绝地反击 AMD原生四核Barcelona性能实测

简介：

　　记得在今年三月份的 CeBIT大会上时，我们表示2.6G的AMD四核心处理器的性能将会超过intel公司最好的 Xeon处理器42%以上。在当时我们根据介绍得到AMD公司的这款最新的产品将会内置有463百万个电子管，其核心频率至少将可以达到2.2G，甚至会达到 2.8GHz。而该款处理器的推出计划将会被定在2007年年中，因此intel公司性能最高的至强处理器将会迎来强劲的竞争对手。在今年的春季，AMD公司第三代Opteron处理器的一切看起来都是那么的美好。

　　随着时间不断的流逝，我们接连送走了6月和7月，但是我们依然没有看到Barcelona身影，而且越来越多的报道指出AMD公司新一代四核心处理器的核心频率将只能够达到2G，而在也让AMD公司的未来开始渐渐变得模糊起来。随着intel公司热情得对外展示新一代 45nm Xeon处理器之后，AMD所面临的情况就更糟糕了。根据介绍intel公司正计划在11月11号的时候推出这款 45nm Xeon处理器，新款Xeon处理器的核心频率最高将可以达到3.16GHz。

Barcelona姗姗来迟

　　不过令人欣赏的是在周一，AMD公司终于推出第三代 Opteron处理器。不过该处理器当前的核心频率只有2GHz。当然也有让我们惊喜的地方，因为我们手上拿到的是一块核心频率为2.5GHz的样品，不过你也不用眼红，因为该处理器也将会于四季度上市。在拿到这款处理器之后，也终于让我们能够有机会进行一次两家公司在服务器处理器的高端竞争。

　　由于时间有限，因此这一次的评测只能够对该处理器的性能进行大概的了解，因此也可以算作是一次性能预览。

 

AMD新一代四核心处理器：

　　在正式开始性能测试之前，我们先介绍一下新处理器的产品布局以及价格情况。AMD这一次将会同时推出 4/8-way (4S)和 2-way (2S)四核心Opteron处理器，核心频率从1.7GHz 到 2GHz。首先我们先了解一下4S系列产品

　　这一次在功耗上AMD并没有使用TDP，而是使用了新名词“ACP”(Average CPU Power：平均CPU功耗)。不过AMD公司同时也表示这个标称与intel公司的TDP差不多：当处理器在进行处理时的平均功耗。一款TDP为95W的处理器其ACP为75W，而TDP为68W的话，那么其ACP就为55W。按照AMD公司的说法我们应该使用ACP的数值与INTEL的TDP进行对比。

　　下面我们就新款 Opteron处理器与intel处理器在价格及功耗上进行一下对比：

Intel 4S 处理器
Core架构
	四核/ 双核	核心频率	代号	L2	L3	FSB	内存带宽	TDP	价格（美元）
Xeon MP X7350	四核	2.93GHz	Tigerton	2 x 4MB	-	266 MHz Quad	8.5GB/s	130W	2301
Xeon MP E7340	四核	2.4GHz	Tigerton	2 x 4MB	-	266 MHz Quad	8.5GB/s	80W	1980
Xeon MP E7330	四核	2.4GHz	Tigerton	2 x 3MB	-	266 MHz Quad	8.5GB/s	80W	1391
Xeon MP E7320	四核	2.13GHz	Tigerton	2 x 2MB	-	266 MHz Quad	8.5GB/s	80W	1,177
Xeon MP E7310	四核	1.6GHz	Tigerton	2 x 2MB	-	266 MHz Quad	8.5GB/s	80W	$856
Xeon MP L7345	四核	1.86GHz	Tigerton	2 x 4MB	-	266 MHz Quad	8.5GB/s	50W	$2301
NetBurst 架构
Xeon MP 7140M	双核	3.4GHz	Tulsa	2x 1MB	16MB	200 MHz Quad	6.4GB/s	150W	1980
Xeon MP 7130M	双核	3.2GHz	Tulsa	2x 1MB	8MB	200 MHz Quad	6.4GB/s	150W	$1391
Xeon MP 7120M	双核	3GHz	Tulsa	2x 1MB	4MB	200 MHz Quad	6.4GB/s	95W	$1117
AMD 4S 处理器
Barcelona架构
	四核/ 双核	核心频率	代号	L2	L3	HT	内存带宽	TDP	价格（美元）
Opteron 8350	四核	2GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	1019
Opteron 8347	四核	1.9GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	768
Opteron 8347 HE	四核	1.9GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	873
Opteron 8346 HE	四核	1.8GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	698
K8 架构
Opteron 8224 SE	双核	3.2GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	119W	2149
Opteron 8222	双核	3GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	1514
Opteron 8220	双核	2.8GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	1165
Opteron 8218	双核	2.6GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	873
Opteron 8218 HE	双核	2.6GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	1019

