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从NetBurst到Xeon Scalable-架构演进
资料介绍
一、NetBurst架构：英特尔服务器芯片的早期探索
2000年，英特尔发布了面向桌面与服务器市场的NetBurst架构，替代了服役五年的P6架构，成为了新的x86芯片设计基准。对于服务器市场而言，NetBurst架构是英特尔第一次尝试将x86架构推向企业级应用场景的关键尝试，在此之前，企业级计算市场长期被RISC架构的小型机、大型机占据，x86架构仅能满足入门级办公与基础计算需求，NetBurst的出现正式拉开了x86架构进军服务器市场的序幕。
NetBurst架构最核心的设计思路就是追求超高主频，英特尔当时提出了"主频就是性能"的发展路线，为了实现主频提升，NetBurst采用了超长流水线设计，初代Willamette核心的流水线深度就达到了20级，后续更新到Prescott核心之后更是提升到了31级。超长流水线的设计思路让芯片可以轻松提升主频，2002年发布的至强Xeon基于NetBurst架构，主频就突破了3GHz，在当时创下了x86芯片的主频纪录。但超长流水线也带来了致命的问题：一旦发生分支预测错误，需要清空整个流水线重新执行，分支预测错误带来的性能损失远高于短流水线架构，同时，主频提升带来的功耗暴涨也远超当时的工艺承载能力。
在服务器领域，NetBurst架构的至强最初确实打开了市场：相比RISC架构服务器，基于NetBurst至强的x86服务器价格仅为前者的1/5到1/10，能够满足中小企业入门级web服务、文件存储等基础需求，因此快速占据了低端服务器市场。但NetBurst架构的短板也十分明显：首先是多核心扩展能力不足，整个NetBurst生命周期中，英特尔最高仅推出了双核心至强，无法满足服务器多任务并发处理的需求；其次是内存支持有限，最高仅支持32位寻址，最大内存容量不超过64GB，远低于企业级业务对大内存的需求；最后就是功耗问题，高频Prescott核心的TDP突破了130W，双路服务器的整机功耗就超过300W，能效比远低于同期RISC架构产品，无法支撑数据中心大规模部署。
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