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毫無懸念的，至強(qiáng)E5 v3來了。按照英特爾所奉行的摩爾定律，英特爾在2012年的3月推出了至強(qiáng)E5，在2013年的9月推出了至強(qiáng)E5 v2，也理所應(yīng)當(dāng)在18個(gè)月后才推出新品。而這次至強(qiáng)E5 v3的出現(xiàn)僅僅過去了一年的時(shí)間，在許多人的心目中這一代產(chǎn)品來得似乎有些“積極”。而根據(jù)Tick-Tock戰(zhàn)略，至強(qiáng)E5 v3屬于Tock產(chǎn)品（改變微架構(gòu)），從原有的IvyBridge-EP升級(jí)到Haswell-EP，保持22nm制程不變。
▲從左至右分辨是至強(qiáng)E5、至強(qiáng)E5 v2和至強(qiáng)E5 v3
▲從左至右分辨是至強(qiáng)E5、至強(qiáng)E5 v2和至強(qiáng)E5 v3
從至強(qiáng)E5到至強(qiáng)E5 v3，英特爾在外觀上并沒有進(jìn)行太多的改進(jìn)，都采用的是LGA2011接口。不過因?yàn)槠脚_(tái)的原因至強(qiáng)E5 v3只能應(yīng)用在最新的C610芯片組中，這一點(diǎn)我們后面會(huì)有介紹。而從背面來看，可以看到幾款處理器在核心設(shè)計(jì)上的不同，給人的直觀感覺就是電容越來越少了。
▲指令集方面的提升
除了外觀及硬件的變化，在軟件方面至強(qiáng)E5 v3也有了很大的改進(jìn)，比如在指令集方面增加了對(duì)于AVX2.0的支持。自從至強(qiáng)E5增加對(duì)于AVX的支持以來，至強(qiáng)系列處理器就從原本的128位指令集提升到了256位，這在強(qiáng)調(diào)并行化和多核心協(xié)作的今天顯得尤為重要。
一脈相承的處理器微架構(gòu)
按照慣例，在介紹處理器之前，我們首先要介紹它的架構(gòu)。特別是對(duì)于這一代的至強(qiáng)E5 v3來說，它是微架構(gòu)更新的產(chǎn)品，但同樣采用的是E5系列招牌化的環(huán)形總線。
▲至強(qiáng)E5 v3架構(gòu)示意圖
從上面的示意圖來看，這次至強(qiáng)E5 v3的更新主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
▲至強(qiáng)E5 v3與至強(qiáng)E5 v2特性對(duì)比
1、18個(gè)處理器核心——新一代的至強(qiáng)E5 v3具備了18個(gè)物理處理器核心，相比上一代的至強(qiáng)E5 v2來說核心數(shù)量提升了50%，從12個(gè)到18個(gè)。與此同時(shí)帶來的是三級(jí)緩存的容量也有了響應(yīng)的變化，從原來的30MB提升到了45MB。
2、支持四通道DDR4內(nèi)存——在原本的至強(qiáng)E5系列處理器中，支持的都是DDR3內(nèi)存，而在這一代至強(qiáng)E5 v3中內(nèi)存升級(jí)到了DDR4，最高頻率支持到2133MHz。不過與至強(qiáng)E5 v2的情況一樣，這個(gè)頻率并非是固定的，而是與內(nèi)存通道中的內(nèi)存數(shù)量有關(guān)，這一點(diǎn)我們后面將有具體的分析。
3、QPI通道帶寬略有提升——從至強(qiáng)E5開始，英特爾引入了QPI通道的概念，代替了原來的前端總線。而從至強(qiáng)E5 v2開始，英特爾將QPI通道數(shù)量從1條增加到了2條。這次，對(duì)于至強(qiáng)E5 v3，英特爾在保持2條QPI通道的基礎(chǔ)上，將通道的帶寬從原來的8.0GT/s提升到了9.6GT/s，提升率達(dá)到了20%。
4、TDP功耗與指令集更新——指令集升級(jí)到了AVX2.0，并支持16DP。而在功耗方面，至強(qiáng)E5 v3的TDP功耗分別提升到了145W（服務(wù)器）和160W（工作站），相比至強(qiáng)E5 v2所具備的135W（服務(wù)器）和150W（工作站）略有提升，如果考慮到核心數(shù)量的增加，這些功耗的只能更加也不足奇。
