A economia de custos faz com que os componentes usados nos servidores sejam cada vez mais parecidos com os usados nos desktops, o que naturalmente inclui os processadores. Embora existam processadores específicos para uso em servidores, como o Sun UltraSPARC T1 (Niagara), a grande maioria dos servidores são baseados em processadores “domésticos”, como o Core 2 Duo e o Athlon X2, ou mesmo em processadores de baixo custo, como o Celeron e o Sempron.
Apesar disso, tanto a Intel quanto a AMD investem valores consideráveis em suas linhas de processadores destinados a servidores: do lado da Intel temos a linha Xeon (pronuncia-se “zion”) e do lado da AMD temos o Opteron. Ambas as plataformas são baseadas nas mesmas arquiteturas utilizadas nos processadores domésticos (novamente a questão da economia de custos), mas oferecem alguns diferenciais importantes no caso dos servidores, como o uso de mais cache, suporte a multiprocessamento e a presença de mais núcleos, recursos que podem ser implementados sem grandes mudanças no projeto do processador. Em geral, novos projetos começam sua carreira como chips para servidores (onde os fabricantes podem trabalhar com margens de lucro maiores) e só depois de algum tempo é que chegam ao mercado doméstico. Com isso, as linhas de processadores para servidores estão quase sempre um passo à frente.
Embora mais caros, eles são úteis em situações onde você precisa de um servidor com o maior poder de processamento possível. Como um servidor é usado por longos períodos, o custo do processador é amortizado por um longo período, por isso o gasto adicional pode acabar não fazendo tanta diferença no final das contas.
Tanto o Xeon quanto o Opteron passaram por várias encarnações. De forma que dizer “um servidor com processador Intel Xeon” não é muito mais descritivo do que dizer “um PC com processador Intel”. Existiram tantas versões do Xeon que pode-se tratar tanto de um servidor ultra-high-end, com 4 processadores e 16 núcleos quanto de uma velharia com mais de 10 anos de idade :).
O primeiro modelo do Xeon era baseado no antigo Pentium II com core Deschutes (de 0.25 micron) e foi lançado em 1998. Diferente do Pentium II, onde o cache L2 operava à metade da freqüência do processador, o Xeon utilizava cache full-speed, com versões de 512 KB, 1 MB e 2 MB. Na época, ainda não existiam processadores com vários núcleos, mas era possível espetar 4 Xeons em uma placa-mãe baseada no chipset i450NX.
Esta versão inicial foi substituída em 1999 por versões baseadas no Pentium III. A primeira versão (core Tanner) era baseada no core Katmai (o mesmo usado na versão inicial do Pentium III regular), mas se diferenciava por existir em versões com até 2 MB de cache L2. Acompanhando o lançamento do Pentium III Coppermine, a Intel lançou o Xeon com core Cascades, que adotou o uso de cache L2 on-die, novamente em versões com até 2 MB de cache.
Até então, a marca “Xeon” era usada em conjunto com o “Pentium”, de forma que o Xeon baseado no Pentium III se chamava “Pentium III Xeon”. Em 2001, com o lançamento dos primeiros modelos baseados na arquitetura NetBurst (do Pentium 4) os processadores passaram a ser chamados apenas de “Xeon”. Surgiram então as séries “Xeon UP” (uni-processor), “Xeon DP” (dual-processor) e o “Xeon MP” (multi-processor). Como os nomes sugerem a principal diferença entre as três séries é que a série UP não oferece suporte a multiprocessamento, a DP permite o uso de apenas dois processadores, enquanto a MP permite o uso de quatro processadores (ou até oito, com o uso de hardware especial).
As primeiras versões do Xeon DP foram baseadas no core Foster, ainda produzido usando uma técnica de 0.18 mícron, a mesma utilizada pelas versões iniciais do Pentium 4. Elas compartilhavam os mesmos problemas da versão doméstica do Pentium 4: o baixo desempenho por ciclo de clock e o uso de memórias RAMBUS, que encareciam o conjunto sem adicionar ganhos palpáveis de desempenho. Diferente dos modelos anteriores, eles traziam apenas 256 KB de cache L2, exatamente a mesma quantidade usada no Pentium 4 doméstico, baseado no core Willamette. Esta versão inicial foi produzida em versões com clock de 1.4 a 2.0 GHz.
Em 2002 surgiu o core Prestonia, fabricado usando a mesma técnica de 0.13 micron usada no Pentium 4 com core Northwood. Ele possuía 512 KB de cache L2 on-die (assim como o Northwood), a grande vantagem não era o processador em si, mas sim o chipset E7500 lançado em conjunto com ele, que oferecia suporte a memórias DDR em dual-channel, mais de um ano antes dos chipsets Intel para desktops. O Xeon com core Prestonia foi produzido em versões de 1.8 a 3.06 GHz, todas com 512 KB de cache L2.
Estas versões iniciais do Xeon utilizavam placas soquete 603, diferentemente dos processadores Pentium 4 para desktop, que na época ainda utilizavam placas soquete 478. Os pinos adicionais serviam para aumentar o fornecimento elétrico ao processador e para implementar o suporte a SMP.
