G41：卓越性价比——伯昇科技NSP-1096测试分析
- 来源:计算机世界
- 关键字:G41,性价比,伯昇科技,NSP-1096
- 发布时间:2011-06-13 15:17
价格不是最高也不是最低，规格不前卫但也不落伍，这就是G41，我们今天的主角，英特尔嵌入式产品线中在网络通信市场上拼杀的绝对主力。而它的载体，是中国台湾伯科技股份有限公司推出的一款网络通信硬件平台，代号NSP-1096。这款产品采用1U规格设计，前面板提供了6个千兆电口、两个USB 2.0接口和一个9针串口。接口左侧设有附带按钮的液晶屏，右侧空间则留给了扩展槽位。伯科技为NSP-1096准备了多种规格的扩展卡，用户可以用来为硬件平台添加多达4个千兆接口。
合理的配置与设计
打开NSP-1096的机箱上盖，可以看到处理器所在位置做了有针对性的设计。NSP-1096没有使用处理器散热风扇，而是采用了一个较大型的铜质散热器，通过特别制作的导流罩，配合机箱风扇形成一个专门风道，为CPU、内存条以及北桥芯片散热。风道两侧是磁盘悬挂位和电源，该产品配备了全汉的80Plus电源，让NSP-1096在所有的工作负载时间内都能维持较高的电能转换效率，降低了发热量以及其散热需求。
NSP-1096采用专门为嵌入式平台设计的英特尔G41芯片组，和ICH7/ICH7R南桥芯片搭配使用。作为系统的核心，G41连接着处理器、内存和PCIe总线。它支持1333MT/s的FSB，可以兼容嵌入式产品列表内LGA775接口的各种赛扬、酷睿处理器；内存规格则支持到DDR2-800和DDR3-1333，最大容量分别达到8GB/4GB，且拥有两个内存通道。I/O方面，G41提供了16个PCIe v1.1信道，可以配置为1×16或者2×8；此外，通过DMI 1.0总线和G41连接的ICH7R南桥，还能提供6个PCIe v1.0a信道。在NSP-1096上，这6个信道连接了6颗英特尔82754L网络芯片（对应前置接口，其中两组支持硬件ByPass）；G41提供的PCIe v1.1×16则连接到扩展槽位，用以连接使用了82576、82580等中高端网络控制器的扩展模块。
NSP-1096内置的6颗82574芯片是沿用已久的嵌入式/服务器千兆以太网控制器，支持两个TX/RX队列和两个RSS队列，是一个成熟稳定、性能尚佳的产品。该芯片使用PCIe v1.1×1接口，能支持MSI-X等技术。不过由于连接在支持PCIe v1.0a的ICH7R上，它仅能使用传统的MSI模式。扩展模块上应用较多的82580则是英特尔最新推出的单芯片四网口千兆以太网控制器，采用了支持5GT/s速率的PCIe v2.1×4接口，支持包括LTR、TPH、DCA等在内的诸多特性。面向网络通信、主流服务器和高密度刀片的82580是十分强大的芯片，其规格甚至比上一代的王者82576还要强一些。
测试使用的这台NSP-1096还配备了一颗主频为2.66GHz的英特尔Q9400处理器，该处理器使用45nm工艺设计制造，具有4个核心和6MB二级缓存。内存使用了两根DDR3-1333规格、1GB容量的产品，工作在双通道模式。网络接口方面，除了板载的6个千兆铜口，我们还在扩展槽位安装了一块编号为BEM-580-F4的扩展卡。该卡使用了一颗英特尔82580网络控制器，提供4个额外的SFP接口。不过，理论上该芯片在连接到G41的PCIe v1.1后速率将降为2.5GT/s，功能特性也只有包括MSI-X模式在内的v1.1部分可以使用。
整体性能超越预期
在CF卡中安装了NCPBench 0.8后，我们将每两个相邻接口配置为桥模式，进行纯转发性能与带简单业务情况时的测试（NCPBench的功能介绍和使用方法见上一期连载内容）。对于NSP-1096来说，BEM-580-F4扩展模块在很大程度上左右着整机的处理能力，我们也对其进行了重点考察。考虑到是第一次在这样的配置场景中进行测试，每个项目在使用测试仪表进行测试后，都再使用NCPBench进行一次自测试。我们可以对比两组数据的差异，用以评估NCPBench测试结果的准确性。
从测试结果中可以看出，当NCPBench运行在纯转发模式时，BEM-580-F4扩展模块上的4个接口转发64Byte帧的速率超过4Mpps，其他帧长时均接近或达到线速。这个结果虽然出色，却使人略感遗憾。我们曾经在一台采用5520芯片组的硬件平台上，测得过82580的4个接口间所有帧长均线速转发的结果，也就是说瓶颈不在网络控制器。而对NSP-1096全部10个千兆接口的测试结果表明，该产品对64Byte帧的整机转发能力接近9Mpps，这又意味着，之前测试中的性能瓶颈也不应该在处理器。经过排除分析，我们推测问题很可能来自I/O方面，理论上G41与82580协商后只能使用PCIe v1.1规格进行连接，在传输速率和效率上都大打折扣。此外，硬件平台在缓存和内存等方面的差异，也可能会对数据包转发能力造成一定影响。不过总体来说，NSP-1096的设计已经最大地发挥了G41芯片组的潜能，表现出来的整体性能也超越预期，足以满足其目标市场的需求。
本次测试中，测试仪与NCPBench得到的两组结果保持高度一致，我们只在高负载情况下观察到pps统计数值略有不同，没有出现往常几个百分点级别的差异；加载简单业务后，性能数据也没有发生很大变化，只在使用128Byte帧长测试时有所降低。我们认为，造成这两种情况的主要原因是处理器本身有性能余量，接口带宽也限制了极限数据的出现。单就NCPBench来说，其自测试结果还是比较准确的，可以满足用户的常规测试需求。（产品信息：http：//www.bestek.tw/prdouct-view/NSP-1096/product-nsp-1096.html）
