至強:英特爾微處理器-中文百科頻道

研發背景

Intel Xeon作為服務器專用CPU，除了擁有超線程技術外，還集成三級高速緩存體系結構，擁有高達800 MHz的前端總線頻率。

第一代處理器

1998年英特爾發布了Pentium Ⅱ Xeon（至強）處理器。Xeon是英特爾引入的新品牌，當時Intel公司為了區分服務器市場和普通個人電腦市場，決定研制全新的服務器CPU，命名也跟普通CPU做了一些明顯的區分，稱為Pentium Ⅱ Xeon，取代之前所使用的Pentium Pro品牌。這個産品線面向中高端企業級服務器、工作站市場；是英特爾公司進一步區分市場的重要步驟。Xeon主要設計來運行商業軟件、因特網服務、公司數據儲存、數據歸類、數據庫、電子，機械的自動化設計等。

Pentium Ⅱ Xeon處理器不但有更快的速度，更大的緩存，更重要的是可以支持多達4路或者8路的SMP對稱多CPU處理功能，它采用和Pentium Ⅱ Slot1接口不同的Slot 2接口，必須配合專門的服務器主闆才能使用。

性能提升

1999年，英特爾發布了Pentium Ⅲ Xeon處理器。相信大家都還記得，采用“銅礦”核心的奔騰3處理器那幾年是如何的風光，至今都還被譽為一代經典産品，而作為Pentium Ⅱ Xeon的後繼者，除了在内核架構上采納全新設計以外，也繼承了Pentium Ⅲ處理器新增的70條指令集，以更好執行多媒體、流媒體應用軟件。除了面對企業級的市場以外，Pentium Ⅲ Xeon加強了電子商務應用與高階商務計算的能力。Intel還将Xeon分為兩個部分，低端Xeon和高端Xeon。其中，低端Xeon和普通的 Coppermine一樣，僅裝備256KB二級緩存，并且不支持多處理器。這樣低端Xeon和普通的Pentium Ⅲ的性能差距很小，價格也相差不多；而高端Xeon還是具有以前的特征，支持更大的緩存和多處理器。

Xeon處理器

2001年英特爾發布了Xeon處理器。英特爾将Xeon的前面去掉了Pentium的名号，并不是說就與x86脫離了關系，而是更加明晰品牌概念。Xeon處理器的市場定位也更加瞄準高性能、均衡負載、多路對稱處理等特性，而這些是台式電腦的Pentium品牌所不具備的。Xeon處理器實際上還是基于Pentium 4的内核，而且同樣是64位的數據帶寬，但由于其利用了與AGP 4X相同的原理－－“四倍速”技術，因此其前端總線有了巨大的提升，表現更是遠勝過Pentium Ⅲ Xeon處理器。Xeon處理器基于英特爾的NetBurst架構，有更高級的網絡功能，及更複雜更卓越的3D圖形性能，另一方面，支持至強的芯片組也在并行運算、支持高性能I/O子系統（如SCSI磁盤陣列、千兆網絡接口）、支持PCI總線分段等方面更好地支持服務器端的運算。

單核處理器

Prestonia

Prestonia是Xeon處理器的第二代核心，Prestonia同第一代的Foster核心之間的首要區别就是整合的二級緩存容量的差别，前者為512KB，而後者僅為256KB。Prestonia核心處理器也采用了先進的0.13微米制造工藝。但是Prestonia核心最大的優勢就是增加了對Hyper- Threading（超線程）的支持。Hyperthreading早先稱為Jackson技術，這是一種多線程（SMT Simultaneous Multi-Threading）技術的擴展，其主要功能就是讓處理器在單處理器工作模式下也進行多線程工作（每塊處理器可以同時進行一個以上進程的處理）。

Nocona

這是Intel的XEON CPU核心，采用90nm制程，使用800Mhz FSB，具有16KB L1緩存、1MB L2緩存和12KB uOps Trace緩存，同時支持SSE3以及HyperThreading。對應Xeon處理器通過EM64T技術同時支持32位和64位計算，并通過集成 DBS（Demand Based Switching，基于需要切換技術）實現增強型SpeedStep技術，可以根據工作負載動态調整處理器運行頻率和功耗。