Um exemplo de placa soquete 603 para uso em servidores que foi relativamente popular é a Tyan Tiger i7500 S2722, lançada em setembro de 2002. Você pode notar que ela não possui um slot AGP e possui apenas três slots de expansão (dois PCI-X e um PCI de 32 bits). Os dois slots PCI-X eram geralmente usados para a instalação de controladoras SCSI ou SAS, enquanto o slot PCI ficava de reserva para o caso de ser necessário instalar qualquer periférico de legado:
A plataforma soquete 603 teve uma vida relativamente curta e restrita às placas com bus de 400 MT/s (100 MHz com 4 transferências por ciclo). Em novembro de 2002, a Intel iniciou a transição para a plataforma 604, lançando versões atualizadas dos processadores baseados no core Prestonia.
Apesar do encaixe possuir um único pino a mais, as placas soquete 604 representam uma plataforma bem diferente. Duas diferenças cruciais são o suporte a bus de 533, 667 ou 800 MT/s (de acordo com o chipset usado) e suporte ao uso de 4 ou 8 processadores. A plataforma soquete 604 foi usada tanto por modelos do Xeon DP quanto do Xeon MP. Naturalmente, os processadores soquete 603 são incompatíveis com as placas soquete 604 e vice-versa.
O Prestonia foi sucedido pelo Gallatin que, embora ainda fosse um processador single-core, inclui 1 ou 2 MB de cache L3 on-die, de acordo com a versão. Dentro da série DP ele foi lançado em versões de 2.4 a 3.2 GHz.
Todos os modelos do Xeon que citei até aqui suportam apenas instruções de 32 bits. Os primeiros Xeons com suporte ao conjunto EM64T foram os modelos baseados no core Nocona, lançados em 2004, série que incluiu modelos de 2.8 a 3.6 GHz. Eles foram seguidos pelos modelos baseados no core Irwindale, lançado em 2005, que incluía 2 MB de cache L2 e atingiram a marca dos 3.8 GHz.
Em maio 2006 foi lançada a série 5000, baseada no core Dempsey, produzido em uma técnica de 0.065 micron. Eles são processadores dual-core, que possuem 4 MB de cache L2 L2 (2x 2MB), o que representou um grande salto em relação às versões anteriores. A partir deles, a Intel passou a utilizar um sistema de numeração para diferenciar os processadores, já que a freqüência de clock deixou de ser um fator determinante.
Dentro do sistema de numeração, os processadores 3xxx são integrantes da séria UP, sem suporte a multiprocessamento, os 5xxx são integrantes da série DP, enquanto os 7xxx fazem parte da série MP. Este sistema é similar ao usado pela AMD no Opteron.
Isso nos trás de volta aos dias atuais, com os modelos do Xeon baseados na plataforma Core. A mudança resultou em uma evolução similar ao que tivemos nos desktops, onde assistimos à migração do Pentium D para o Core 2 Duo, ou seja, processadores de clock mais baixo, mas que oferecem um desempenho por clock muito superior e um consumo elétrico mais baixo. De uma forma geral, podemos dizer que um Xeon baseado na plataforma Core oferece um desempenho por núcleo similar ao de um Xeon antigo (baseado na plataforma NetBurst) com o dobro do clock.
O primeiro dentro da nova linha é o core Woodcrest, lançado em junho de 2006, um dia antes do Core 2 Duo para micros desktop. Ele foi usado em modelos da série 51xx, incluindo o Xeon 5110 (1.6 GHz, 4 MB), 5120 (1.83 GHz, 4 MB), 5130 (2.0 GHz, 4 MB), 5140 (2.33 GHz, 4 MB), 5150 (2.66 GHz, 4 MB) e 5160 (3.0 GHz, 4 MB).
Todos são processadores dual-core com suporte a instruções de 64 bits, equipados com 4 MB de cache L2 (unificado) e utilizam placas baseadas no soquete 771. Com exceção do 5110 e do 5120 (que utilizam bus de 1066 MHz) todos os modelos utilizam bus de 1333 MHz.
Pouco depois, em novembro de 2006, foi lançada a série 53xx, baseada no core Clovertown. Ele é uma versão quad-core do Woodcrest, obtida através da combinação de dois processadores no mesmo encapsulamento, de forma muito similar ao feito nos processadores Core 2 Quad baseados no core Kentsfield.
Em novembro de 2007 foi anunciado o Harpertown, fabricado usando a mesma técnica de 0.045 micron usado nos Core 2 Duo com core Penryn. Além de reduzir o consumo elétrico dos processadores, o uso da nova técnica de produção permitiu aumentar o volume de cache L2 de 2x 4 MB para 2x 6 MB, resultando em um total de 12 MB por processador.
Assim como no caso do Clovertown e de processadores anteriores, os Xeon quad-core baseados no Harpertown não são processadores quad-core “nativos”, mas sim obtidos através da combinação de dois processadores dual-core no mesmo encapsulamento. Isso permite que a Intel teste separadamente cada um dos processadores, reduzindo o volume de processadores defeituosos que precisam ser descartados nas etapas finais da produção.