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合理的配置与设计
打开NSP-1096的机箱上盖，可以看到处理器所在位置做了有针对性的设计。NSP-1096没有使用处理器散热风扇，而是采用了一个较大型的铜质散热器，通过特别制作的导流罩，配合机箱风扇形成一个专门风道，为CPU、内存条以及北桥芯片散热。风道两侧是磁盘悬挂位和电源，该产品配备了全汉的80Plus电源，让NSP-1096在所有的工作负载时间内都能维持较高的电能转换效率，降低了发热量以及其散热需求。
NSP-1096采用专门为嵌入式平台设计的英特尔G41芯片组，和ICH7/ICH7R南桥芯片搭配使用。作为系统的核心，G41连接着处理器、内存和PCIe总线。它支持1333MT/s的FSB，可以兼容嵌入式产品列表内LGA775接口的各种赛扬、酷睿处理器；内存规格则支持到DDR2-800和DDR3-1333，最大容量分别达到8GB/4GB，且拥有两个内存通道。I/O方面，G41提供了16个PCIe v1.1信道，可以配置为1×16或者2×8；此外，通过DMI 1.0总线和G41连接的ICH7R南桥，还能提供6个PCIe v1.0a信道。在NSP-1096上，这6个信道连接了6颗英特尔82754L网络芯片（对应前置接口，其中两组支持硬件ByPass）；G41提供的PCIe v1.1×16则连接到扩展槽位，用以连接使用了82576、82580等中高端网络控制器的扩展模块。
NSP-1096内置的6颗82574芯片是沿用已久的嵌入式/服务器千兆以太网控制器，支持两个TX/RX队列和两个RSS队列，是一个成熟稳定、性能尚佳的产品。该芯片使用PCIe v1.1×1接口，能支持MSI-X等技术。不过由于连接在支持PCIe v1.0a的ICH7R上，它仅能使用传统的MSI模式。扩展模块上应用较多的82580则是英特尔最新推出的单芯片四网口千兆以太网控制器，采用了支持5GT/s速率的PCIe v2.1×4接口，支持包括LTR、TPH、DCA等在内的诸多特性。面向网络通信、主流服务器和高密度刀片的82580是十分强大的芯片，其规格甚至比上一代的王者82576还要强一些。
测试使用的这台NSP-1096还配备了一颗主频为2.66GHz的英特尔Q9400处理器，该处理器使用45nm工艺设计制造，具有4个核心和6MB二级缓存。内存使用了两根DDR3-1333规格、1GB容量的产品，工作在双通道模式。网络接口方面，除了板载的6个千兆铜口，我们还在扩展槽位安装了一块编号为BEM-580-F4的扩展卡。该卡使用了一颗英特尔82580网络控制器，提供4个额外的SFP接口。不过，理论上该芯片在连接到G41的PCIe v1.1后速率将降为2.5GT/s，功能特性也只有包括MSI-X模式在内的v1.1部分可以使用。
整体性能超越预期
在CF卡中安装了NCPBench 0.8后，我们将每两个相邻接口配置为桥模式，进行纯转发性能与带简单业务情况时的测试（NCPBench的功能介绍和使用方法见上一期连载内容）。对于NSP-1096来说，BEM-580-F4扩展模块在很大程度上左右着整机的处理能力，我们也对其进行了重点考察。考虑到是第一次在这样的配置场景中进行测试，每个项目在使用测试仪表进行测试后，都再使用NCPBench进行一次自测试。我们可以对比两组数据的差异，用以评估NCPBench测试结果的准确性。
从测试结果中可以看出，当NCPBench运行在纯转发模式时，BEM-580-F4扩展模块上的4个接口转发64Byte帧的速率超过4Mpps，其他帧长时均接近或达到线速。这个结果虽然出色，却使人略感遗憾。我们曾经在一台采用5520芯片组的硬件平台上，测得过82580的4个接口间所有帧长均线速转发的结果，也就是说瓶颈不在网络控制器。而对NSP-1096全部10个千兆接口的测试结果表明，该产品对64Byte帧的整机转发能力接近9Mpps，这又意味着，之前测试中的性能瓶颈也不应该在处理器。经过排除分析，我们推测问题很可能来自I/O方面，理论上G41与82580协商后只能使用PCIe v1.1规格进行连接，在传输速率和效率上都大打折扣。此外，硬件平台在缓存和内存等方面的差异，也可能会对数据包转发能力造成一定影响。不过总体来说，NSP-1096的设计已经最大地发挥了G41芯片组的潜能，表现出来的整体性能也超越预期，足以满足其目标市场的需求。
本次测试中，测试仪与NCPBench得到的两组结果保持高度一致，我们只在高负载情况下观察到pps统计数值略有不同，没有出现往常几个百分点级别的差异；加载简单业务后，性能数据也没有发生很大变化，只在使用128Byte帧长测试时有所降低。我们认为，造成这两种情况的主要原因是处理器本身有性能余量，接口带宽也限制了极限数据的出现。单就NCPBench来说，其自测试结果还是比较准确的，可以满足用户的常规测试需求。（产品信息：http：//www.bestek.tw/prdouct-view/NSP-1096/product-nsp-1096.html）
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