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| 行业评论：四核处理器的老路新走法 [服务器配件] |
| 计算机世界 |
| 2007-6-11 10:47:00 文/ |
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自从AMD率先在x86领域推出双核心处理器以来，多核就成为处理器企业争夺的一个焦点。2006年11月，英特尔先于AMD发布了四核处理器。当时，双核与单核之争正在激烈进行中。不少人曾感慨，双核尚未普及，四核又来了。
业内人士戏言，四核在与双核的竞赛中抢跑了。其实，应该说英特尔在与AMD的竞争中抢跑了。在四核处理器产品推出时，英特尔中国区总经理杨旭曾不无感慨地说：“这是英特尔技术领先的重要标志。”也可以说，四核英特尔是近两年来用以抵御AMD进攻的最新武器。
不过，在双核处理器已经占据市场主流的背景下，四核处理器会有什么样的作为？经过多长的时间，它才会成为服务器等系统产品的主流？
四核进展超过预期
在四核的竞争中，英特尔取得了先机，市场的表现也让英特尔感到欣慰。2006年11月，四核Xeon 5300发布时，英特尔计划在2007年前三个季度的四核处理器出货量达到100万颗。在今年5月初举办的英特尔多核应用论坛上，英特尔服务器平台事业部总经理Kirk Skaugen却当众宣布，英特尔在今年上半年四核芯片出货量有望超过100万颗。Kirk Skaugen更大胆预言，整个服务器产品都会以双核和四核为主。
英特尔的竞争对手AMD公司却不这么认为。AMD大中华区计算产品部产品市场总监唐志德认为，目前，服务器市场以双核处理器为主，双核占据绝对主流的地位，这是不容质疑的。不过正像双核从诞生到占据主流用了大概1年的时间一样，四核处理器要成为服务器的主流也需要时间。
AMD在2005年推出双核处理器时，对其持怀疑态度的大有人在，疑问也五花八门——双核价格能比单核低吗？用户会接受吗？双核应用能够普及吗？仅仅时隔1年多，双核已经成为市场主流。唐志德甚至预言，未来的x86市场将很少能看见单核产品。
唐志德认为双核走过的路对四核无疑有借鉴作用，AMD相信四核也会有类似双核的市场接受过程，可能开始会有怀疑的声音，但还是会迅速取代双核成为市场主流。四核发展中遇到的困难与问题可能与双核一样，同时也会遇到新的问题，但是，四核成为主流的时间会更短，发展比预期要好。
不过，目前来看，四核还没有成为任何处理器企业的主流产品。目前热衷多核处理器的企业不过几家，可以一家一家地看。Intel的桌面四核Yorkfield和Xeon 5300系列都没有大批量生产，产量还非常有限。根据计世网的报道，到2007年一季度，桌面四核Yorkfield的产量也只占Intel处理器产品的0.03%。AMD预计在今年年中推出四核产品，批量生产的时间会推到今年年底或者明年年初，当然不是主流。
在RISC处理器市场，IBM的Power家族虽然早在2006年的Power5+上就推出了四核，但显然这只是为了填补2005年的Power5和今年6月即将到来的Power6之间的市场空白。至于Sun公司，Niagara一上市就有4、6、8核心的架构，而且销量也不错。根据Sun的统计数字，从2005年11月～2006年12月，每季度的销售额都超过1亿美元，但相对140多亿美元的Unix服务器市场，和500多亿美元的整个服务器市场，其份额不到1%。至于四核安腾2，根据英特尔目前的计划，要到2008年才可能上市。
实际上，四核和多核处理器在嵌入式平台上才是名副其实的主流。例如众多的网络设备、游戏机和便携设备采用的来自TI、Analog、Cavium、IBM与Toshiba、P.A Semi等供应商的多核处理器，早已是主流。
专家认为，在当前的x86和RISC计算市场，四核处理器既不是处理器企业的主流，也不是用户采用的主流。不过，任何低估四核进展的看法都是短视的。
从“唯主频时代”到“唯核心时代”
业内资深人士谢文砚认为，在2003年以前，处理器经历了相当长时间的 “唯主频时代”，处理器的主频逐年提高，用户也用主频来衡量一款处理器性能的高低。而现在，处理器似乎在走入另一个极端——“唯核心时代”——通过增加处理器内核，来提高处理器的性能。
当处理器的主频越来越高，用户体验的性能提升却非常有限，同时能耗等成本却不断增加时，用户就会开始反思主频的提高是否有意义，而处理器企业也会因此转变发展思路。多核就是在这种背景下出现的。清华大学计算机系教授汪东升博士认为，一般说来，工艺和电路技术、体系结构、编译技术的发展使得处理器性能分别提高约20倍、4倍、1.4倍。但是今天，这种规律性的东西却是很难维持。那么，处理器如何提高性能？于是，采用多核成为一种解决方案。
