硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器 鐘擺期(2011-2017)

2020.12.11 12:21PM
照片中提到了Manufacturing process technology、Microarchitectures、45nm,跟奧斯本·克拉克(Osborne Clarke)有關,包含了英特爾滴答滴答、滴答模式、英特爾、中央處理器、天空湖

前情提要:

做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:醞釀期(1995-1998)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:草創期(1998-2001)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:擴張期(2001-2004)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:混亂期(2004-2006)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:轉型期(2006-2008)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:反擊期(2008-2011)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:暴走期(2010-2018)

Intel不動聲色的在22nm製程默默導入3D立體結構的Tri-Gate(三閘極)電晶體,並在2011年5月才正式昭告天下,領先其他廠商的FinFET起碼超過3年,堪稱這間以摩爾定律奉為登山寶訓的公司,在半導體製程領域最意氣風發的時刻。

更重要的是,當Intel在2014年2月10日的舊金山的IEEE ISSCC(國際固態電路研討會),學術味100%的半導體業界重大例行活動,正式公佈代號 ”Ivytown” 的Ivy Bridge-EX的技術細節(Ivytown: A 22nm 15-Core Enterprise Xeon Processor Family),以及核心數量相較前代Sandy Bridge-EP幾乎倍增的原生15核,象徵AMD Opteron被徹底壓垮,連想利用雙餡水餃的較多核心數量,勉力抗衡Intel的機會都沒有,就此如風消逝在伺服器的戰場,從此無足輕重,也替自家的Itanium釘上了棺材上的最後一根釘子。

硬科技:一路鐘擺到擠牙膏的Intel

照片中提到了un T,包含了至強e7 4880 v2、中央處理器、常春藤橋、英特爾、英特爾

以2011年的Sandy Bridge(Tock)為起點,Intel的鐘擺(Tick-Tock)巨輪開始全速轉動,接連的Ivy Bridge(Tick)、Haswell(Tock)和Broadwell(Tick),製程從32nm、22nm演進到14nm,穩定的推陳出新,讓Intel Xeon在伺服器市場的優勢,更加的難以撼動。

眼尖的科科也會注意到,Intel在這精準執行鐘擺節奏的幾年內,同一世代微架構的處理器組態,逐漸成形成LCC(Low Core Count,低數量核心)、HCC(High Core Count,高數量核心)與XCC(Extreme Core Count,超級多核心)等3種等級的晶粒,而Xeon的推出時程,因較長的產品開機與驗證時間,和桌機筆電的「時差」也越拉越長,最高階產品甚至可晚上個2年以上。

照片中提到了推出時間、L2快取| L3快取、(最大)|(最大),包含了音樂、線、字形、儀表、黑色

跳出Xeon,我們將眼光移向Intel的鐘擺節奏,就不難理解為何這些年是AMD最難過的日子。

2011年(Tock,以色列海法研發團隊):Sandy Bridge,系統架構揚棄了又熱又燙的IOH,引進AVX指令集,具備貨真價實的微指令快取(uOp cache),換裝NetBurst體系的非循序指令執行引擎(指令重新排序緩衝區與實體資料暫存器分而治之,以減少CPU內部的資料流動量,利於省電)也意味著P6時代的結束。這時AMD推土機家族的Opteron仍可用兩倍的核心數勉強抗衡。

2012年(Tick,以色列海法研發團隊):Ivy Bridge,最主要的改進還是跑出了15核Ivy Bridge-EX這個妖怪,不給AMD的「雙餡16核」任何反擊的機會。

因應激增的核心數,為了確保充裕的記憶體頻寬與容量,繼Boxboro-EX(Nehalem-EX/Westmere-EX)平台的SMI之後,Brickland平台(Ivy Bridge-EX/Haswell-EX/Broadwell-EX)升級成SMI2,資料傳輸界面從序列(Serial)轉為64位元並列(Parallel),訊號線從70根爆增到110根,電氣特性也截然不同。

照片中提到了Xeon E7-4800 v2、2x4 SMI2、channels,包含了居住區、至強、哈斯韋爾、英特爾、中央處理器


2013年(Tock,美國奧勒岡州希爾斯伯勒團隊):Haswell,新增AVX2指令集,並帶來了Intel x86處理器微架構史上,最大規模的執行單元擴張行動,並大幅強化虛擬化機能,如更精細的快取記憶體存取QoS,讓不同虛擬機也有優先順序之分,的確很像這個追求高效能的團隊過去一貫的風格。Haswell-EP/EX最大核心組態再度略增到18核,讓AMD連核心數都佔不了便宜。

2014年(Tick,美國奧勒岡州希爾斯伯勒團隊):Broadwell,在虛擬化機能上更加的精進,少人關心的Broadwell-EX更將核心數推進到24核。

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另外值得注意的是,為了堵死ARM或其他RISC陣營,藉由低功耗和網路儲存等應用「摸入」伺服器市場的漏洞,Intel推出整合網路控制器和一堆I/O界面的Xeon-D系統單晶片 ”Broadwell-DE”,在入門級企業儲存產品大受歡迎,日後並升級成Skylake-DE。

照片中提到了Intel® Xeon° Processor D - SoC Architecture、CPU 2-8 Core Intel® Xeon

可能領先優勢已經拉的太開,而IBM也遲遲難以有效將Power「下放」到一般平民百姓家,看在Intel毫無競爭對手的份上,在2015年(Tock,以色列海法研發團隊)「集技術之大成的最終Intel x86處理器微架構」Skylake問世後,接著就是好幾年都擠不完的牙膏。

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然後呢?物極必反,否極泰來,就輪到AMD吹起反攻的號角了,雖然在2017年6月初代EPYC準備跟姍姍來遲的Skylake-SP “Purley”平台對壘時,聲音還是相當的微弱,幾乎沒有人聽的見。

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硬科技:回顧AMD Zen微架構和EPYC (中)
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