Масштабируемые процессоры intel xeon что это

Что такое Intel Xeon Scalable?

Обновление модельного ряда процессоров Intel Xeon в этом году стало самым значительным событием на рынке серверных платформ Intel начиная с 2011 года – тогда были выпущены так привычные нам линейки Е3, Е5, Е7. И вот снова четырехзначные индексы, вдобавок серии Platinum, Gold, Silver и Bronze, а также обобщающий бренд Xeon Scalable. С первой попытки оказалось трудно понять логику происходящего, и в заинтересованных кругах подвис вопрос: зачем это вообще понадобилось? Об идеологической подоплеке создания семейства Xeon Scalable и самых интересных новшествах в нем мы расскажем в этом посте.

Быстрее, совместимее, гибче

Итак, для начала идеологический аспект. В последние годы жизнь в семействе Intel Xeon шла по накатанному. Постепенно щелкали счетчики поколений, происходило это несинхронно и беспорядочно. Каждая линейка Е3, Е5, Е7 жила своей жизнью, в своем сокете, несовместимая с соседями. Сервера проектировались под конкретную линейку и только под нее.

Шло время, Е7 менялись медленно, Е3 побыстрее, но все равно значительно, на несколько лет, опаздывали по техпроцессу от Intel Core. А нереализованный потенциал – это упущенная выгода. Проанализировав ситуацию, в Intel выделили ключевые проблемы, которые должен решить выход принципиально новых Xeon:

  • максимально оперативный выход новых Xeon вслед за обновлением ядра Core,
  • единовременное обновление линейки Xeon по всей ширине,
  • совместимость по сокету всех Xeon Scalable.

В чем смысл понятия Scalable? В том, что при соблюдении указанных технологических условий (и еще ряда функциональных, о которых речь ниже) Xeon Scalable становится подходящей основой для «кирпичика» построения современной, хорошо масштабируемой системы. Смена поколений поддержит актуальность системы и ее пригодность для постоянно изменяющегося профиля нагрузок, а совместимость по сокету позволит создавать самые разнообразные варианты «кирпичиков» нужной производительности и стоимости.

Какие области более всего нуждаются в комплексах с подобными характеристиками? Самые динамично развивающиеся, такие как облачные хранилища и сервисы, программно определяемые системы и так далее. Ну а что делать, если требуются сервера под традиционные нагрузки, скажем, для телекома (к слову сказать, показывающего в последнее время отрицательную динамику роста серверных мощностей)? Тогда Xeon Scalable можно считать следующим поколением Intel Xeon, партнеры Intel без проблем предоставят вам консультацию о соответствии старых и новых линеек.

Новые возможности

Теперь о функциональных новшествах Xeon Scalable – они также служат цели превращения платформы в идеально масштабируемую ноду.

  • Intel Volume Management Device (Intel VMD). Быстрые сервисы требуют быстрых хранилищ. Технология Intel VMD позволяет организовать набор различных NVMe устройств как единое логическое хранилище и презентовать его потребителям. Таким образом, для организации сетевого доступа к данным на PCIe накопителях более не требуются дополнительные устройства. Интеграция – необходимое условие масштабируемости.
  • Intel Virtual RAID on CPU (Intel VROC). Комбинированное аппаратно-программное решение, позволяющее создавать RAID различных уровней из PCIe накопителей.
  • Встроенный контроллер 4x10G Ethernet. По оценке Intel, сетевой интерфейс с суммарной производительностью 40 Гбит/с будет достаточным для подключения одной ноды. Опять-таки, согласно стратегии, он должен быть встроенным.
  • Remote Direct Memory Access (RDMA). Для эффективной кластеризации необходим прямой обмен содержимым памяти между приложениями на разных нодах. Новые сетевые контроллеры Intel Ethernet Connection X722 поддерживают RDMA с расширением iWARP (Internet Wide-Area RDMA Protocol), позволяющим передавать данные без дополнительного копирования и без задействования ядер операционных систем.