Irwindale

Xeon産品的核心，前端總線、HyperThreadingⅡ、增強型Speedstep、EDB以及EM64T都和Nocona完全一緻。該核心與 Nocona核心最大的不同就是二級緩存進一步提升到2MB，頻率由3.0G開始起跳，與Pentium 4 600系列處理器的架構有些類似。不過由于二級緩存的加大，工藝也沒得得到改進，導緻該處理器的功率和發熱量均大大高于Nocona，在選購該處理器時散熱應該引起足夠的重視。

Conroe

Intel Xeon 3000系列的新核心，與Intel Core 2 Duo采用相同的LGA 775針腳，而非Woodcrest所用的LGA 771針腳。Xeon 3000系列處理器運行于1066 MHz系統總線（FSB），内含4 MB或2 MB共享型二級緩存，支持Intel 64位擴展技術(Intel EM64T），Intel虛拟化技術（Intel Virtualization Technology）及Enhanced Intel SpeedStep技術，其中包括 Xeon 3040,3050,3060和3070，Intel Xeon 3070 (2.66 GHz/4MB L2/FSB1066），Intel Xeon 3060 (2.40 GHz/4MB L2/FSB1066），Intel Xeon 3050 (2.13 GHz/2MB L2/FSB1066），Intel Xeon 3040 (1.83 GHz/2MB L2/FSB1066）。其中3040和3050配備了2MB二級緩存，而3060和3070配備了4MB二級緩存。新的Xeon處理器采用了Core核心，與前代的NetBurst相比，在性能和功耗方面都有了很大的提高和改善。

雙核處理器

Dempsey

Dempsey是Xeon的雙核心版本，型号命名為50xx的雙核處理器，包括5030(2x2MB/2.67GHz/667 MHz前端總線/功率95W/DP）、5050(2x2MB/3.00GHz/667MHz前端總線/功率95W/DP）、5060 (2x2MB/3.20GHz/前端總線1066 MHz/功率130W/DP）、5063(2x2MB/3.20GHz/前端總線1066 MHz/功率95W/DP）、（5080 2x2MB/3.73 GHz/前端總線1066 MHz/功率130W/DP）。這些Xeon 50XX系列均為雙核心，主頻從2.50GHz到3.73GHz，所有處理器采用 65 納米制造工藝，均支持FB-DIMM内存，英特爾虛拟化技術、超線程（HT）技術、增強型英特爾SpeedStep動态節能技術（其中5063、5060 不支持）、英特爾64位内存擴展技術、英特爾病毒防護技術。這些處理器均配置了4MB L2緩存，其中每個核心獨享2MB L2緩存，其前端總線為1066MHz或者667MHz，可以提供8.5GB/s或者5.3GB/s的傳輸帶寬。采用65nm工藝的雙核心Xeon Dempsey使用LGA771接口。與此50XX系列配合的芯片組為INTEL 5000X，5000P，5000Z，5000V。

WoodCrest

這是XEON采用Core微架構的服務器級雙核心處理器，WoodCrest核心處理器包括Xeon 5110(1.6GHz/4MB L2/1066MHz FSB）、Xeon 5120(1.86GHz/4MB L2/1066MHz FSB）、Xeon 5130(2GHz/4MB L2/1333MHz FSB）、Xeon 5140(2.33GHz/4MB L2/1333MHz FSB）、Xeon 5150(2.66GHz/4MB L2/1333MHz FSB）及最高型号Xeon 5160(3GHz/4MB L2/1333MHz FSB），采用LGA 771處理器接口，全線最高功耗隻有80W，對比上代Dempsey核心最高功耗可高達130W有着明顯的改善，支持Intel EM64T、Intel Execute Disable Bit、Intel Virtualization Technology功能，而Demand-Based Switching功能則隻提供于Xeon 5140或以上的型号。另有一款低功耗産品XEON 5148 LV，頻率為2.33GHz/4MB L2 Cache/1333MHz FSB，但最高功耗隻有40W，是正常型号的一半，并完全支持援Intel EM64T、Intel Execute Disable Bit、Intel Virtualization Technology功能及Demand-Based Switching功能。與此51XX系列配合的芯片組為INTEL 5000X，5000P，5000Z，5000V。