在多核处理器的竞赛中，Sun和英特尔跑得最快。Sun从推出Niagara和Niagara2的计划，以及后继的Rock就能看出，核心从4个增加到8个，线程也从4个增长到8个，核心和线程数量越来越多。而从英特尔在今年IDF大会上展示的产品来看，虽然英特尔也强调并不唯核心数量，但浓墨重彩的80核现场演示和对多核市场的乐观估计，无疑清楚地表露出，英特尔的方向还是以提升核心数量、缩短制造工艺为主。英特尔一位产品总监向记者表示，在发展四核产品上，英特尔的步伐会加快。英特尔有可能提前到今年下半年发布代号为Penryn的45nm工艺Core2Duo四核处理器，2008年将推出四核的Nehalem处理器。
以IBM和AMD为代表的处理器厂商则提出了另一种发展思路——不单纯追求处理器的核心数量和缩短制造工艺，而是推出各自的多核心产品和按计划提升主频。早在2005年一片火热的多核浪潮中，IBM Power6就反其道而行之，规划Power6的主频将超过4GHz（最高5GHz），只有单、双核的产品。推迟一年上市的Power6最终主频达到4.7GHz。而AMD则从激进的技术传道者转向成熟的“用户导向”厂商，比较冷静和克制地推出四核产品，而不是在市场还未开始发育的时候就推出。谢文砚认为，在未来的企业级计算中，IBM和AMD的策略比较类似，都是以异构化的SoC为方向，例如IBM的Cell和AMD的Fusion非常类似。这样的思路可称之为架构优先派。
单核处理器之后，出现了双核处理器，双核处理器之后又出现了四核处理器。很多业内人士开玩笑说，四核之后会不会出现8核处理器，甚至16核、32核的处理器？这不是玩笑，是一种对未来发展的看法。不同的企业会采用不同的策略。英特尔推出的TerraFLOP处理器计划拥有80个处理器内核，每个内核的时钟频率为3.1GHz，整个计算速度达每秒1万亿次以上。而按照AMD的规划，未来的处理器会向多核、异构化发展。唐志德认为，多核只是AMD提高系统性能的一种方式，并不会排斥其他的技术。2008年，AMD将推出Fusion处理器，可以在一个芯片上集成CPU、GPU、协处理器等多种不同功能的核心。
谁需要四核系统？
毫无疑问，四核处理器由于性能非常高，所以主要应用在服务器上，企业级应用成为了多核产品的主战场。目前，双核已经成为服务器系统的标准配置。惠普公司在所有的服务器产品线中，包括机架、塔式和刀片服务器中都采用了双核处理器，既有英特尔，又有AMD的处理器。
目前，英特尔的四核产品有双路至强5300（Clovertown）系列和面向高端游戏市场的QX6000系列。今年第三季度，英特尔将推出基于酷睿架构的四路四核Xeon MP产品Tigertown，L2缓存也将加大到8MB。目前，系统企业都推出了基于至强5300的双路8核的服务器产品，就连美国容错公司也推出双路的四核容错服务器。
虽然AMD的四核处理器还没有发布，不过据介绍，AMD的四核处理器将首先在多路服务器上采用，如4路、8路服务器。除了这部分用户，AMD还将面向高性能计算和刀片用户推出四核产品，例如采用65W TDP的低功耗Barcelona刀片服务器也将是重点推广产品。
目前，双核已经成为服务器系统的标准配置。在所有的服务器产品线中，包括机架、塔式和刀片服务器中，基本都采用双核处理器，包括英特尔与AMD的处理器。如果换成四核，那么以前的双路4核就会变成双路8核，4路8核就会变成4路16核，对服务器市场的影响将是深远的。在多路服务器上使用四核处理器的优势明显，对于这些高端用户而言，由于以往在多路服务器上早已采用SMP架构和并行应用开发，具有丰富的使用经验，能迅速从单核转变到双核、四核，无需对现有应用进行过多优化和改写。同时，四核能带来更大的性能提升。与单核相比，四核系统能带来4.5倍的性能提升；而与双核相比，四核系统可以在保持功耗不变的情况下，获得50%以上的性能提升，用更少的资源获得更大的回报。
汪东升说，从根本上讲，多核处理器的应用需求主要来源于用户对服务器性能提升和功耗水平降低的双重目标，有时仅仅是对绝对性能的渴求，有时也体现在高性能的基础上保持相对低的功耗水平。因此，高性能计算和刀片服务器成为了多核处理器系统最典型的应用领域。
而从用户角度来看，他们似乎并没有完全无条件地接受四核服务器。宝德公司服务器产品经理程佶认为，这其中的原因主要有几个：一是企业用户非常重视服务器系统的稳定性，很多用户还在等待对于四核服务器稳定性的验证结果；二是许多用户还非常重视处理器的主频，不少用户非常看重处理器的主频，而现在四核产品的主频仅为1.6GHz，比双核处理器最高主频3.2 GHz还低；三是软件许可收费问题还没有完全明朗化。