Scalable и не только

Означает ли нынешняя реформа то, что все Intel Xeon станут теперь Scalable? Отнюдь. В целом линейка будет выглядеть следующим образом:

  • Xeon Scalable – преемники Xeon E3/E5/E7. Таблица соответствия для наглядности приведена выше. И да, мы по-прежнему не знаем, почему отсутствует 7000 серия
  • Xeon D – компактный SoC для систем хранения и телеком решений, линейка продолжает развиваться, новые модели будут представлены в конце этого года
  • Xeon W (Workstation) – процессоры для производительных рабочих станций, аналог старших Core, оснащенный серверным функционалом. Представлены в 3 квартале
  • Xeon E (Essential) – в какой-то степени продолжение нынешних Xeon E3, серверные процессоры начального уровня. Срок выхода пока не объявлен.
Читайте также:  Вентиляторы для видеокарт msi 1070ti

Итак, ситуация с модернизацией линейки Intel Xeon стала более понятной. Новая градация отражает стремление Intel акцентироваться на быстро растущих сегментах рынка и предложить для них оптимальное решение. Все прочие потребители могут рассматривать ее как переиндексирование вкупе со сменой поколения, принесшей определенные функциональные улучшения. К новым индексам, я думаю, мы все вскоре привыкнем – тем более, что они, в общем-то, хорошо забытые старые.

Сервера с Intel Scalable уже доступны для заказа. Вот, например, HP DL360 Gen10. Обратите внимание, если предыдущее поколение DL360 строилось только на процессорах Intel Xeon E5 (как и положено двухсокетному серверу), то теперь в вашем распоряжении весь набор линеек от 3000 до 8000 (от Bronze до Platinum). Вот такая скалабильность получается.

Источник

Сравнительная памятка по процессорам Intel Scalable

Фактически уже завершился переход OEM производителей на использование процессоров Intel семейства Scalable (Skylake-SP). О новых фичах можно узнать из статьи в блоге Intel. Здесь же речь пойдет о пользовательском подходе в выборе процессоров при заказе оборудования.

Как нам предлагают делать выбор:

Сравнительная таблица

Процессоры Intel Scalable делятся на различных 5 групп, которые имеют разное назначение и ценовую политику. Bronze для самых бюджетных систем, Silver имеет лучшее соотношение цена/производительность, Gold необходим для производительных или 4хсокетных серверов, и только Platinum поддерживает 8сокетные системные платы.

Группа Ценовой диапазон* Количество сокетов Количество ядер Минимальная стоимость одного ядра
Bronze 31XX $213-$316 2 6-8 $35
Silver 41XX $417-$1112 2 4-12 $52
Gold 51XX $1221-$1727 2 4-14 $106
Gold 61XX $1691-$5949 2,4 6-22 $124
Platinum 81XX $3115-$13011 2,4,8 4-28 $195

* Цены взяты с сайта Intel

Другие различия

Различия между семействами не только в количестве ядер и сокетов. Так же маркетинговое выравнивание произведено по максимальной частоте ядра, поддерживаемой памяти и работе 512битных FMA-инструкций.

Базовая частота ядра

  • Bronze 1.7 GHz
  • Silver 1.8-2.6 GHz
  • Gold 51XX 1.9-3.6 GHz
  • Gold 61XX 2.0-3.5 GHz
  • Platinum 2.0-3.6 GHz

Max memory

Поддерживаемые модели памяти

  • Bronze DDR4-2133
  • Silver DDR4-2400
  • Gold 51XX DDR4-2400
  • Gold 61XX DDR4-2666
  • Platinum DDR4-2666

Поддержка AVX-512

Количество выполняемых FMA инструкций за раз

  • Bronze одна
  • Silver одна
  • Gold 51XX одна
  • Gold 61XX две
  • Platinum две

Результаты наблюдений и выводы

Ограничения в работе памяти или FMA инструкций не так значительно влияют на итоговую производительность, как количество ядер, поэтому при выборе можно оставить их за рамками анализа.

Более того, можно наблюдать двукратный скачок стоимости за одно ядро при переходе от Silver к Gold, поэтому стоит взять как пороговый вариант процессор Silver 4116 (12C, 2.1ГГц). Если его недостаточно для решения поставленных задач, то в таком случае придется выбирать процессор из более дорогой группы Gold 51XX.

Это что касается обычных двухпроцессорных платформ. Если же требуется построить систему из 4 процессоров, то нам подходит только Gold 61XX (или платинум), а для решений на базе 8сокетных систем остается только группа Platunum.

Источник

Что такое Intel Xeon Scalable Gen3?

