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至強
鎖定
至強Xeon是英特爾生產的微處理器,它用於"中間範圍"的企業服務器和工作站。在英特爾的服務器主板上,最多達八個Xeon處理器能夠共用100MHz的總線而進行多路處理。Xeon設計用於因特網以及大量的數據處理服務,例如工程、圖像和多媒體等需要快速傳送大量數據的應用。
- 中文名
- 至強
- 外文名
- Xeon
- 類 屬
- 英特爾處理器
- 開發代號
- Woodcrest
- 移動開發代號
- Merom
- 定 位
- 服務器/工作站
- 推薦CPU
- E3 1231 V3和E3 1230 V3
- 三級緩存
- 8M
至強研發歷程
2022年12月22日,英特爾發佈新聞稿,稱1月10日,英特爾將正式推出第四代英特爾至強可擴展處理器和英特爾至強 CPU Max 系列,以及面向高性能計算 (HPC) 和人工智能的英特爾數據中心 GPU Max 系列。
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至強研發背景
Xeon服務器(4張)
至強第一代處理器
1998年英特爾發佈了Pentium Ⅱ Xeon(至強)處理器。Xeon是英特爾引入的新品牌,當時Intel公司為了區分服務器市場和普通個人電腦市場,決定研製全新的服務器CPU,命名也跟普通CPU做了一些明顯的區分,稱為Pentium Ⅱ Xeon,取代之前所使用的Pentium Pro品牌。這個產品線面向中高端企業級服務器、工作站市場;是英特爾公司進一步區分市場的重要步驟。Xeon主要設計來運行商業軟件、因特網服務、公司數據儲存、數據歸類、數據庫、電子,機械的自動化設計等。
Pentium Ⅱ Xeon處理器不但有更快的速度,更大的緩存,更重要的是可以支持多達4路或者8路的SMP對稱多CPU處理功能,它採用和Pentium Ⅱ Slot1接口不同的Slot 2接口,必須配合專門的服務器主板才能使用。
至強性能提升
1999年,英特爾發佈了Pentium Ⅲ Xeon處理器。相信大家都還記得,採用“銅礦”核心的奔騰3處理器那幾年是如何的風光,都還被譽為一代經典產品,而作為Pentium Ⅱ Xeon的後繼者,除了在內核架構上採納全新設計以外,也繼承了Pentium Ⅲ處理器新增的70條指令集,以更好執行多媒體、流媒體應用軟件。除了面對企業級的市場以外,Pentium Ⅲ Xeon加強了電子商務應用與高階商務計算的能力。Intel還將Xeon分為兩個部分,低端Xeon和高端Xeon。其中,低端Xeon和普通的 Coppermine一樣,僅裝備256KB二級緩存,並且不支持多處理器。這樣低端Xeon和普通的Pentium Ⅲ的性能差距很小,價格也相差不多;而高端Xeon還是具有以前的特徵,支持更大的緩存和多處理器。
至強Xeon處理器
2001年英特爾發佈了Xeon處理器。英特爾將Xeon的前面去掉了Pentium的名號,並不是説就與x86脱離了關係,而是更加明晰品牌概念。Xeon處理器的市場定位也更加瞄準高性能、均衡負載、多路對稱處理等特性,而這些是台式電腦的Pentium品牌所不具備的。Xeon處理器實際上還是基於Pentium 4的內核,而且同樣是64位的數據帶寬,但由於其利用了與AGP 4X相同的原理--“四倍速”技術,因此其前端總線有了巨大的提升,表現更是遠勝過Pentium Ⅲ Xeon處理器。Xeon處理器基於英特爾的NetBurst架構,有更高級的網絡功能,及更復雜更的3D圖形性能,另一方面,支持至強的芯片組也在並行運算、支持高性能I/O子系統(如SCSI磁盤陣列、千兆網絡接口)、支持PCI總線分段等方面更好地支持服務器端的運算。
Prestonia
Prestonia是Xeon處理器的第二代核心,Prestonia同第一代的Foster核心之間的首要區別就是整合的二級緩存容量的差別,前者為512KB,而後者僅為256KB。Prestonia核心處理器也採用了先進的0.13微米製造工藝。但是Prestonia核心最大的優勢就是增加了對Hyper- Threading(超線程)的支持。Hyperthreading早先稱為Jackson技術,這是一種多線程(SMT Simultaneous Multi-Threading)技術的擴展,其主要功能就是讓處理器在單處理器工作模式下也進行多線程工作(每塊處理器可以同時進行一個以上進程的處理)。