5、全新的核心功耗管理——這是至強(qiáng)E5 v3非常重要的一個(gè)項(xiàng)目，也是功耗控制的關(guān)鍵。在原本的至強(qiáng)E5處理器中，只有對(duì)于處理器整體核心的管控功能；而在至強(qiáng)E5 v3開始，軟件可以針對(duì)處理器的每一個(gè)物理核心單獨(dú)進(jìn)行管理，甚至在睿頻的情況下也可以針對(duì)不同的物理核心制定不同的頻率，我們覺得這一點(diǎn)對(duì)于云計(jì)算的應(yīng)用或許有幫助。
至強(qiáng)E5 v3關(guān)鍵革新內(nèi)容解讀
▲環(huán)形總線演進(jìn)示意圖
▲至強(qiáng)E5 v3的環(huán)形總線模式
在至強(qiáng)E5 v3中，新增了一個(gè)名為Buffered Switch的內(nèi)容，中文譯為緩沖交換區(qū)。我們可以看到，在至強(qiáng)E5 v2中，對(duì)于12核心的處理器采用了3條環(huán)形總線進(jìn)行互聯(lián)，而對(duì)于至強(qiáng)E5 v3的18個(gè)核心來說，難以通過使用更多的總線數(shù)量還實(shí)現(xiàn)。所以英特爾在這里設(shè)置了2個(gè)緩沖交換區(qū)，用于連接10個(gè)核心以上的處理器（10核心以下處理器不受影響）。
▲全新的電源管理技術(shù)
▲不同核心的睿頻示意圖
正如我們之前所提到的那樣，全新的處理器供電方式帶來的是不同核心的主頻可以自由調(diào)節(jié)。上面兩張圖表現(xiàn)的就是這種不同的應(yīng)用情況，即便是對(duì)于服務(wù)器內(nèi)的同一款處理器來說，不同核心之間也可以實(shí)現(xiàn)頻率的不同，對(duì)于不同負(fù)載來說這樣的方式顯然更能夠優(yōu)化功耗。
我們大膽的設(shè)想了一下這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景——在未來強(qiáng)調(diào)云計(jì)算應(yīng)用的情況下，服務(wù)器中不同處理器的負(fù)載可以讓那些占用處理器更多的應(yīng)用達(dá)到更快的運(yùn)行速度，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)更快的處理效果。如果云服務(wù)的收費(fèi)模式依然按照核心數(shù)量作為考量的話，這項(xiàng)技術(shù)無疑讓用戶更為受益。
▲至強(qiáng)E5 v3支持DDR4內(nèi)存
▲不同內(nèi)存數(shù)量導(dǎo)致的不同的內(nèi)存運(yùn)行頻率
在全新的至強(qiáng)E5 v3平臺(tái)中，支持高達(dá)2133MHz的內(nèi)存頻率，但是剛剛我們介紹過這一頻率并非是固定的。來自英特爾的資料顯示，對(duì)于同一條內(nèi)存通道來說，插的內(nèi)存數(shù)量越多，占據(jù)的內(nèi)存插槽數(shù)量越多，內(nèi)存的頻率越低。通過對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，在同一通道內(nèi)，使用1條內(nèi)存插槽的情況下，內(nèi)存頻率可以達(dá)到2133MHz的峰值。但是如果使用2條內(nèi)存插槽，對(duì)于低電壓版的內(nèi)存并沒有影響，但是普通的DDR4內(nèi)存將下降到1866MHz。當(dāng)使用3條內(nèi)存插槽的時(shí)候，無論是普通版內(nèi)存還是低電壓版內(nèi)存，都只能運(yùn)行在1600MHz。
英特爾評(píng)測(cè)樣機(jī)介紹
以上我們只是講解了一下至強(qiáng)E5 v3最重要的特性，相信大家已經(jīng)迫不及待要看看我們的新機(jī)器了。本次我們收到的送測(cè)樣品來自英特爾，送測(cè)的處理器型號(hào)為頂級(jí)的至強(qiáng)E5-2699 v3，并且服務(wù)器搭配了英特爾最新的DC P3700和DC S3500固態(tài)盤。
▲送測(cè)的至強(qiáng)E5 v3平臺(tái)前后面
▲英特爾DC S3500固態(tài)盤
▲服務(wù)器內(nèi)部一覽
▲至強(qiáng)E5-2699 v3處理器，這是服務(wù)器處理器的最高型號(hào)
▲來自三星的DDR4內(nèi)存，單條容量為16GB
▲時(shí)代變化快，現(xiàn)在連英特爾的白牌機(jī)都可以使用這種熱插拔的風(fēng)扇組了
▲板載USB3.0接口，USB3.0最終攻陷了服務(wù)器這一最后的處女地
▲板載的2個(gè)萬兆網(wǎng)卡
