Serverové čipsety řady 5000 (Blackford, Blackford-VS)

Čipové sady řady 5000 pro dvousocketové servery přinášejí do oblasti architektury serverů celou řadu významných nových technologií. Kromě podpory dvoujádrových procesorů řady 5000 (jádro Dempsey, mikroarchitektura NetBurst), 5100 (jádro Woodcrest, mikroarchitektura Core) a čtyřjádrových 5300 (jádro Clovertown) jsou to:

• dvojitá nezávislá sběrnice
• použití pamětí FB-DIMM
• podpora akcelerační technologie pro síťové karty (I/O Acceleration Technology)
• podpora virtualizační technologie

Dvojitá nezávislá sběrnice

S nástupem dvou a vícejádrových procesorů přestává mít smysl hovořit o “dvouprocesorových serverech”, když jedna součástka představuje dva nebo dokonce čtyři plnohodnotné procesory, terminologie se proto posouvá a začínáme používat výraz “dvousocketové” podle počtu patic pro osazení procesoru.

V dosavadních architekturách byly obě patice, protože každá obsahovala jeden procesor, připojeny k severnímu můstku čipové sady (MCH, Memory Controller Hub) přes společnou sběrnici. Se vzrůstajícím počtem jader však tato sdílená sběrnice začala představovat úzké hrdlo, protože všechna jádra (tedy plnohodnotné procesory) se při komunikaci s vnějším světem (periferie, a hlavně operační paměť) musely dělit o tuto jedinou komunikační cestu. Proto čipová sada Blackford každou procesorovou patici (socket) připojuje samostatnou datovou cestou. Z elektrického hlediska je jednodušší zajištění integrity signálů, z logického hlediska pouze procesorová jádra v rámci jednoho pouzdra sdílí tuto společnou datovou cestu.

Paměti typu FB-DIMM

Paměti typu FB-DIMM (Fully Buffered DIMM) řeší několik s pamětí souvisejících problémů. Při klasickém paralelním zapojení paměťové sběrnice bylo jednak obtížné zvyšovat kapacitu pomocí většího počtu modulů - každá patice na paměťový modul může být obsazená nebo neobsazená, což způsobuje impedační diskontinuitu a nastávají problémy s integritou signálů. Velký počet vodičů pro paralelní zapojení zase omezuje maximální přenosovou rychlost - opakují se důvody, které vedly k nahrazení paralelního IDE sériovým, stejně jako nahrazení paralelní sběrnice PCI sériovou PCI-Express. Konečně každá změna paměťové architektury (DD, DDR2...) vede k rekonstrukci čipové sady pro komunikaci s pamětí.

V případě modulů FB-DIMM je konkrétní paměťová architektura skryta za čipem, který se nazývá Advenced Memory Buffer. Teprve tento čip je připojen k paměťové sběrnici, po níž komunikuje sériovým protokolem. Tak je možno snížit počet vodičů, a s menším počtem vodičů je možno zvětšit počet paměťových kanálů, v případě čipsetu Blackford jsou to 4 kanály (“odlehčená” verze Blackford-VS používá kanály dva).

I/O Acceleration Technology

Na první pohled tak banální věc jako gigabitový síťový adaptér dokáže zahltit i současné nejvýkonnější procesory. Intel se k problému postavil systémově, výsledkem čehož je změna na mnoha úrovních. Cílem této změny je odlehčit procesoru zátěže spojené s přesouváním dat v rámci jednotlivých vrstev síťových ovladačů. Stačí si uvědomit, kolikrát se musí procesor zabývat datovým paketem: Při příjmu jej ovladač síťové karty musí uložit do paměti. Potom je třeba analyzovat záhlaví, zjistit, pro kterou aplikaci je datový náklad určet, a přitom paket prochází od ovladače karty přes ovladač protokolu TCP/IP až po konkrétní aplikaci, pro kterou jsou data určena. Výsledkem celé řady úprav od přepsání ovladačů optimalizovaných pro víceprocesorové/vícejádrové uspořádání až po hardwarové zařízení DMA, které pomocí přímého přístupu do paměti přesouvá bloky dat bez účast procesoru, se dosáhlo snížení zátěže procesoru a tím vyšší celkové propustnosti - více cyklů procesoru je k dispozici pro vaši aplikaci.