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P7300的平衡系統的基礎,Intel 7300芯片組解析

代號為Clarksboro的Intel 7300系列芯片組相對於上壹代Intel E8500/8501芯片組有了很多方面的改變,這包括處理器總線、內存控制器、PCI-E總線。另外,還對於英特爾平臺技術VT-x、I/OAT2、TPM 1.2、DSB、EM64T也提供了支持。

Intel 5000系列芯片組包括P/V/X三種,Intel 7300芯片組很可能只有壹款,畢竟需要這個級別服務器的用戶對於性能和功能都有很高的要求,對於芯片組的任何簡化都會導致系統的不平衡。

Intel 7300芯片組有4條1066MT/s專用高速互聯前端總線(DHSI,Dedicated High-Speed Interconnects),每顆Xeon 7200/7300處理器獨享壹條帶寬為8.5GB/s的DHSI,總體帶寬為34GB/s。之前的Truland平臺的E8500/8501芯片組則只有兩條667或800MT/s的FSB,總帶寬不過12.8GB/s。同時我們還註意到,Truland平臺每條FSB要供4個核心使用,而Caneland平臺的每條FSB也要供4個核心使用,進壹步提升FSB的工作頻率還是非常有必要的。

在Intel 7300芯片組MCH中集成了64MB Snoop Filter(探聽過濾器),這並不是第壹次出現在Intel服務器芯片組中,但是英特爾在多種場合提及Caneland平臺時總是會著重強調壹下。探聽過濾器是位於MCH中的高速緩存標記功能模塊,它用於追蹤高速緩存中的高速緩存線的標簽和狀態,過濾不必要的遠程總線的探聽,從而提升了FSB的實際效率,所有的I/O密集型應用都會從這個功能中自動獲益,而無需改變源代碼或者重新編譯。

Caneland平臺終於也引入了FB-DIMM(全緩沖內存)內存技術,Intel 7300芯片組MCH內集成了4通道內存控制器(如上圖所示,Channel 0-3,每兩個Channel組成壹個Branch)。每個通道支持壹個Riser,每個Riser最多可安裝8條FB-DIMM內存,如果使用8GB FB-DIMM(2Gbit x 4,stacked DRAM芯片),那麽最高可提供256GB的系統內存,比Truland平臺(最大可支持128GB內存容量)整整提升了壹倍。

每個FBD通道包括24 lane數據總線(14北向——讀取、10條南向——寫入),也就是每時鐘北向數據幀長度為144bits(16字節數據和2字節ECC)。如果使用FB-DIMM DDR2-533/667內存,那麽每通道讀取帶寬為4.3GB/s或者5.3GB/s,4通道則為17.2GB/s或者21.2GB/s。寫入帶寬為讀取帶寬的壹半,因此每通道為2.1GB/s或者2.7GB/s,4通道為8.4GB/s或者10.8GB/s。理論上,Intel 7300芯片組的內存帶寬可達到32GB/s,基本同前端總線帶寬持平。

32GB/s是壹個理論上的數字,用戶實際使用時所使用的內存條數量、內存容量、總線利用率、各個子系統的延遲都會最終影響內存子系統的帶寬。

提到FB-DIMM內存,我們不得不再提及其功耗和發熱量。單條FB-DIMM內存的功耗在10-12瓦之間,遠遠高於DDR2內存的2-3瓦。可以推算出壹個配置了32條FB-DIMM內存的系統中,僅僅內存功耗就在300瓦以上。據悉,英特爾正在積極的改進FB-DIMM內存發熱量過大的缺點,但目前並沒有壹個可以看到的時間表。

為此,FB-DIMM內存的AMB(Advanced Memory Buffer)芯片中內置了溫度傳感器可實現內存節流(DIMM throttling)功能。也就是當FB-DIMM內存的穩定達到正常溫度上限時,內存節流功能會通過降低FB-DIMM帶寬的方式來降低工作負載,從而冷卻下來。

Intel 7300芯片組MCH支持內存ECC、增強型內存ECC、內存備件、內存鏡像、內存CRC和對稱訪問所有CPU功能,確保了系統的可靠性。

Intel 7300芯片組還進壹步強化了I/O接口部分。它提供了28lane PCIe 1.0總線,主板廠商可根據情況靈活的組合。比如我們所測試的浪潮520D-2四路服務器的主板上有2個PCIe x8接口,3個PCIe x4接口(其中的1個PCIe x4接口協同ESI接口同ESB2E南橋芯片通訊,另外壹個用於板載雙端口千兆網卡,第三個則設計為擴展卡口)。每個PCIe x8接口又可以通過PCIe擴展卡支持更多的PCIe設備。ESB2E南橋芯片除了提供壹個PCIe x4接口同MCH通訊之外,還能額外提供壹個PCIe x4接口——壹般這個接口會用於板載SAS控制器。

ESB2E也具有很高的I/O擴展能力。它提供了Kumeran接口,用於連接符合改接口標準的千兆網卡控制器芯片。TPM芯片則通過LPC總線同其通訊。ESB2E提供了6個SATA接口、6個USB 2.0端口。顯示芯片則通過PCI 32bit/33MHz總線同其通訊。

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