硬科技：做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器 反擊期(2008-2011)

前情提要：

做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器：醞釀期(1995-1998)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器：草創期(1998-2001)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器：擴張期(2001-2004)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器：混亂期(2004-2006)
做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器：轉型期(2006-2008)

這張圖片是原生八核、24MB L3快取記憶體、晶粒面積多達648 mm²的Nehalem-EX，也是Intel徹底終結AMD好運的終極象徵。雖然源自於筆電需求的Merom微架構，已經明顯優於AMD K8與K10，但系統架構層面仍落後於AMD的HyperTransport匯流排與整合型記憶體控制器。Intel在Nehalem世代一次補好補滿，徹底瓦解了AMD的伺服器戰線。

在介紹Nehalem前，不能不提一下，身為Intel旗下2大研發中心之一、長期與以色列海法(Haifa)分庭抗禮的美國奧勒岡州希爾斯伯勒(Oregon Hillsboro)團隊。如果說打造Pentium MMX(P55C)、Pentium M(Banias)、Yonah、Merom和一系列追求效能功耗比設計的以色列人擅於「精鍊現有架構，壓榨剩餘價值」，那這票生出Pentium Pro(P6)、Pentium 4(NetBurst)、和Nehalem的美國人，就是長於「創造全新產物，追逐極致效能」，做出來的東西也比較耗電。

在2009年問世的Nehalem，並非最初的「10GHz時脈」原案，而是在2003年砍掉重練後的產物。雖然說自從Merom之後，Intel的所有x86處理器微架構，都須兼顧伺服器、桌機和筆電，但Nehalem最重要的任務，只有「盡速將AMD逐出伺服器市場」，所以一切以伺服器和高效能桌機做為優先，搶灘筆電這件事，嚴格說來，也是到了32nm製程的Westmere才發生。

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這段期間，除了單處理器3000、雙處理器5000和四處理器7000，Xeon產品命名規則新增以下項目：

• 雙處理器的核心代號多出了EP(Efficient Performance)，多處理器則是EX(Expandable)。
• 6000系列：將最高階7000系列的處理器，「下放」成雙處理器版本。
• 因QPI大幅提昇了多處理器延展性，7000/8000系列可對應8處理器平台。
• 博學的科科所熟知、做為Intel主流桌機腳座的Socket H系列，以H1(LGA1156)做為起點，直到今天的H5(LGA1200)。
• “Jasper Forest” 是內建PCI Express NTB(Non-Transperent Bridge)的特規版Nehalem，這技術講的白話一點，就是方便系統製造商研製雙控制器(Dual Controller)相互備援的高可靠度硬體平台，細節在此不論。

相較於Merom，Nehalem最重大的突破，由內到外，可簡述為以下幾點：

• HyperThreading復活，CPU再度1顆當2顆用。
• 所有核心獨享L2快取，共用內建的L3快取記憶體。
• CPU整合記憶體控制器，MCH就此消失。
• QPI匯流排，並一併翻修快取資料一致性協定(Cache Coherence Protocol)。
• Nehalem的x2APIC使用存放於MSR(Model-Specific Register)的32位元ID，16進位的0xFFFFFFFF(10進位制的4294967295)用作廣播，所以處理器核心上限是232 − 1 = 4294967295，可視為無限大，大概也沒有再改版的需求了。

八核心的Nehalem-EX，也導入處理器內的環狀(Ring)匯流排，奠定未來數年Intel「恐龍化」多核心x86處理器的技術基礎。

在微架構層面，今日成為Intel AMD共通制式武裝的「微指令快取(uOp Cache)」，只要命中了就不須勞駕複雜又耗電的指令解碼器，從NetBurst那失敗的Trace Cache為起點，一路演進到了Nehalem，才算出現真正的雛型，同時改善功耗和效能。

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這也讓Nehalem微架構的Xeon平台，呈現了和過去截然不同的風貌，也長的更像過去幾年的AMD Opteron，即使多出1顆有點礙眼、到了Sandy Bridge才消失的IOH。科科一眼就看得出來，不再受制於系統前端匯流排和MCH的Nehalem世代，擁有更巨大的系統匯流排與記憶體頻寬，整體效能表現更是脫胎換骨。

四處理器和八處理器Xeon平台為了支援高容量記憶體與更多的記憶體通道，NetBurst時代Xeon MP的IMI(Internal Memory Interface)界面XMB(External Memory Buffer)，被替換成更先進SMI(Scalable Memory Interface)界面的SMB(Scalable Memory Buffer)。

此外，為了強化伺服器的RAS(可靠性、可用性、可服務性)，Intel在Nehalem-EX(Xeon 7500系列)將Itanium那一整套搬到x86平台，變成「MCA(Machine Check Architecture) Recovery」，可在記憶體區塊標示硬體無法修復的錯誤，通知作業系統或虛擬機器管理員，不能再使用這些單元，關閉標示錯誤的資料並重新啟動程式。當然，這也需要作業系統的配合，例如從2008年Windows Vista和Windows Server 2008開始引進的WHEA(Windows Hardware Error Architecture)。一點一滴的補強，讓x86處理器正式站穩了高階伺服器的舞台，再也無人膽敢質疑其地位。

從Merom到Nehalem，AMD在x86伺服器的佔有率急速下滑，Nehalem更使其一舉跌破10%，讓一度響亮的Opteron品牌黯淡無光。AMD從Zen開始企圖「重返農藥」，也將伺服器品牌重新更名為EPYC，不再使用這曾代表AMD最輝煌歲月的名稱。

只不過，被AMD Opteron逼出底力，而被迫「解除封印」的Xeon產品線，同時也摧毀了自家的「真命天子」Itanium處理器和原生64位元指令集IA-64，Nehalem-EX和後繼10核心的Westmere-EX，確定了其邊緣化的悲慘命運。

微軟先在2005年追隨HP終止Itanium工作站作業系統，接著在2010年宣布「快速發展的x86伺服器，同樣也可以做到高階伺服器所需的延展性與穩定性，因此停止發展Itanium版本作業系統與應用程式」，沉沒的Itanic號觀光郵輪，就此再也沒有重新上浮的可能性。

回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium（上）
回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium（中）
回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium（下）