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　　首先，我们可以看到较老的 Tulsa Xeon处理器的价格依然很贵，同时我们还必须提出的是该系列处理器的性能也只能达到 Tigerton的一半。也就是差不多相当于Opteron 82xx系列处理器。不过这些处理器的核心频率都很高，但是却无法带来合理的性能提升不过在单线程应用程序的性能表现倒会非常出色，不过现在相信很少会有用户去购买4S服务器去运行单线程程序。因此我们非常有兴趣了解AMD公司是否会率先调低这一类处理器的价格。

　　接下来再看一下Barcelona，该处理器同样也会面对来自Tigerton的竞争。不过看起来AMD的产品也许会更容易占领高端刀片服务器市场，这主要是因为AMD这块产品的价格将只有770-900美元，并且其TDP最高也只有68W，而在另一方面INTEL公司的4S低功耗四核心处理器的价格还没有低于2300美元的。在我们进行的第一个测试中，1.9G的 Barcelona性能超过了 1.86GHz的Tigerton，当然在这个方面我们还需要进行更多的测试来验证。但是有一点是可以肯定的，那就是intel公司的4S产品在价格上首先就被踢出局了。当然了，在刀片服务器市场，价格并不是唯一的决定因素。

　　根据AMD的计划， 2GHz 8350主要针对的是2.13GHz的Tigerton，相信这将会让AMD公司收获更多的领土。目前AMD在美国4S服务器的市场份额已经超过了56%。因此总的来说AMD公的价格策略将会让其在4S市场上拥有极强的

 

2-Way市场介绍：

　　虽然4S服务器市场利润是最丰厚的，但是75%-80%的服务器市场都是2S产品的天下，下面就是AMD在2S服务器产品上价格情况：

Intel 2S 处理器
四核心处理器
	四核/ 双核	核心频率	代号	L2	L3	HT	内存带宽	TDP	价格（美元）
Xeon X5365	Quad	3GHz	Clovertown	2x 4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	120W	1172
Xeon E5355	Quad	2.66GHz	Clovertown	2x 4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	120W	744
Xeon E5345	Quad	2.33GHz	Clovertown	2x 4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	80W	455
Xeon E5335	Quad	2GHz	Clovertown	2x 4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	80W	316
Xeon E5320	Quad	1.86GHz	Clovertown	2x 4MB	-	266 MHz Quad	17GB/s	80W	256
Xeon L5335	Quad	2GHz	Clovertown	2x 4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	50W	380
Xeon L5320	Quad	1.86GHz	Clovertown	2x 4MB	-	266 MHz Quad	17GB/s	50W	320
双核心处理器
Xeon DP 5160	Dual	3GHz	Woodcrest	4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	80W	851
Xeon DP 5150	Dual	2.66GHz	Woodcrest	4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	65W	690
Xeon DP 5148	Dual	2.33GHz	Woodcrest	4MB	-	333 MHz Quad	21GB/s	40W	519
AMD 2S 处理器
四核心处理器
	四核/ 双核	核心频率	代号	L2	L3	HT	内存带宽	TDP	价格（美元）
Opteron 2350	Quad	2GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	389
Opteron 2347	Quad	1.9GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	316
Opteron 2347 HE	Quad	1.9GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	377
Opteron 2346 HE	Quad	1.8GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	255
Opteron 2344 HE	Quad	1.7GHz	Barcelona	4x 0.5MB	2MB	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	209
双核心处理器
Opteron 2224 SE	Dual	3.2GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	119W	873
Opteron 2222	Dual	3GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	698
Opteron 2220	Dual	2.8GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	523
Opteron 2218	Dual	2.6GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	95W	377
Opteron 2218 HE	Dual	2.6GHz	Santa Rosa	2x 1MB	-	1000 MHz DDR	10.6GB/s	68W	450

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　　可以看到AMD将会通过核心频率为2GHz的2350与2.13 和 2.33GHz频率的四核心Xeon进行竞争。而1.9GHz版产品的直接竞争对手为2GHz的E5335。不过看起来AMD并没有考虑X5365 和 E5355，但是这两款处理器的功耗显得相当高。因此通过3.2GHz 和 3GHz Opteron处理器AMD将可以在性能提升比例上获得更好的表现。

 

