一、引言
随着信息技术的快速发展,GPU(图形处理器)在数据处理、人工智能等领域的应用越来越广泛。
GPU服务器作为承载高性能计算任务的重要载体,其装载量对于提高数据中心整体性能具有关键作用。
因此,针对机柜内GPU服务器的装载量研究具有重要意义。
本文将从多个方面对机柜内GPU服务器的装载量进行研究和分析。
二、背景与意义
在云计算和大数据时代,数据中心需要处理的海量数据不断增加,对计算能力和存储能力的要求也日益提高。
GPU服务器以其强大的并行计算能力和高速的数据处理能力,成为数据中心不可或缺的一部分。
而机柜作为数据中心的基本组成单元,其内部GPU服务器的装载量直接影响到数据中心的运行效率和性能。
因此,优化机柜内GPU服务器的装载量,对于提高数据中心的整体性能、降低能耗、节约空间资源等方面具有重要意义。
三、研究方法
本研究采用理论分析与实证研究相结合的方法。
通过查阅相关文献和资料,了解国内外在GPU服务器装载量方面的研究进展和现状;结合实际数据和案例,对机柜内GPU服务器的装载量进行实证研究;通过对比分析,得出相关结论和建议。
四、GPU服务器装载量的影响因素
1. 机柜尺寸和结构设计
机柜的尺寸和结构设计是影响GPU服务器装载量的重要因素。
合理的机柜尺寸和结构设计可以更好地满足GPU服务器的散热、供电、网络布线等需求,从而提高装载量。
2. GPU服务器的性能和功耗
GPU服务器的性能和功耗也是影响装载量的关键因素。
高性能的GPU服务器可以在单位时间内处理更多的数据,提高数据中心的运行效率。
但是,高功耗的GPU服务器会增加数据中心的能耗和散热压力,因此在装载量上需要合理控制。
3. 数据中心的环境和条件
数据中心的环境和条件也会对GPU服务器的装载量产生影响。
例如,数据中心的温度、湿度、供电质量等因素都会影响GPU服务器的运行性能和稳定性。
因此,在规划机柜内GPU服务器的装载量时,需要充分考虑数据中心的实际情况。
五、机柜内GPU服务器装载量的实证研究
本研究选取了XX个典型的数据中心作为研究对象,对其机柜内GPU服务器的装载量进行实证研究。通过收集数据、分析数据和对比分析,我们得出了以下结论:
1.在合理的机柜尺寸和结构设计下,GPU服务器的装载量可以达到XX%以上;
2. 高性能的GPU服务器可以提高数据中心的运行效率,但在高功耗的情况下需要合理控制装载量;
3. 数据中心的环境和条件对GPU服务器的装载量具有重要影响,需要在规划时充分考虑。
六、优化建议
基于以上研究结论,我们提出以下优化建议:
1. 合理设计机柜尺寸和结构设计,以满足GPU服务器的散热、供电、网络布线等需求;
2. 选择高性能的GPU服务器,以提高数据中心的运行效率;
3. 在高功耗的GPU服务器下,需要合理控制装载量,以降低数据中心的能耗和散热压力;
4. 在规划机柜内GPU服务器的装载量时,需要充分考虑数据中心的实际情况,包括环境、条件、供电质量等因素。
七、结论
本研究通过对机柜内GPU服务器的装载量进行实证研究和分析,得出了一些有价值的结论。
在此基础上,我们提出了优化建议,为数据中心在规划和管理GPU服务器装载量时提供参考。
未来,我们将继续小哥研究GPU服务器装载量的相关问题,为数据中心的优化和发展提供更多有益的参考。
为什么在IT行业机房管理中,广泛的应用kvm切换器?
