Caneland

Caneland是Intel於2007年第三季度推出的服務器平台。

Caneland平台中包括的四核Intel 7300處理器（代號Tigerton，主頻為2.93GHz）和7300芯片組（代號Clarksboro）。

Intel副總裁暨服務器產品事業羣總經理Kirk Skaugen指出，這款產品已經在2007年6月份開始對服務器廠商銷售。

Intel Caneland服務器平台在處理器和芯片組之間採用點對點連接，允許處理器編組。Caneland系統可安裝四顆Tigerton處理器，整個系統將擁有16個處理核心。

Intel表示，Xeon 7300比Xeon 7100的效能提高了高近一倍，且平均每瓦效能大約是7100的1倍。7300將推出針對一般機架服務器的80瓦處理器版本，及針對刀片服務器等的50瓦低功耗版處理器，Xeon 7300將採用45nm工藝製程生產。

許多業界觀察人士指出，Caneland平台是專門為解決英特爾公司出現的內存問題而開發的。系統廠商Supermicro公司的營銷主管Tau Leng説，這一平台最直接的優勢就是內存帶寬，因為北橋芯片連接着內存。

由於Caneland平台中用於刀片式服務器的Tigerton 四核處理器TDP僅為50瓦，因此，Caneland平台將加速新一代刀片處理器在OEM廠商中的應用。4個4核Tigerton處理器可以集成到Caneland平台上實現4路4核刀片服務器，再加上高效率的酷睿架構以及着重加強的探聽過濾器，這對於任何高端用户而言都是難以抵擋的性能誘惑。

這並非是英特爾首次推出4核至強處理器。此前，英特爾曾推出基於單路和2路的4核處理器。9月6日推出的Caneland平台包括的Xeon 7300系列處理器則是業界推出的首款面向多路的4核處理器。從Xeon 7300系列開始，英特爾未來的所有服務器處理器都將採用更高能效的酷睿微架構，從而支持更高密度的數據中心部署，

Caneland正式接替Truland。

英特爾產品技術工程師黃菁介紹，Caneland平台不僅實現了微架構遷移，還從平台層面融合了一系列最新的前沿技術，以便能夠應對對數據要求苛刻的企業應用和虛擬環境中的服務器整合。依然採用mPGA604封裝的Xeon 7300系列由兩個原生2核組合封裝而成，採用內部總線傳輸數據並共享二級緩存。據英特爾內部測試，相比Xeon 7100系列，Xeon 7300系列的能效表現提升了125%，同時還進一步控制了能耗：用於刀片服務器的處理器TDP(熱設計功耗)為50瓦，機架式服務器處理器TDP為80瓦，性能優化型處理器的TDP為130瓦。

與上一代平台採用的TwinCastle芯片組相比，Caneland平台採用的Clarksboro北橋芯片的前端總線變化明顯。Clarksboro芯片改為在每顆4核芯片與芯片組之間使用專用的連接通道，提供了4條1066MT/s的前端總線，即系統中的每顆處理器都有獨立的高速總線。這改變了以往雙獨立總線架構要求每兩顆處理器共享芯片組連接，造成帶寬不足的弊端。

Clarksboro芯片組還整合了容量為64MB的探聽過濾器。它可以看作是包含處理器所有數據信息的特別緩衝器。要確保多核處理器緩存的一致性，Caneland平台的單顆2核處理器必須注意另一顆2核處理器的總線情況，探聽過濾器就是要減少處理器總線發生數據堵塞的情況。出現高速緩存未中時，探聽過濾器將攔截探聽，如果讀取請求同一總線上的另一個處理器得到滿足，則取消探聽過濾器訪問；如果沒有得到滿足，訪問結果將確定是否進行下一操作。經內部測試，與以往的使用轉發器相比，探聽過濾器在4路系統上可以提升10%~15%的性能。

配置FB-DIMM內存也非常值得關注，這項新技術能夠同時增強內存吞吐率、帶寬、容量和可靠性。與採用DDR2-400內存的前代E7520芯片組平台相比，FB-DIMM技術能提供4倍的內存容量(64GB)和3倍的最高帶寬(採用1333MHz系統總線，速度為21GB/s)。當安裝8GB DIMM模組時，Caneland平台最高可配置256GB內存。

近幾年網絡迅速發展，語音、視頻、遊戲等網絡應用導致I/O負載壓力急速增大。伴隨着虛擬化應用日益普遍，據統計，20%的服務器都開始採用虛擬化技術。當我們在虛擬機上同時部署多個應用時，勢必會給I/O造成越來越大的壓力。

英特爾在2006年推出Bensley平台時，便推出了I/OAT解決方案。它的出現，就是為了解決I/O負載量過大的問題。從技術實現的角度來看，I/OAT是如何工作，解決與基於TCP/IP的通信相關的系統級瓶頸問題呢？英特爾產品技術工程師鄧立向記者做出瞭如下解釋。

