发展比较

图2 Sun UltraSPARC T系列CPU发展图
无论是IBM上半年发布的4核4线程Power6 CPU,还是9月份Intel和AMD将要相继发布的4核CPU,都使得4核成为今年CPU领域炙手可热的词汇。8月23日,Sun在北京一间只能容纳四五十人的会议室,动静不大地发布了8核64线程CPU UltraSPARC T2。
当然,拿核数和线程数来比较可能过于简单,因为T2走的是与众不同的技术路线。上个世纪90年代末期,斯坦福大学教授Kunle Olukotun开展了以多线程技术而非主频来提高计算性能的研究。在此基础上,Olukotun成立了Afara Websystem公司。2002年,它被与斯坦福大学渊源深厚的Sun收购。Sun以位于美加边境的尼亚加拉大瀑布(Niagara)作为该芯片的研发代号。
2005年,Sun发布了Niagara 1,并将其命名为UltraSPARC T1。不过具有8内核、32线程的T1只是一个缩减版,而此次发布的8内核、64线程的T2才比较接近Afara Websystem的设计目标。
当今很多主流的服务器CPU已超过3GHz,有的甚至接近5GHz,主频对性能的拉升显而易见。而主频只有1.4GHz的T2靠的是数量上比前者多得多的线程来提升性能。一对一地比较内核或者线程的性能,T2处于劣势,但Sun搞的是“线”海战术—64个线程“绑”在一起,局面就会发生转变。
伴随着内存速度的提升与CPU主频提升的差距日益拉大,CPU访问内存延时加大,因此,CPU性能已无法与主频的提升呈线性增长。而Sun是在一个较低的主频下,通过大量增加线程数来消除内存延时对性能带来的影响。
在Sun给出的CPU线路图上,伴随着线程数的增长,性能也呈线性增长。从T1到T2,主频从1.2GHz增加到1.4GHz,线程数从32增加到64,性能则提升了150%。而到明年发布T3,线程数将增加到128个,性能较之T2又会有85.7%的提高。
CPU进入多核时代后,软件特别是操作系统成为最大的瓶颈,以至于今年上半年,英特尔有关人士还呼吁软件也应该遵从摩尔定律。管好T2 64个线程的关键在于Sun的Solaris 10操作系统,“Solaris 10可以支持更多的线程,包括明年发布的T3。”Sun大中华区企业系统事业部总监吴坚申表示,“Sun不用像有的厂商那样,要同时为新的处理器发布新版本的操作系统。”
此次发布的T2采用的是65纳米工艺,因此在制造工艺和主频方面未来还有提升的空间,这种提升方式较之从提升主频转而采用增加线程数要简单得多。
除了内核数和线程数之外,T2与众多服务器CPU的另一个不同之处是,将10Gbps以太网、内存和PCI-Express控制器以及加密引擎都集成到了芯片上,Sun称之为Server on Chip(片上服务器)。这样做的好处是显而易见的,既可以简化系统设计,增强可靠性,节省体积,降低成本,又可以降低功耗。据Sun给出的数据,T2的功耗为94W,而不少服务器CPU的功耗均在100W以上,如果算上T2集成的这些功能部件(功耗约为22W),T2的节能优势就更显著了。
当然,线程也不是万能的。T2的特性适合于Web计算等高吞吐量的应用,这类应用的特点是并发性很高,但每个计算请求的计算强度却不大,因而线程多的CPU,其优势也明显。因此,Sun将T2定位在规模市场上,而定于明年年中发布的16内核、32线程的“Rock”(岩石)CPU,定位在高强度计算的企业级市场。
(相关报道请参见本报第64期C15版)
|