在看过昨天我带来的【全新英特尔至强E5 v4系列处理器有哪些特性？】中，我们解读了至强 E5-2600 v4的部分特性，今天我们继续来剖析至强E5 v4系列处理器。
虚拟化增强云端应用更强大
至强 E5-2600 v4在云端优化方面可谓不遗余力，除了RDT外，英特尔在新产品上又加入了进一步的网络功能虚拟化和软件定义网络两大功能，进一步加强处理器在云应用场景和虚拟化场景下的能力。
其中，网络功能虚拟化(NFV)功能主要是针对外部设备向虚拟CPU或者逻辑CPU发起中断请求导致的系统资源开销过大而设计。一般来说，在一个虚拟机系统中，外部设备往往会向虚拟处理器或者下属的逻辑处理器发出中断指令，中断指令的等级比较高，只要接到中断需求后，虚拟机就会响应中断操作，并通过虚拟机管理器接管逻辑处理器，在中断处理完毕后，虚拟机管理器才会释放逻辑处理器给虚拟机。这个过程比较复杂，同时也很耗费系统资源。如果外部设备不断的提出终端需求，整个系统运行速度就会受到严重影响。
为了解决这个问题，英特尔提出了PostedInterrupts技术，这个技术的原理是在接到中断需求后，先不告诉虚拟机，先记录在内存中，并直接发给逻辑处理器，然后再根据此中断的情况判断是否需要通知虚拟机和虚拟机管理器来接管，如果处理器忙碌，也会延迟中断，或者执行中断迁移至空闲处理器。总的来说，这个技术的出现，可以保证逻辑处理器在处理重要任务时不会由于中断而随意停止，影响重要任务的处理速度，同时也节约了系统资源避免了无谓的浪费。根据英特尔的数据，在电信服务器中使用了Posted Interrupts后，电信应用的延迟可以从之前的4us到47μs降低至2.4μs到5.2μs，效果相当明显。
PML技术可以避免VM Exit/Entry的发生，提升了效能。
除了Posted Interrupts外，英特尔还提出了虚拟环境下的内存修改日志功能，也就是PML。这项功能的主要作用在于减少由于内存扫描带来的VM Exit/Entry状态，并加速VM迁移。一般来说，VM会经常扫描内存页面，确定在内存和磁盘交换数据时哪些内存页面可用，这个过程可能会带来VM Exit/Entry，影响虚拟机性能。PML功能可以随时记录虚拟机内存页的修改状态，如果某些页面发生更改，PML直接给予标记并写入页面修改日志，这样一来，不需要虚拟机管理器的参与，也避免了VMExit/Entry的发生，提升了效能。
产品众多针对不同市场的分类
说完了一些基本规格和架构，接下来继续来看产品。英特尔本次发布的至强 E5-2600 V4家族共有27款产品，其中面向主流服务器的型号为16款；面向注重高频率、对多核心不敏感的市场的为3款；面向低功耗市场的有2款；面向工作站应用的为1款；面向存储和通信市场的为5款。
至强 E5-2600 v4家族列表
规格方面，至强 E5-2600 V4家族产品的频率跨度范围为1.6GHz～3.5GHz，核心数量从最多22个到最少4个，缓存容量从最大55MB到最少10MB，TDP功耗最高为145W，最低只有50W。各种复杂的核心数量、硬件规格和频率、TDP配置，形成了至强 E5-2600 v4庞大的家族。
至强 E5-2600 v4依旧维持了英特尔在服务器市场的强势地位，并且带来了诸多新的特性，全新的处理器和特性有助于英特尔在云计算时代进一步拓宽市场、加强优势地位并获得更多企业的青睐。那么，相比上一代即至强E5 v3,至强E5 v4在性能上具备怎样的优势？
处理器性能实测至强E5 v4对比E5 v3提升几何？
为了一探究竟，MC评测室在同一台英特尔双路服务器上分别安装了至强E5 v3的旗舰型号E5 2699 v3和至强E5 v4的旗舰型号即至强E5 2699 v4；内存统一为8条32GB DDR4 2400组成的256GB四通道内存—由于E5 v3的内存控制器最大支持DDR4 2133，因此测试时内存工作在DDR4 2133频率；在升级完厂商提供的最新BIOS之后，该服务器搭载的S2600WT主板可以正常识别总计44核心、88线程的的双路E5 2699 v4处理器。