與數據傳輸的路徑相同，I/OAT是從網卡到芯片組、CPU的平台化解決方案。在採用這一技術的網卡部分，可以實現數據到達後的分塊以及頭部的分離與處理，以此來實現數據加速的過程。芯片組則內嵌了一個DMA(直接內存存取)數據加速引擎，數據可以不通過CPU而直接進行數據打包、卸載以及內存提取。DMA引擎幫助芯片組直接承擔起網卡和內存數據交換的重任，這樣就減輕了CPU不必要的負擔，可更快地移動數據。處理器加速，也主要是針對七層協議，如TCP打包、封裝等操作進行的，這部分加速提供了為英特爾架構優化的協議堆棧，以改進數據訪問。以上三者共同構成英特爾的數據加速技術。BIOS和操作系統也已經充分釋放了I/OAT的能力。

在Caneland平台上，I/OAT發展到了第二代—I/OAT2，並將在後續推出的其他平台也裝備。新技術有益於增強數據中心網絡I/O的性能，主要從多端口10GbE、虛擬化、網絡存儲、應用快速響應、附加協議等方面來實現。

I/OA T2在原有基礎上增加了直接DCA(高級緩存訪問)的工作模式，這是一項快速響應、增強性能的新特性。通過網卡傳送進來的數據包如果是小包，DCA將直接把這些包送到緩存當中；如果是大包，DCA無法直接提取，它將協同DMA工作，一起把數據包傳送到高速緩存。DCA的意義在於，數據包儘可能採用最近最快的途徑，進入CPU的高速緩存中被優先訪問，這將極大降低CPU的數據存取延遲。

為了給服務器整合及虛擬化提供高性能I/O，I/OAT2也做出了重大改進，目的就在於破除VMM軟件層軟交換機在數據交換時帶來的瓶頸，減少網絡擁塞和延時。這就是英特爾在新一代網卡中推出的另一項技術VMDq(虛擬機設備排列)。從網絡上傳送過來的數據包是雜亂無章的，沒有VMDq之前，這些包是直接通過網卡到達軟交換機，經分別整理處理後送到虛擬機。這就給給軟交換機造成了非常大的負載壓力。採用了VMDq後，數據包在送達軟交換機之前，已經被依照虛擬機的需求分別排列成不同的組，只需要軟交換機簡單處理後就直接傳送，極大提高了數據傳輸的效率。

英特爾是虛擬化堅定的推動者。通過這項技術，用户的IT環境可以被改造成更強大、更具彈性的架構。

數年前，x86平台還沒有硬件支持虛擬化，甚至連指令集都不是為虛擬化而設計，這時主要靠純軟件來實現虛擬化。這就遇到了一些難題，比如CPU的優先級問題、設備管理問題等等。軟件廠商當時只能通過代碼轉換等技術手段去繞開這些麻煩，無形中降低了虛擬化的運行性能。直到英特爾推出虛擬化技術，將虛擬環境中的複雜軟件操作融入到硬件層面。

英特爾產品工程師南波向記者展示了英特爾虛擬化技術的發展路線圖。從軟件層面進行虛擬化部署之後，英特爾首先在處理器層面支持虛擬化(至強VT-x和安騰VT-i)，並逐漸擴展到其他設備，虛擬化也就從純軟件逐漸深入到處理器級，再到平台級乃至I/O級。對於關注I/O性能的企業級應用而言，完成了處理器虛擬化和I/O虛擬化，整個平台的虛擬化過程就基本完成了。

這裏最值得注意的是將在Caneland平台I/O級上運用到的核心技術VT-d。這是一種基於北橋芯片的硬件輔助虛擬化技術，通過在北橋中內置提供DMA虛擬化和IRQ虛擬化硬件，實現了新型的I/O虛擬化方式。

=I/O虛擬化的關鍵在於解決I/O設備與虛擬機數據交換的問題，而這部分主要相關的是DMA及IRQ中斷請求。成功的I/O虛擬化需要解決好這兩方面的隔離、保護及性能問題。I/O虛擬化需要正確分離這些I/O設備產生的中斷請求，並送到不同的虛擬機上。傳統設備的通過DMA寫請求直接發送出去的MSI(消息中斷)，需要在請求內嵌入目標內存地址，完全訪問所有的內存地址並不能實現中斷隔離。VT-d通過重新定義MSI格式解決了這個問題。新的MSI形式不變，但用消息ID取代了目標內存地址，通過維護表結構，硬件可以通過不同的消息ID辨認不同的虛擬機區域。

VT-d最終體現到虛擬化模型上，就是新增了虛擬機直接分配物理I/O設備給虛擬機以及I/O設備共享兩種設備虛擬化方式，以此來代替傳統的設備模擬/額外設備接口方式，從而提升了虛擬化的I/O性能。