1、节约空间,对于发展快速的行业,电脑或服务器会快速增加,原先空间相对来说有限,搬迁会造成服务器停顿,可能造成大的损失,那么减少鼠标、鼠标和显示器的数量,可以节约更多的空间
2、提高效率,当机器出现故障,系统网络维护人员在服务器、机柜中进行寻找,不仅浪费人力资源,而且效率低。
如出现故障得不到及时修复,网络数据中心出现故障,能用哪个一组鼠标、键盘、显示器登录机器,进行查找问题,这势必会极大的提高系统或网络维护人员的工作效率。
3、加强管理,工作效率的提高,也意味着网络或数据中心可有效的管理,从而提高这些系统的安全性和稳定性。
4、节约成本,对于那些需要24小时工作不间断的运行的网络及数据中心,网络运营成本高,能降低成本会成为为网络经营商可选的一个因素。
其次,硬件、软件、人员及场地费用也是运营费用的一个部分,能节约成本则是至关重要的因素。
寻找一些关于CPU和显卡方面的知识
显存类型: 显卡上采用的显存类型主要有SDR DDR SDRAM,DDR SGRAM、 DDR2 、DDR3 、DDR4 、DDR5。
DDR SDRAM 是Double Data Rate SDRAM的缩写(双倍数据速率) ,它能提供较高的工作频率,带来优异的数据处理性能。
DDR SGRAM 是显卡厂商特别针对绘图者需求,为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率,从同步动态随机存取内存(SDRAM)所改良而得的产品。
SGRAM允许以方块 (Blocks) 为单位个别修改或者存取内存中的资料,它能够与中央处理器(CPU)同步工作,可以减少内存读取次数,增加绘图控制器的效率,尽管它稳定性不错,而且性能表现也很好,但是它的超频性能很差。
目前市场上的主流是DDR3 、DDR4 、DRR5 位宽: 显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大,这是显存的重要参数之一。
2009年市场上的显存位宽有64位、128位、256位和512位几种,人们习惯上叫的64位显卡、128位显卡和256位显卡就是指其相应的显存位宽。
显存位宽越高,性能越好价格也就越高,因此512位宽的显存更多应用于高端显卡,而主流显卡基本都采用128和256位显存。
显存带宽=显存频率X显存位宽/8,在显存频率相当的情况下,显存位宽将决定显存带宽的大小。
例如:同样显存频率为500MHz的128位和256位显存,那么它俩的显存带宽将分别为:128位=500MHz*128/8=8GB/s,而256位=500MHz*256/8=16GB/s,是128位的2倍,可见显存位宽在显存数据中的重要性。
显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的,显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成。
显存位宽=显存颗粒位宽×显存颗粒数。
显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号,可以去网上查找其编号,就能了解其位宽,再乘以显存颗粒数,就能得到显卡的位宽。
容量: 虽然说在其他参数相同的情况下容量是越大越好,但对显卡这方面并不是很精通的朋友注意不要被大容量显存吸引了,比如说384M的9600GSO就远强于512M的9600GSO,原因有很多,这里就不一一列出了。
只需要注意选择显卡时显存只不过是参考之一,重要的还是其他的数据,比如核心、位宽、频率等,这些决定显卡的性能优先于显存容量。
封装类型显存封装形式主要有: TSOP (Thin Small Out-Line Package) 薄型小尺寸封装QFP (Quad Flat Package) 小型方块平面封装MicroBGA (Micro Ball Grid Array) 微型球闸阵列封装,又称FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)2004年前的主流显卡基本上是用TSOP和MBGA封装,TSOP封装居多. 但是由于nvidia的gf3、4系的出现,MBGA成为主流,mbga封装可以达到更快的显存速度,远超TSOP的极限400MHZ。
速度:显存速度一般以ns(纳秒)为单位。
常见的显存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等,越小表示速度越快、越好。
显存的理论工作频率计算公式是:等效工作频率(MHz)=1000×n/(显存速度)(n因显存类型不同而不同,如果是GDDR3显存则n=2;GDDR5显存则n=4)。
频率: 显存频率一定程度上反应着该显存的速度,以MHz(兆赫兹)为单位。
显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同: SDRAM显存一般都工作在较低的频率上,一般就是133MHz和166MHz,此种频率早已无法满足显卡的需求。
DDR SDRAM显存则能提供较高的显存频率,因此是采用最为广泛的显存类型,无论中、低端显卡,还是高端显卡大部分都采用DDR SDRAM,其所能提供的显存频率也差异很大,主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等,高端产品中还有800MHz或900MHz,乃至更高。
显存频率与显存时钟周期是相关的,二者成倒数关系,也就是显存频率=1/显存时钟周期。
如果是SDRAM显存,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz;而对于DDR SDRAM,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz,但要了解的是这是DDR SDRAM的实际频率,而不是平时所说的DDR显存频率。
因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输,其一个周期传输两次数据,相当于SDRAM频率的二倍。
习惯上称呼的DDR频率是其等效频率,是在其实际工作频率上乘以2,就得到了等效频率。
因此6ns的DDR显存,其显存频率为1/6ns*2=333 MHz。
但要明白的是显卡制造时,厂商设定了显存实际工作频率,而实际工作频率不一定等于显存最大频率。
此类情况较为常见,如显存最大能工作在650 MHz,而制造时显卡工作频率被设定为550 MHz,此时显存就存在一定的超频空间。
这也就是厂商惯用的方法,显卡以超频为卖点。
3)技术流处理器单元: 在DX10显卡出来以前,并没有“流处理器”这个说法。
GPU内部由“管线”构成,分为像素管线和顶点管线,它们的数目是固定的。
简单来说,顶点管线主要负责3D建模,像素管线负责3D渲染。
由于它们的数量是固定的,这就出现了一个问题,当某个游戏场景需要大量的3D建模而不需要太多的像素处理,就会造成顶点管线资源紧张而像素管线大量闲置,当然也有截然相反的另一种情况。
这都会造成某些资源的不够和另一些资源的闲置浪费。
在这样的情况下,人们在DX10时代首次提出了“统一渲染架构”,显卡取消了传统的“像素管线”和“顶点管线”,统一改为流处理器单元,它既可以进行顶点运算也可以进行像素运算,这样在不同的场景中,显卡就可以动态地分配进行定点运算和像素运算的流处理器数量,达到资源的充分利用。
现在,流处理器的数量的多少已经成为了决定显卡性能高低的一个很重要的指标,Nvidia和AMD-ATI也在不断地增加显卡的流处理器数量使显卡的性能达到跳跃式增长,例如AMD-ATI的显卡HD3870拥有320个流处理器,HD4870达到800个,HD5870更是达到1600个! 值得一提的是,N卡和A卡GPU架构并不一样,对于流处理器数的分配也不一样。
N卡每个流处理器单元只包含1个流处理器,而A卡相当于每个流处理器单元里面含有5个流处理器,例如HD4850虽然是800个流处理器,其实只相当于160个流处理器单元,另外A卡流处理器频率与核心频率一致,这是为什么9800GTX+只有128个流处理器,性能却与HD4850相当(N卡流处理器频率约是核心频率的2.16倍)。
主频
主频也叫时钟频率,单位是MHz(或GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。
CPU的主频=外频×倍频系数。
很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。
至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel英特尔和AMD,在这点上也存在着很大的争议,从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。
像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于2
G的Intel处理器。
主频和实际的运算速度存在一定的关系,但并不是一个简单的线性关系. 所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。
在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强( Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。
CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标。
主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。
CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。
但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。
前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。
前端总线(FSB)频率
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。
有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。
比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。
也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。
IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。
但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。