▲服務(wù)器標(biāo)配的80Plus鉑金版電源，功耗為1100W
▲送測(cè)服務(wù)器提供的英特爾DC P3700固態(tài)盤
從配置來看，這款服務(wù)器的配置相當(dāng)不錯(cuò)，并且前所未有的將最新發(fā)布的DC P3700置入其中，使其具備了更強(qiáng)大的I/O處理能力。處于對(duì)比的考慮，我們?cè)谙旅娴臏y(cè)試中還將以上一代的至強(qiáng)E5 v2作為對(duì)比，對(duì)比平臺(tái)的處理器則是上一代最強(qiáng)大的E5-2697 v2。
至強(qiáng)E5 v3處理器軟件識(shí)別信息
我們使用了最新的CPU-z，但是依然不能識(shí)別出芯片組的具體型號(hào)。這里我們看到，處理器被識(shí)別為Haswell-EP，與之前的至強(qiáng)E5系列相同，它還有Haswell-EN的代號(hào)，但這并非在我們本文提及的范圍之內(nèi)。
評(píng)測(cè)項(xiàng)目介紹與結(jié)果分析（一）
CineBench是基于Cinem4D工業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件引擎的測(cè)試軟件，用來測(cè)試對(duì)象在進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí)的性能，它可以同時(shí)測(cè)試處理器子系統(tǒng)、內(nèi)存子系統(tǒng)以及顯示子系統(tǒng)，我們的平臺(tái)偏向于服務(wù)器多一些，因此就只有前兩個(gè)的成績(jī)具有意義。和大多數(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)軟件一樣，CineBench可以完善地支持多核/多處理器，它的顯示子系統(tǒng)測(cè)試基于OpenGL。
▲至強(qiáng)E5 v2與v3對(duì)比成績(jī)
多核心帶來性能提升不僅僅在于核心數(shù)量上，從CineBench的測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)即便是單核心性能E5 v3也有了不小的提升。甚至如果考慮到主頻的差異，E5-2697 v2的主頻高達(dá)2.7GHz，而E5-2699 v3的主頻只有2.3GHz�？紤]到這些因素，我們認(rèn)為至強(qiáng)E5 v3的性能提升甚至要超過數(shù)據(jù)上顯示的30%以上。
評(píng)測(cè)項(xiàng)目介紹與結(jié)果分析（二）
AIDA64是一款測(cè)試軟硬件系統(tǒng)信息的工具，它可以詳細(xì)的顯示出PC的每一個(gè)方面的信息。AIDA64不僅提供了諸如協(xié)助超頻，硬件偵錯(cuò)，壓力測(cè)試和傳感器監(jiān)測(cè)等多種功能，而且還可以對(duì)處理器，系統(tǒng)內(nèi)存和磁盤驅(qū)動(dòng)器的性能進(jìn)行全面評(píng)估。
▲至強(qiáng)E5 v2與v3對(duì)比成績(jī)
在至強(qiáng)E5 v3中，使用了全新的DDR4內(nèi)存，它所帶來的提升是巨大的，甚至可以說是革命性的。如果說單單從頻率的表現(xiàn)上看不出差異性的話，實(shí)際的測(cè)試才能說明這個(gè)問題。我們看到，在對(duì)比中，全新的至強(qiáng)E5 v3平臺(tái)在內(nèi)存讀寫和復(fù)制方面相比上一代均達(dá)到了2倍以上的性能提升，而內(nèi)存延遲的下降只有5%不到，甚至可以忽略不計(jì)。
另一方面，在緩存相關(guān)的測(cè)試項(xiàng)目中，L1緩存方面至強(qiáng)E5 v3的性能提升高達(dá)3倍，L2緩存與L3緩存的提升也在20%-50%不等。從這個(gè)角度來說，同樣在四通道的情況下，全新的DDR4內(nèi)存帶來了更快的傳輸速率，在強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的今天可謂是如虎添翼。
評(píng)測(cè)項(xiàng)目介紹與結(jié)果分析（三）
NetBench 7.03 Ent_dm.tst測(cè)試腳本模擬的是企業(yè)級(jí)文件服務(wù)器應(yīng)用，它不但要求被測(cè)服務(wù)器的磁盤子系統(tǒng)可以提供足夠的吞吐量，還需要其具有較高的IO處理能力，并且需要較為平衡的讀取能力和寫入能力。