Nocona
這是Intel的XEON CPU核心,採用90nm製程,使用800Mhz FSB,具有16KB L1緩存、1MB L2緩存和12KB uOps Trace緩存,同時支持SSE3以及HyperThreading。對應Xeon處理器通過EM64T技術同時支持32位和64位計算,並通過集成 DBS(Demand Based Switching,基於需要切換技術)實現增強型SpeedStep技術,可以根據工作負載動態調整處理器運行頻率和功耗。
Irwindale
Xeon產品的核心,前端總線、HyperThreadingⅡ、增強型Speedstep、EDB以及EM64T都和Nocona完全一致。該核心與 Nocona核心最大的不同就是二級緩存進一步提升到2MB,頻率由3.0G開始起跳,與Pentium 4 600系列處理器的架構有些類似。不過由於二級緩存的加大,工藝也沒得得到改進,導致該處理器的功率和發熱量均大大高於Nocona,在選購該處理器時散熱應該引起足夠的重視。
Conroe
Intel Xeon 3000系列的新核心,與Intel Core 2 Duo採用相同的LGA 775針腳,而非Woodcrest所用的LGA 771針腳。Xeon 3000系列處理器運行於1066 MHz系統總線(FSB),內含4 MB或2 MB共享型二級緩存,支持Intel 64位擴展技術(Intel EM64T),Intel虛擬化技術(Intel Virtualization Technology)及Enhanced Intel SpeedStep技術,其中包括 Xeon 3040,3050,3060和3070,Intel Xeon 3070 (2.66 GHz/4MB L2/FSB1066),Intel Xeon 3060 (2.40 GHz/4MB L2/FSB1066),Intel Xeon 3050 (二級緩存,而3060和3070配備了4MB二級緩存。新的Xeon處理器採用了Core核心,與前代的NetBurst相比,在性能和功耗方面都有了很大的提高和改善。
至強雙核處理器
Dempsey
Dempsey是Xeon的雙核心版本,型號命名為50xx的雙核處理器,包括5030(2x2MB/2.67GHz/667 MHz前端總線/功率95W/DP)、5050(2x2MB/3.00GHz/667MHz前端總線/功率95W/DP)、5060 (2x2MB/3.20GHz/前端總線1066 MHz/功率130W/DP)、5063(2x2MB/3.20GHz/前端總線1066 MHz/功率95W/DP)、(5080 2x2MB/3.73 GHz/前端總線1066 MHz/功率130W/DP)。這些Xeon 50XX系列均為雙核心,主頻從2.50GHz到3.73GHz,所有處理器採用 65 納米制造工藝,均支持FB-DIMM內存,英特爾虛擬化技術、超線程(HT)技術、增強型英特爾SpeedStep動態節能技術(其中5063、5060 不支持)、英特爾64位內存擴展技術、英特爾病毒防護技術。這些處理器均配置了4MB L2緩存,其中每個核心獨享2MB L2緩存,其前端總線為1066MHz或者667MHz,可以提供8.5GB/s或者5.3GB/s的傳輸帶寬。採用65nm工藝的雙核心Xeon Dempsey使用LGA771接口。與此50XX系列配合的芯片組為INTEL 5000X,5000P,5000Z,5000V。
WoodCrest