至强 E5-2699 v4处理器正面和背面图（上）、E5 2699 v3和E5 2699 v4正面对比图（下），全新的14nm工艺带来的集成度提升在外观上就可以看出来。
测试环境及软件
本次测试以行业公允的SPEC cpu2006为主要考察对象。为了运行SPEC cpu2006测试，我们为测试平台安装了Windows Server 2012R2系统，还安装了Visual Studio、C /FortranCompiler编译器。此外，还加入了SiSoftware Sandra、CineBench R15测试以观察新老两代E5 2699在内存带宽、内存延迟等项目的差异。
测试点评
对于SPEC cpu2006测试，我们一般关心 SPECint_base2006 和 SPECfp_base2006、SPECint_rate_base2006 和 SPECfp_rate_base2006这 4 个得分，前一组（_base）得分衡量平台完成单个任务的快慢，后一组（_rate_base）得分衡量平台的运算吞吐性能。此外，SPEC CPU 测试还会给出两种类型的结果：Base 基准测试结果和 Peak 峰值测试结果，Base 测试要求编译器套件按照指定的规则进行优化，而 Peak 测试则可以允许使用更多地优化技术，作为平台对比，我们均选择 Base 测试结果。
SPECCpu2006 v1.2对比测试结果
CineBenchR15对比测试结果
最终测试结果显示，新一代至强E5处理器比上一代产品在性能方面有显著提升，在SPEC cpu2006 int rate性能测试中，E5 2699 v4的性能得分1690，比上一代型号E5-2699 v3的1261高出了429，性能提升了约34%。E5 2699 v3 的单个任务处理能力相比上一代产品分别提升14.9%（SPECint_base2006得分）和25%（SPECfp_base2006得分），由于该项测试大部分时候仅使用到单个核心（处理器运行在最高睿频），E5 2699 v4（3.5GHz）相比E5 2699 v3（3.6GHz），在频率稍低的情况下，性能却有所提升，证明Broadwell- EP 的架构优势确实存在；在多核心满载测试时，两者都工作在2.8GHz频率，但凭架构以及更多核心的优势，E5 2699 v4依然获得了30%左右的综合性能提升。
SiSoftwareSandra对比测试结果
而从SiSoftware Sandra和CineBench R15的测试结果中，可以一窥至强E5处理器与普通家用处理器在性能上的巨大差异，以及E5 v4相比上一代产品在内存带宽、延迟、内联核带宽等方面可观的的提升幅度。E5 v4的DDR4 2400内存控制器比前一代产品的DDR4 2133控制器在内存带宽上取得了约14%的优势；而新一代Broadwell-EP的三级缓存性能更是比前一代产品有了40%的提升。
小编有话说
从初代E5到如今的E5 v4，英特尔在能效、稳定性、功能和智能化革新方面一直在前进。无论是架构改进、规格提升，还是看实际性能表现、用户反馈，至强E5 v4交出的答卷无疑是令人满意的。除了“中流砥柱”E5系列，英特尔还通过各个级别、定位清晰的庞大家族式产品线完成了x86阵营对ARM等阵营的卡位阻击。在4月份举行的IDF上，英特尔还表示将为一小部分客户测试其首批集成FPGA和至强处理器的解决方案。这种将Altera Arria 10 FPGA和英特尔至强E5 v4处理器封装在一起的芯片是可定制的处理器，它让我们又看到了至强处理器新的应用形态。
无论是定制化至强处理器，还是通过与合作伙伴共同打造高性能计算平台，英特尔在下一代大数据、云计算、机器学习以及虚拟应用环境之路上的耕耘无疑已经更加深化。
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