测试配置介绍：

　　下面是此次测试两个平台的详细配置介绍。这里两个平台都将BIOS升级至了最新版本，除非我们有特别提示，否则所有的BIOS设置都为默认设置。

　　Opteron 2350 : ASUS KFSN4-DRE
　　Opteron 2350 2GHz
　　华硕 KFSN4DRE BIOS 1001.02 (8/28/2007) - NVIDIA nForce Pro 2200 芯片组
　　8GB (4x2GB) Crucial Registered DDR2-667 CL5 ECC
　　NIC: Broadcom BCM5721

　　Opteron Socket F 1207 : Tyan Transport TA26 - 2932
　　Opteron 2222 3GHz / 2224SE 3.2GHz
　　Tyan Thunder n3600m (S2932) - NVIDIA nForce Pro 3600 chipset
　　8GB (4x2GB) Crucial Registered DDR2-667 CL5 ECC
　　NIC: nForce Pro 3600整合 MAC(Marvell 88E1121)

　　Xeon Server: Intel "Bensley 平台"
　　2x Xeon 5160 3GHz或 2x Xeon E5345 2.33GHz
　　Intel ServerS5000PSL - Intel 5000P芯片组
　　8GB (4x2GB) Crucial Registered FB-DIMM DDR2-667 CL5 ECC
　　NIC: Dual Intel PRO/1000 Server NIC
　　BIOS : 硬件预取功能关闭

　　客户端配置: Dual Opteron 850
　　MSI K8T Master1-FAR
　　4x512MB Infineon PC2700 Registered, ECC
　　NIC: Broadcom 5705

　　软件：

　　SUSE Linux SLES 10 SP1 (Linux 2.6.16.46-smp)
　　MySQL 5.0.26 SUSE SLES 10 SP1
　　SPECjbb2005
　　Sun Hotspot Java JVM 1.5.0_08
　　3DSMax 9
　　Cinebench 9.5
　　WinRAR 3.62

　　ASUS KFSN4-DRE 介绍：

　　在此次测试中华硕为我们第一时间送来了能够支持AMD公司 split power plane技术的主板产品。通过这一技术内存控制器与处理器核心将可以工作于不同的电压之下。根据AMD公司的介绍这样将可以使得内存控制器运行于1.8G而不是1.6G的频率下，这样将可以带来约7%的内存性能提升。在对老socket-F的主板进行BIOS升级之后就能够对这款新的四核心 Opteron处理器提供支持。不过这些主板的速度将会慢一些，同时功耗也会更高一些。

　　KFSN4-DRE一共配备有 16 条DIMMs插槽，最高可以支持64GB 内存(速率低于667 MHz)。为了提升性能，华硕使用了“dual link”技术。两个处理器插槽将会通过两条16-bitcoherent HyperTransport总线互通。据华硕公司介绍通过“dual link”和“split power planes ”将可以在降低功耗的同时带来近14%的性能提升。不过遗憾的是这个14%似乎无法在实际应用中体现出来。

ASUS KFSN4-DRE

　　SSE EB主板很明显是面向的紧凑型1U服务器市场。在唯一的x16 PCI-E插槽上可以通过配件获得两个x8 PCI-E。由于芯片组使用的是NVIDIA nForce pro 2200,因此该款主板可以提供4个SATA接口，并且可以组建RAID 0,1,10 以及RAID 5。另外就是这块主板上还可以使用VMWare ESX 。在网卡方面，华硕公司选择的是Broadcom BCM5721 PCI-E。

 

原生四核心处理器：

　　一直以来AMD都在向外宣传该公司将要推出的Barcelona处理器将会是世界上首款原生四核心处理器，而intel公司当前的四核心处理器实际上是两个双核心处理器拼起来的。原生四核心将会带来更好的性能提升比例，同时在通过缓存进行数据交换的速度也将会更快。

　　为了证明这一点，我们使用Cache2Cache进行了测试(实际时间为双倍时间)：

Cache 同步 (ns)
	相同核心，不同封装	不同核心，相同封装	不同核心, 不同封装
Opteron 2350	152	N/A	199
Xeon E5345	59	154	225
Xeon DP 5160	53	-	237
Xeon DP 5060	201	N/A	265
Xeon 7130	111	N/A	348
Opteron 880	134	N/A	169-188

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　　从测试结果来看，AMD的原生四核心与1级缓存进行数据交换需要用时76ns。这个结果应该不坏，但是却比不上Xeon处理器二级缓存26-30ns的。如果是0号核心与3号核心进行数据互传，那么Intel所需时间不到77ns，而 Opteron用时为76ns。因此复杂的三级缓存设置会对原生四核心设计带来负面影响，不过这我们将会在以后进行的更复杂的测试中进行研究。