CPU性能

随着Intel Core Extreme Edition QX9650的誕生，處理器開始進入45NM時期

這款處理器以其卓越的性能，超低的發熱量，讓INTEL芯片巨頭的位置更加穩定

英特爾至強處理器 7000 系列

跨時代的增加了三個6核心處理器：X7460、L7455、E7450

處理器号Δ 二級高速緩存三級高速緩存時鐘速度（主頻）前端總線系統類型功率内核數

X7460 9 MB 16 MB 2.66 GHz 1066 MHz 多路 130 瓦 6

L7455 9 MB 12 MB 2.13 GHz 1066 MHz 多路 65 瓦 6

E7450 9 MB 12 MB 2.40 GHz 1066 MHz 多路 90 瓦 6

Xeon系列

現有的Xeon跟Core一樣分為三個系列，另有加速卡XeonPhi。隻有部份XeonE3提供内置繪圖核心，其餘均沒有iGPU。

四位數字體号的第一個數字代表最大的處理器數目，有單路、雙路、四路和八路。第二個數字代表CPU插座類型，共有四種規格，第一代産品2、4、6、8分别代表LGA1155、LGA1356、LGA2011和LGA1567。XeonE3XeonE3-1200v3Xeon

E3是針對工作站和入門級服務器的單路處理器系列，隻有E3-1200一個子系列，全部均為四核心，但有四線程和八線程型号。Xeon

E3的更新速度最快，每年跟随消費級的Corei7一同更新，插座也跟消費級産品相同，采用LGA1155和LGA

1150，第一/二/三代産品的型号為E3-1200/E3-1200v2/E3-1200v3。

一些DIY玩家會購買XeonE3代替Corei7，因為部份型号沒有iGPU（因為此類玩家多會另外購置顯卡而不是采用iGPU），價錢較便宜。[在一般的主闆使用，ECC功能會被停用，PCI-E總線隻能使用16條，而非全部20條。XeonE5XeonE5-2600XeonE5是針對高端工作站及服務器的處理器系列，此系列每年更新，不過架構落後XeonE3一代。2013年第3季，XeonE5更新到IvyBridge微架構。與此同時，XeonE3更新到Haswell微架構。

XeonE5共有四個子系列，高端的單路處理器系列E5-1400，入門級雙路處理器系列E5-2400，主流級雙路、四路處理器系列E5-2600及E5-4600，前兩者采用LGA1356，後兩者采用LGA2011。XeonE7XeonE7v2XeonE7是面向關鍵任務和數據中心的處理器系列，可靠性、可用性和可服務性（RAS）比XeonE5更高。

第一代Xeon

E7于2011年第2季推出，提供三個子系列，頂級的八路、四路及雙路處理器系列E7-8800、E7-4800及E7-2800，分别最大支持4TB、

2TB及1TB存儲器。全線代号均為Westmere-EX，支持四通道存儲器技術，采用LGA1567，亦是唯一采用此插座的系列。

第二代XeonE7于2014年第1季推出，代号IvyBridge-EX，提供三個子系列E7-8800/4800/2800v2，全部型号最大支持1.5TB存儲器，采用LGA2011，最多15核心30線程及37.5MBL3。XeonPhiXeonPhiXeon

