當很多人在拼命追求CPU的速度，以期讓服務器獲得更高的性能的時候，一項測試卻表明，不同應用的性能對服務器的三大組件——CPU、內存和I/O的依賴程度，內存居然排在了第一位。測試包括了服務器的大部分常規(guī)應用，包括文件服務器、打印服務器、終端服務器、Web服務器、郵件服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和計算服務器。測試的結果顯示，除了在“文件服務器”一項中得到第二外，其余六項中內存都排在了第一位，由此可見，內存對服務器性能的發(fā)揮至關重要。

 
不同應用對服務器組件的依賴程度

特別是，當虛擬化、云計算等逐漸成為企業(yè)新的應用熱點時，內存的瓶頸作用就愈發(fā)明顯了。以至強7000系列處理器為例，雖然每一代處理器的內核、緩存、主頻，甚至微處理器架構都有發(fā)生變化，但每個內核所能訪問的內存DIMM數(shù)卻相當保守。如下圖所示：

三代至強7000系列對比
 

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除了架構，擴展內存還有良方

從2007年推出的至強7300到2008年的至強7400，直至今年問世的至強7500，其CPU每個內核訪問的內存條數(shù)均未超過2個。

內存控制器的變遷
 

此前，英特爾將內存控制器設計在了處理器之外，這種傳統(tǒng)的FSB模式越來越捉襟見肘，無論是在內存帶寬還是內核之間的通信方面。

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2009年，英特爾在Nehalem處理器中開始集成內存控制器，這就是QPI架構。通過QPI總線，處理器之間可以直接相連，不再需要經(jīng)過擁擠、低帶寬的FSB共享總線，多處理器系統(tǒng)運行效率大為提升。

QPI雖然可以大幅提升性能，但對于內存擴展也帶來了一些新的挑戰(zhàn)。比如擴充內存先要添加處理器，遠端內存的訪問性能顯著降低，在某些情況下必須使用昂貴的大容量內存。

面對這樣的困境，為了進一步釋放Nehalem架構處理器的性能，IBM對X86服務器架構進行了大膽的創(chuàng)新：將內存從傳統(tǒng)的與服務器處理器緊密捆綁的局限位置中解脫出來，讓內存的擴展可以獨立于處理器。其做法就是全新的eX5架構中最重要的一塊：MAX5內存擴展技術。

MAX5技術示意圖

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解讀MAX5技術“秘籍”

MAX5的關鍵技術就是eX5芯片，其中包含內存控制器和探聽過濾器。MAX5內存擴展帶來的好處是顯而易見的：支持的最大虛擬機數(shù)量是競爭產(chǎn)品的兩倍，支持更高的數(shù)據(jù)庫性能，提高服務器利用率，允許用戶用更便宜的內存硬件來滿足特定內存容量需求。

 
MAX5內存擴展架

同時，這么多的內存可以靈活發(fā)分配給多個CPU使用或者匯聚成一個內存池，這樣軟件許可證費用大大減少。

另外，由于MAX5芯片中還集成了探聽過濾器，可以更好地管理多個CPU內存與多個內存之間的數(shù)據(jù)沖突和延遲，提高內存訪問性能。
比如，一臺雙路的x3690 X5機箱里本身就可以支持上下兩塊帶有16個DIMM的內存板，即共有32個內存DIMM。如果再配上MAX5內存擴展單元（上面配有32個內存DIMM），即一臺x3690 X5最終可以擴展到64個DIMM。而如果通過QPI線纜將兩臺x3690 X5連在一起，形成四路系統(tǒng)，總共內存DIMM數(shù)就可以達到128條。

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eX5三劍客添“火力”

IBM在推出eX5架構的同時，還推出了基于eX5架構的三款服務器——雙路x3690 X5、四路的x3850 X5以及雙路的刀片BladeCenter HX5。這三款產(chǎn)品都支持MAX5技術，能為它們所配置的新至強處理器“如虎添翼”。

MAX5擴展單元

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在Max5幫助下，機架服務器可以在1U空間內容納32個內存插槽，刀片服務器則能容納24個內存插槽。四路機架服務器本身就具有64個本地內存插槽，在容量上假如采用8GB的內存，IBM可以在一臺四路服務器上將內存擴展到768GB；而如果用戶選擇16GB內存，內存可以擴展到驚人的1.5TB。這對于一臺四路服務器而言是綽綽有余的了。

配備了MAX5的x3850 X5

此外，eX5芯片組還可以讓兩臺處理器規(guī)格相匹配的雙路機架或者刀片服務器連接到一起，組成一臺SMP系統(tǒng)，這個技術被稱為“FlexNode”。類似的，兩年前IBM就已經(jīng)推出 LS23/LS43皓龍刀片服務器從雙路到四路的升級，不過采用的是HyperTransport總線技術。而現(xiàn)在的FlexNode技術讓SMP不僅限于刀片服務器，兩臺四路的服務器同樣可以連接到一起，從而組成一個八路系統(tǒng)。

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MAX5內存擴展技術使用對比

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