這是XEON採用Core微架構的服務器級雙核心處理器,WoodCrest核心處理器包括Xeon 5110(1.6GHz/4MB L2/1066MHz FSB)、Xeon 5120(1.86GHz/4MB L2/1066MHz FSB)、Xeon 5130(2GHz/4MB L2/1333MHz FSB)、Xeon 5140(2.33GHz/4MB L2/1333MHz FSB)、Xeon 5150(2.66GHz/4MB L2/1333MHz FSB)及最高型號Xeon 5160(採用LGA 771處理器接口,全線最高功耗只有80W,對比上代Dempsey核心最高功耗可高達130W有着明顯的改善,支持Intel EM64T、Intel Execute Disable Bit、Intel Virtualization Technology功能,而Demand-Based Switching功能則只提供於Xeon 5140或以上的型號。另有一款低功耗產品XEON 5148 LV,頻率為2.33GHz/4MB L2 Cache/1333MHz FSB,但最高功耗只有40W,是正常型號的一半,並完全支持援Intel EM64T、Intel Execute Disable Bit、Intel Virtualization Technology功能及Demand-Based Switching功能。與此51XX系列配合的芯片組為INTEL 5000X,5000P,5000Z,5000V。
至強性能
這款處理器以其強大的性能,超低的發熱量,讓INTEL芯片巨頭的位置更加穩定
英特爾 至強 處理器 7000 系列
跨時代的增加了三個6核心處理器:X7460、L7455、E7450
X7460 9 MB 16 MB 2.66 GHz 1066 MHz 多路 130 瓦 6
L7455 9 MB 12 MB 2.13 GHz 1066 MHz 多路 65 瓦 6
E7450 9 MB 12 MB 2.40 GHz 1066 MHz 多路 90 瓦 6
至強Xeon系列
四位數字體號的第一個數字代表最大的處理器數目,有單路、雙路、四路和八路。第二個數字代表CPU插座類型,共有四種規格,第一代產品1、2、4、6、8分別代表BGA 1284、LGA 1155、LGA 1356、LGA 2011和LGA 1567。
至強Xeon E3
Xeon E3是針對工作站和入門級服務器的單路處理器系列,有E3-1100和E3-1200兩個子系列,除E3-1220L為雙核心以外均為四核心,但有四線程和八線程型號。Xeon E3的更新速度最快,每年跟隨消費級的Core i7一同更新,插座也跟消費級產品相同,採用LGA 1155和LGA 1150,第一/二/三代產品的型號為E3-1200/E3-1200v2/E3-1200v3。其中性價比極高的有E3 1231 v3和E3 1230 v3。
至強Xeon E5
Xeon E5是針對高端工作站及服務器的處理器系列,此係列每年更新,不過架構落後Xeon E3一代。2013年第3季,Xeon E5更新到Ivy Bridge微架構。與此同時,Xeon E3更新到Haswell微架構。
Xeon E5共有五個子系列,入門的單路處理器系列E5-1400,高端的單路處理器系列E5-1600,入門級雙路處理器系列E5-2400,主流級雙路、四路處理器系列E5-2600及E5-4600,前兩者採用LGA 1356,後兩者採用LGA 2011。
至強Xeon E7
第一代Xeon E7於2011年第2季推出,提供三個子系列,頂級的八路、四路及雙路處理器系列E7-8800、E7-4800及E7-2800,分別最大支持4TB、2TB及1TB存儲器。全線代號均為Westmere-EX,支持四通道存儲器技術,採用LGA 1567,亦是採用此插座的系列。
第二代Xeon E7於2014年第1季推出,代號Ivy Bridge-EX,提供三個子系列E7-8800/4800/2800v2,全部型號支持最大1.5TB存儲器,採用LGA 2011,最多15核心30線程及37.5MBL3。採用八路Xeon E7支持最多12TB存儲器。雖然名稱相同,但此款LGA 2011是Xeon E7專用,並不兼容Xeon E5或Core i7。
至強Xeon Phi