▲至強(qiáng)E5 v2與v3對(duì)比成績(jī)
對(duì)于NetBench這個(gè)測(cè)試來說，我們認(rèn)為它很大程度上取決于被測(cè)服務(wù)器的I/O系統(tǒng)，與處理器的關(guān)系不大。但是在這次測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)，雖然使用的都是DC S3500固態(tài)盤，但至強(qiáng)E5 v3相比上一代的產(chǎn)品依然高了大約8%的成績(jī)，這說明至強(qiáng)E5 v3對(duì)于文件存儲(chǔ)系統(tǒng)也非常適合。
不謀全局者，不足謀一域
看過上面我們對(duì)于至強(qiáng)E5 v3的介紹和評(píng)測(cè)，如果你認(rèn)為英特爾還在摩爾定律下堅(jiān)定不移的推行它的處理器，那恐怕并不全面。沒錯(cuò)，英特爾依然按照Tick-Tock戰(zhàn)略推出更快更好的產(chǎn)品，但在另一方面，英特爾早已開始布局數(shù)據(jù)中心的整個(gè)領(lǐng)域。
在2013年7月，英特爾就在美國(guó)舊金山舉行了主題問“重塑數(shù)據(jù)中心”的大會(huì)。會(huì)上英特爾公司高級(jí)副總裁兼數(shù)據(jù)中心及互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部總經(jīng)理柏安娜女士曾明確表示：“數(shù)據(jù)中心正在進(jìn)入一個(gè)快速交付服務(wù)的新時(shí)代，橫貫網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和服務(wù)器等各個(gè)領(lǐng)域……我們需要采用新的方法來提供其所需的規(guī)模和效率，我們將通過今天公布的短期及長(zhǎng)期的行動(dòng)，來推動(dòng)這一轉(zhuǎn)變。”即便在這次至強(qiáng)E5 v3發(fā)布之時(shí)，英特爾也特別強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的重要性。不僅僅是處理器，包括網(wǎng)絡(luò)、固態(tài)盤和軟件應(yīng)用也是英特爾的發(fā)力方向，最終的結(jié)果是提供數(shù)據(jù)中心完善的解決方案。
▲英特爾發(fā)力數(shù)據(jù)中心解決方案
自涉及存儲(chǔ)領(lǐng)域開始，英特爾一直在推出自己的SSD產(chǎn)品，這種產(chǎn)品被英特爾稱為“固態(tài)盤”，以區(qū)別于固態(tài)硬盤的稱呼。事實(shí)上，除了在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域之外，英特爾最近幾年正在不遺余力的推廣面向企業(yè)級(jí)應(yīng)用的固態(tài)盤，以最初的SSD710和910為雛形，英特爾很快推出了企業(yè)級(jí)DC系列固態(tài)盤，其代表產(chǎn)品也是我們本次評(píng)測(cè)中涉及到的DC S3500和DC P3700。
▲英特爾固態(tài)盤應(yīng)用案例
從市場(chǎng)方面來說，除了最新推出的產(chǎn)品外，DC S3500在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了諸多應(yīng)用案例，特別是在熱門的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，以阿里巴巴、百度、騰訊為代表的BAT企業(yè)和盛大、優(yōu)酷、奇虎360等許多我們耳熟能詳?shù)钠髽I(yè)都在使用英特爾的固態(tài)盤，大大加速的企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展速度。
而除了存儲(chǔ)領(lǐng)域之外，連英特爾一向很少提及的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存也成為了重塑數(shù)據(jù)中心的重要領(lǐng)域。除了本次測(cè)試使用的萬兆網(wǎng)卡之外，英特爾在以太網(wǎng)和Infiniband網(wǎng)絡(luò)方面都有很多建樹，未來我們也將看到越來越多的英特爾網(wǎng)絡(luò)解決方案。