四核是企业用户采购关注的中心。相对个人用户，企业用户无疑在采用新技术和产品时更加稳重一些。个人用户为了获得游戏、影音方面的新鲜体验，接受四核方面时无疑态度积极，迅速跟进。但企业用户不一样。唐志德认为，面对新技术和新产品时，CTO和CIO要从以下三个方面考量：第一，新的技术是否与老的IT系统兼容，新技术的采用是否会影响到现有系统的稳定和可用？第二，新技术的采购和实施成本是多少？从中获得多少回报，这个周期又是多长？或者简单地说，如何评价新技术的投资回报率？第三，对于新技术的总拥有成本如何考量？整体拥有成本（TCO）除了服务器采购成本外，还有电力成本、人力成本、服务成本等。而TCO就需要看具体单核、双核产品与四核产品相比的数字了。例如在电力成本方面，AMD的Barcelona可以实现增加2核、500MHz频率而不增加功耗，其他四核是否比同频率的双核和单核产品更省电，现在下结论还为时过早。
因为有上述因素的制约，所以企业用户在面对新产品和新技术时不可能像个人用户那样激动。就四核而言，目前企业用户还处于观望期，IT经理们还需要时间来考察四核的上述指标。
评论：
价格不再是障碍，成为主流还需要什么？
四核能带来更大的性能提升，已经没有人会怀疑。如果，四核服务器产品能克服价格障碍，那么四核产品的应用将势不可挡。
据英特尔公司的一位产品总监介绍，目前英特尔的四核产品的价格已经与双核产品价格相当，反映在服务器上，四核服务器的价格与双核服务器的价格基本相当。也就是说，用户用购买双核系统的价格可以买到四核的服务器产品，这对用户而言，绝对是物有所值，同时也为四核系统的推广增加了筹码。
为了应对AMD下半年推出的四核产品的挑战，英特尔计划在今年7月进一步降低四核处理器的价格。因此，许多人担心的四核应用的第一大障碍―――价格，已经不复存在。
唐志德说：“以我个人在x86芯片业10余年的经验看，在没有AMD加入到企业计算竞争之前，这一市场的价格竞争几乎没有。”而自从2003年AMD推出皓龙加入竞争以来，x86处理器的企业级技术和产品更新速度明显加快。所以，双核取代单核只用了一年多时间，价格也很快得以下降。四核取代双核也将有一个类似的过程。只有竞争，才能加快产品价格的下降。
同样，许多专家都认为，四核产品不会和双核直接竞争。谢文砚认为，同一品牌的四核和双核不会引起激烈竞争；不同品牌的四核与双核也不太可能竞争，这是一个逐渐过渡和四核继承双核市场的关系，而不是互相打压的关系。
多核服务器的普及需要整个产业链共同推动。与过去四年中陆续碰到的64位和双核普及时面临的软件开发问题不一样，四核和更多核的普及与现有软件开发模式之间的矛盾显得日益突出。现有的评测数据虽然能证明，双路四核平台比四路双核平台效率高出不少多，但实际应用开发要比简单的评测软件包复杂得多，所以四核服务器要承载更多实际业务需求，需要微软、Oracle、BEA等众多软件厂商共同努力。
服务器与台式机、笔记本电脑所面临的软件环境截然不同。从早期的SMP时代，到“SMP+多线程”时代，服务器商业应用软件早已经为并行化计算做好了准备，可以发挥四核硬件平台的优势。唐志德认为，四核处理器对企业级应用的ISV应该影响不大。因为在企业级应用领域，更多应用过往已经是基于SMP架构，已经进行了一定的并行化处理。而且双核也已经成为主流，从双核到四核的难度不像从单核到双核那么大。而四核对开发桌面端应用的ISV会有较大影响，毕竟他们过去没有太多面向多核平台并行编程的经验。
但是，一些业内人士仍然认为，与过去四年中陆续碰到的64位和双核普及时面临的软件开发问题不一样，四核和更多核的普及与现有软件开发模式之间的矛盾显得日益突出。串行化问题，以及静态负载平衡、动态负载平衡与＆间通信是多核编程面临的一大堆难题。显然，要解决这些问题，不可能只靠处理器厂商的设计和工艺来解决，而需要固件商、操作系统和中间件软件商与应用开发商的共同配合。
值得庆幸的是，这一问题得到了AMD、IBM、Intel、Sun等处理器厂商的高度重视，都有相关的重头计划。如AMD去年推出的加速计算计划，IBM推出数年的Power Everywhere、Power.org计划；Sun今年3月开放了UltraSparc T1（Niagara）处理器的程序代码，让更多厂商能推出支持Sparc的固件、操作系统、编译器、驱动程序。
业内人士认为，四核成为主流还取决于以下几个因素。
一是厂商库存状况。显然，如果Intel、AMD、IBM不卖完双核产品，不可能大规模推四核。按照AMD和Intel的公告，四核产品应该在2008年大规模生产。对于服务器OEM厂商而言，还存在一个产品推出时间的不同滞后期，而传统供应链的OEM厂商要等到双核服务器卖得差不多才会主推四核产品。
二是市场接受度。厂商的推动力当然是四核发展的第一动力，但是用户接受度或许才是最重要的。这方面的反面教材很多，例如Alpha、第一代安腾等。就目前的舆论基调和用户评论来看，也许因为应用还不广泛，四核还没有负面声音传出。
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