　　存储系统：

　　AMD公司这一次对新款 Opteron 处理器的内存性能进行的有效的提升，在该处理器上也许只有1级缓存基本没有什么变化：与K8处理器的一级缓存一样都为2路64KB。与目前所有的处理器一样，Opteron 2350同样能够在每一个时钟循环进行16 bytes传输。

Lavalys Everest L1 带宽
	读取 (MB/s)	写入 (MB/s)	复制(MB/s)	Bytes/循环 (读取)	延时 (ns)
Opteron 2350 2 GHz	32117	16082	23935	16.06	1.5
Xeon 5160 3.0	47860	47746	95475	15.95	1
Xeon E5345 2.33	37226	37134	74268	15.96	1.3
Opteron 2224 SE	51127	25601	44080	15.98	0.9
Opteron 8218HE 2.6 GHz	41541	20801	35815	15.98	1.1

　　在AMD公司过去处理器产品上，二级缓存的带宽一直是一个弱点。回首K7雷鸟的时候，AMD只是简单得将二级缓存放进核心内。结果就是通过L2与L1的64bit的传输带宽只能够在每个时钟循环实现2.4 至 3 bytes的传输。虽然在K8架构上传输性能提升了50%，但是依然要远落后于intel公司的二级缓存。但是在Barcelona架构下,一级缓存的数据传输带宽将可以达到 256-bit：

Lavalys Everest L2 带宽
	读取(MB/s)	写入 (MB/s)	复制 (MB/s)	Bytes/循环 (读取)	Bytes/循环 (写入)	Bytes/循环(复制)	延时 (ns)
Opteron 2350 2 GHz	14925	12170	13832	7.46	6.09	6.92	1.7
Dual Xeon 5160 3.0	22019	17751	23628	7.34	5.92	7.88	5.7
Xeon E5345 2.33	17610	14878	18291	7.55	6.38	7.84	6.4
Opteron 2224 SE	14636	12636	14630	4.57	3.95	4.57	3.8
Opteron 8218HE 2.6 GHz	11891	10266	11891	4.57	3.95	4.57	4.6

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对比
	Bytes/循环 (读取)	Bytes/循环 (写入)	Bytes/循环(复制)
Barcelona VS Santa Rosa	63%	54%	51%
Barcelona VS Core	-1%	-5%	-12%
Santa Rosa VS Core	-39%	-38%	-42%

　　相对于 K8，Barcelona的带宽提升幅度大约在50%-60%。这次我们同样也测试了15个循环的延迟，可以看到现在AMD的二级缓存性能与Intel Core缓存差不多。

　　接下来让我们看看这一次Barcelona在内存性能上究竟可以带来什么样的提升，首先进行的是Lavalys Everest 4.0.11：

Lavalys Everest 内存测试
	读取 (MB/s)	写入 (MB/s)	复制 (MB/s)	Bytes/循环 (读取)	Bytes/循环 (写入)	Bytes/循环 (复制)	延时(ns)
Opteron 2350 2 GHz	5895	4463	6614	2.95	2.23	3.31	76
Dual Xeon 5160 3.0	3656	2771	3800	1.22	0.92	1.27	112.2
Xeon E5345 2.33	3578	2793	3665	1.53	1.2	1.57	114.9
Opteron 2224 SE	7466	6980	6863	2.33	2.18	2.14	58.9
Opteron 8218HE 2.6 GHz	6944	6186	5895	2.67	2.38	2.27	64

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Lavalys Everest 对比
	Bytes/循环 (读取)	Bytes/循环 (写入)	Bytes/循环 (复制)	延时(ns)
Barcelona VS Santa Rosa	26%	2%	54%	29%
Barcelona VS Core	92%	86%	111%	-34%
Santa Rosa VS Core	74%	99%	44%	-44%

　　凭借更深的缓存以及更富裕的 2x64-bit互通有效得提升了读取带宽，不过写入缓存则有一些负面影响。但是这不会有什么实际影响，毕竟只。有很少的应用会专门等待这个较长的时间，这里可以注意到每一个循环复制带宽提升了大约54%。

　　因此借助更大的二级缓存、内存带宽以及更低的延迟，第三代 Opteron处理器也许是你能找到的内存性能最高的处理器产品。接下来就让我们看看如此出色的内存性能究竟在实际的应用中会为我们带来什么样的好处。

 

　64位 Linux Java性能测试: SPECjbb2005

　　SPECjbb需要出色的整数处理以及出色的内存性能，那么Barcelona会为我们带来什么样的表现呢?