而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。
这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
CPU的位和字长
位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。
所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。
同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。
字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。
字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。
8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。
在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。
但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。
这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。
一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Inter 酷睿2 核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。
缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。
实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。
但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。
内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。
L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。
内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。
L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。
而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。
降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。
而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。
比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。
具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。
在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。
后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。
接着就是P4EE和至强MP。
Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
如何分辨CPU的好坏?
1.主频 主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度。
CPU的主频=外频×倍频系数。
很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。
至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。
像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的Intel处理器。
所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。
在Intel的处理器产品中,我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。
CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标.当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
2.外频 外频是CPU的基准频率,单位也是MHz。
CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
说白了,在台式机中,我们所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。
但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。
前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。
外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。
3.前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。
有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据带宽) /8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。
比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。
也就是说,100MHz 外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷ 8Byte/bit=800MB/s。
其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。
之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。
但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。
而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。
这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
4、CPU的位和字长 位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。
所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的 CPU。
同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。
字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将 8位称为一个字节。
字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。
8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
5.倍频系数 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。
在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。
但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的 CPU本身意义并不大。
这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。
一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,而AMD之前都没有锁。
6.缓存 缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。
实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。
但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。
内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。
L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。
内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。
L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB,有的高达2MB或者3MB。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。
而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。
降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。
而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。
比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。
具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。
在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。
后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。
接着就是P4EE 和至强MP。
Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
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