Phi是運算加速卡的品牌，采用MIC架構（ManyIntegrated

Core），最多61個核心，利用硬件型超線程讓每個核心擁有4個線程，總共244個線程，但此超線程無法關閉。XeonPhi

用作高效運算（HPC）加速，主要用于超級計算機及HPC服務器。XeonPhi

的出現是為了抗衡GPGPU（通用GPU）在HPC領域的普及，美國橡樹嶺國家實驗室的超級計算機泰坦（2012年11月–2013年6月全球最快的超級

計算機）的主要運算能力并不是來自CPU，而是來自NVIDIATeslaGPGPU。

第一批XeonPhi代号均為Knights

Corner，不計算定制化産品，共有六款型号，3100/5100/7100各有兩款型号，分别有57/60/61個核心及6GB/8GB/16GB記

億體。兩款型号的分别在于散熱器的不同，包括主動式、被動式和沒有散熱器，主動式(A)指有風扇，被動式(P)則隻有一塊很大的散熱片，沒有散熱器(X)

需要配合水冷使用。

型号分類

基于Sandy Bridge新架構的Xeon E3-1200系列處理器大緻可以分為三大部分；

一是五款沒有GPU圖形核心的E3-12x0系列，此前已經上市

Xeon E3-1280：四核心，八線程，主頻3.5GHz，動态加速最高3.9GHz，三級緩存8MB，官方标價612美元。

Xeon E3-1270：四核心，八線程，主頻3.4GHz，動态加速最高3.8GHz，三級緩存8MB，官方标價328美元。

Xeon E3-1240：四核心，八線程，主頻3.3GHz，動态加速最高3.7GHz，三級緩存8MB，官方标價250美元。

Xeon E3-1230：四核心，八線程，主頻3.2GHz，動态加速最高3.6GHz，三級緩存8MB，官方标價215美元。

Xeon E3-1220：四核心，四線程，主頻3.1GHz，動态加速最高3.5GHz，三級緩存8MB，官方标價189美元。

Xeon E3-1280熱設計功耗95W，其他四款熱設計功耗80W。

二是四款同樣帶有GPU的E3-12x5系列，也就是今天的主角

Xeon E3-12x5系列更接近桌面上的Sandy Bridge Core i7/i5/i3，隻不過規格更加強大，功能特性也更齊全：32nm工藝制造，LGA1155封裝接口，Tcase溫度72.6℃，熱設計功耗95W；雙通道DDR3-1333/1066内存，最大容量32GB，最高帶寬21GB/s，并支持ECC錯誤校驗；整合圖形核心HD Graphics P3000，動态頻率850-1300MHz，支持Quick Sync視頻轉碼、InTRU 3D立體、FDI彈性顯示輸出、Clear Video HD高清視頻解碼、雙屏輸出等等；SSE4.1/4.2、AVX指令集，Hyper-Threading超線程技術（E3-1225例外），Turbo Boost 2.0動态加速技術，VT-x、VT-d虛拟化技術，TXT可信賴執行技術，DBS按需切換技術，TMT溫控技術，EDB防毒技術，快速内存訪問與彈性内存訪問技術。

Xeon E3-1275：四核心，八線程，主頻3.4GHz，動态加速最高3.8GHz，三級緩存8MB，官

方标價339美元。

Xeon E3-1245：四核心，八線程，主頻3.3GHz，動态加速最高3.7GHz，三級緩存8MB，官方标價262美元。

Xeon E3-1235：四核心，八線程，主頻3.2GHz，動态加速最高3.6GHz，三級緩存8MB，官方标價240美元。

Xeon E3-1225：四核心，四線程，主頻3.1GHz，動态加速最高3.4GHz，三級緩存8MB，官方标價194美元。

這四顆處理器均已在日本秋葉原市場上開賣，售價分别為30980日元、24180日元、22180日元、18480日元，約合人民币2460元、1920元、1760元、1470元。

三是兩款特殊的低功耗節能版本，尚未看到身影

兩顆尚未露面的低功耗版分别是Xeon E3-1260L，四核心八線程，主頻2.4GHz，動态加速最高3.3GHz，三級緩存8MB，集成圖形核心HD Graphics 2000 650-1250MHz，熱設計功耗45W；Xeon E3-1220L，雙核心四線程，主頻2.2GHz，動态加速最高3.4GHz，三級緩存3MB，沒有圖形核心，熱設計功耗20W。