Xeon Phi是運算加速卡的品牌,採用MIC架構(Many Integrated Core),最多61個核心,利用硬件型超線程讓每個核心擁有4個線程,總共244個線程,但此超線程無法關閉。Xeon Phi用作高效運算(HPC)加速,主要用於超級電腦及HPC服務器。Xeon Phi的出現是為了抗衡GPGPU(通用GPU)在HPC領域的普及,美國橡樹嶺國家實驗室的超級電腦泰坦(2012年11月–2013年6月全球最快的超級電腦)的主要運算能力並不是來自CPU,而是來自NVIDIA TeslaGPGPU。
第一批Xeon Phi代號均為Knights Corner,不計算定製化產品,共有六款型號,3100/5100/7100各有兩款型號,分別有57/60/61個核心及6GB/8GB/16GB記億體。兩款型號的分別在於散熱器的不同,包括主動式、被動式和沒有散熱器,主動式(A)指有風扇,被動式(P)則只有一塊很大的散熱片,沒有散熱器(X)需要配合水冷使用。
至強型號分類
基於Sandy Bridge新架構的Xeon E3-1200系列處理器大致可以分為三大部分;
一 是五款沒有GPU圖形核心的E3-12x0系列,此前已經上市
Xeon E3-1270:四核心,八線程,主頻3.4GHz,動態加速最高3.8GHz,三級緩存8MB,官方標價328美元。
Xeon E3-1240:四核心,八線程,主頻3.3GHz,動態加速最高3.7GHz,三級緩存8MB,官方標價250美元。
Xeon E3-1230:四核心,八線程,主頻3.2GHz,動態加速最高3.6GHz,三級緩存8MB,官方標價215美元。
Xeon E3-1280熱設計功耗95W,其他四款熱設計功耗80W。
二 是四款同樣帶有GPU的E3-12x5系列,也就是2015年的主角
Xeon E3-12x5系列更接近桌面上的Sandy Bridge Core i7/i5/i3,只不過規格更加強大,功能特性也更齊全:32nm工藝製造,LGA1155封裝接口,Tcase温度72.6℃,熱設計功耗95W;雙通道DDR3-1333/1066內存,最大容量32GB,最高帶寬21GB/s,並支持ECC錯誤校驗;整合圖形核心HD Graphics P3000,動態頻率850-1300MHz,支持Quick Sync視頻轉碼、InTRU 3D立體、FDI彈性顯示輸出、Clear Video HD高清視頻解碼、雙屏輸出等等;SSE4.1/4.2、AVX指令集,Hyper-Threading超線程技術(E3-1225例外),Turbo Boost 2.0動態加速技術,VT-x、VT-d虛擬化技術,TXT可信賴執行技術,DBS按需切換技術,TMT温控技術,EDB防毒技術,快速內存訪問與彈性內存訪問技術。
Xeon E3-1245:四核心,八線程,主頻3.3GHz,動態加速最高3.7GHz,三級緩存8MB,官方標價262美元。
Xeon E3-1235:四核心,八線程,主頻3.2GHz,動態加速最高3.6GHz,三級緩存8MB,官方標價240美元。
Xeon E3-1225:四核心,四線程,主頻3.1GHz,動態加速最高3.4GHz,三級緩存8MB,官方標價194美元。
三 是兩款特殊的低功耗節能版本,尚未看到身影
兩顆尚未露面的低功耗版分別是Xeon E3-1260L,四核心八線程,主頻2.4GHz,動態加速最高3.3GHz,三級緩存8MB,集成圖形核心HD Graphics 2000 650-1250MHz,熱設計功耗45W;Xeon E3-1220L,雙核心四線程,主頻2.2GHz,動態加速最高3.4GHz,三級緩存3MB,沒有圖形核心,熱設計功耗20W。
- 參考資料
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- 1. 英特爾宣佈 1 月 10 日正式推出第四代至強可擴展處理器 - IT之家 .其他.2022-12-22
- 2. 英特爾發佈第四代至強可擴展處理器 .彭湃新聞[引用日期2023-01-11]
- 3. 英特爾 Sapphire Rapids Xeon 至強 W3400/2400 官宣 2 月 16 日發佈 - IT之家 .其他.2023-02-06
- 4. Intel五代至強曝光:終於有了64核心!448MB緩存依然被碾壓 .快科技[引用日期2023-11-08]