　　在 Opteron平台我们是这样操作的:

　　numactl --cpunodebind=$node --membind=$node -- java -cp jbb.jar:check.jar -Xms2g -Xmx2g -Xmn1g -Xss128K -XX:+AggressiveOpts -XX:+UseParallelOldGC -XX:+UseParallelGC spec.jbb.JBBmain -propfile SPECjbb.props -id $x On the Xeons we used: java -classpath jbb.jar:check.jar -Xms2g -Xmx2g -Xmn1g -Xss128K -XX:+AggressiveOpts -XX:+UseParallelOldGC -XX:+UseParallelGC spec.jbb.JBBmain -propfile SPECjbb.props -id $x

　　下面就是SPECjbb2005测试的最终结果：

　　最新的Opteron处理器在这里表现错，性能与2.4GHz的Clovertown差不多。不过其性能仍然要落后于880 Opteron，但是相比而言880 Opteron的核心频率要更高。

　　64位 Linux HPC性能测试：

 

软件渲染性能测试: zVisuel (32位 Windows) ：

　　3ds Max 9 (32位Windows) ：

 

 

　　MySQL

　　WinRAR 3.62

WinRAR 性能提升
处理器	双核心 vs单核心	四核心 vs 双核心	四核心 vs四核心
Opteron 2350 2 GHz	59%	68%	36%
Xeon 5345 2.3 GHz	73%	30%	28%
Xeon 5160 3 GHz	68%	34%	N/A
Opteron 2224 SE 3.2 GHz	81%	32%	N/A
Opteron 8218HE 2.6 GHz	85%	40%	N/A

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　　Fritz Chess 测试：

　　功耗：

　　与K8相比，AMD在功耗控制上有了长足的进步

	AMD	Intel
主板	Supermicro H8DMU+	Supermicro X7DBE+
BIOS	DMU8157v3.ROM	R1.3C
CPU	2 x Opteron 2350 (2.0GHz)	2 x Xeon 5345 (2.3GHz)
内存	8GB (8 x 1GB DDR2-667)	8GB (8 x 1GB FBDIMM-667)
硬盘	1 x Seagate Barracuda ES (400GB)	1 x Seagate Barracuda ES (400GB)
电源	700W Redundant	700W Redundant
操作系统	Windows Server 2003 SP1, 64-bit	Windows Server 2003 SP1, 64-bit

　　在待机状态下，Opteron 2350平台的功耗要明显低于 Xeon平台，差不多达到了 44%。不过当Intel公司转向45nm制程之后，其功耗也将会进一步降低，但是差距仍然会不小。另外一个问题就是Intel必须使用FB-DIMMs内存，而其功耗也要远大于AMD公司的registered DDR2内存。

CPU	待机	载入 (Cinebench R10 XCPU)	瓦/性能 (Cinebench 得分/瓦)
Dual Opteron 2350	188W	299.9W	41.9
Dual Xeon 5345	257W	347.3W	47.4

总结：

　　虽然这一次的测试来得有些仓促，不过我们也希望通过这次的介绍能够让你直观得了解到AMD原生四核心处理器所具备的性能。下面我们就此次的测试做了一个统计：

The Opteron 2350 (2 GHz) vs. Xeon "Clovertown"
应用程序	Opteron 2350 (2GHz) 相当于Xeon处理器的核心频率
WinRAR 3.62	2.7 GHz
Fritz Chess engine	1.8 GHz
HPC 应用
Intel optimized Linpack	1.9 GHz
3D 应用
3DS Max 9	2 GHz
zVisuel 3D Kribi Engine	2.33 - 2.4 GHz
zVisuel 3D Kribi Engine (AA)	2.4 GHz
服务器应用
Specjbb	2.4 GHz
MySQL	2.33 GHz

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　　考虑到目前Opteron 2350的价格要低于 Xeon 5345，因此AMD在产品的

性价比上要更具吸引力。虽然我们的测试还没有真正结束，但是从此次的测试结果可以看到AMD的新品是一款非常节能的产品。此外我们需要注意到AMD平台并不需要非得使用功耗更高的 FB-DIMMs内存，因此第三代Opteron处理器将会在瓦/性能这个指标上领先好几个月时间。当然如果你希望获得更高的性能的话，那么3 GHz Xeon x5365处理器还是拥有着一定的优势。

　　在不久的将来，45nm Xeon Harpertown处理器与AMD 2.5G四核心处理器的竞争将会变得极具看点，因此对于这场竞争我们是充满了期待。

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