В свое время, в далеком уже 2017 году, мы опубликовали статью Что такое Intel Xeon Scalable?, в которой поясняли суть масштабной трансформации серверной линейки процессоров Intel. С тех пор прошло 4 года и два поколения Xeon, и мы вновь решили вернуться к этой теме. Что представляют из себя Intel Xeon Scalable Gen3, какие новейшие технологии они в себя вобрали? Как выглядит линейка Xeon, что означают многочисленные индексы моделей? Обо всем этом мы расскажем здесь.

Все о ядре Sunny Cove

Начнем с самого главного. Семейство Ice Lake-SP, процессоры Intel Xeon Scalable третьего поколения, предназначены для использования в двухсокетных серверах (платформа Whitley) и включают в себя ядра Sunny Cove, выполненные по 10 нм техпроцессу. Вот так во всей своей красе выглядит кристалл 28-ядерного процессора Ice Lake-SP.

В ядре Sunny Cove много микроархитектурных усовершенствований и новшеств. Сравним важнейшие характеристики ядра с предшествующим поколением.

Cascade Lake Ice Lake
Буфер для хранения инструкций для внеочередного исполнения команд 224 384
Количество операций загрузки + хранения в кэш-памяти 72 + 56 128 + 72
Количество команд в планировщике 97 160
Количество регистров (целочисленных и с плавающей запятой) 180 + 168 280 +224
Очередь выборки команд 64 на поток 70 на поток;
L1Dкэш (Kбайт) 32 48
Скорость работы L1 Dкэша (загрузка + хранение) (Байт/Цикл) 128 + 64 128 + 64
Буфер ассоциативной трансляции L2 (записей) 1.5K 2K
L2-кеш (Мбайт) 1 1.25

Микроархитектура ядра Sunny Cove выглядит следующим образом.

Подытоживая, выделим основные улучшения Sunny Cove по сравнению с предшественником.

  • Улучшен блок выборки команд – больше емкость и быстрее предсказатель переходов
  • Более широкий и глубокий уровень выполнения команд – больше ресурсов на выборку и выполнение
  • Улучшения в кэше адресов L2, ускорение однопоточных вычислений, алгоритмов предвыборки
  • Серверные улучшения – больше L2-кэш, второй FMA (fused multiply-add) блок

И, наконец, еще один принципиальный вопрос — добавленный аппаратный функционал ядра. Итак, о новых инструкциях Sunny Cove. Для нужд криптографии добавлены операции арифметики больших чисел (AVX-512 Integer Fused-Multiply-Add), в частности, VPMADD52 — FMA 52-битных целых. А также инструкции векторного AES, в том числе допускающие параллельную обработку, и новые инструкции поля Галуа (алгоритмы шифрации и коррекции ошибок). Добавлена аппаратная поддержка алгоритмов криптографического хеширования SHA-NI.

В области сжатия данных и специальных SIMD-инструкций также проведена большая работа. Добавлены операции битовой алгебры, а также инструкции VBMI (Vector Bit Manipulation Instruction) для операций перестановки, сдвига, расширения и сжатия, используемых в дискретной математике, словарной декомпрессии и проч.

Что в индексе тебе моем

Нынешний «большой запуск» включает в себя сразу 53 модели процессоров. Как разобраться в таком разнообразии? В этом нам помогут индексы моделей, разделяющие все поколение на группы. Признаться, сначала эти индексы, наоборот, всех запутали — к нам регулярно приходили просьбы пояснить их значение. Что ж, сейчас есть возможность разобраться в обоих вопросах.

В таблицах ниже приведены основные характеристики каждой серии. Темно-серый цвет обозначает класс Xeon Platinum, желтый — Xeon Gold, светло-серый — Xeon Silver.

Начнем мы с серии H/HL для 4- и 8-сокетных платформ, стоящей во всей линейке несколько особняком. Эти модели принадлежат к предыдущему семейству Cooper Lake, выполнены по 14-нм техпроцессу и имеют соответствующий функционал (ревизию PCIe, поддержку памяти и т.д.). Они предназначены для специально разработанных для них серверов — просим иметь в виду. Серия Н поддерживает до 1,2 Тб памяти на сокет, HL — до 4,5 Тб.

Далее следует основная серия без индексов (ну, почти). Она олицетворяет саму сущность Xeon Scalable: масштабируемость и полезность каждого ядра — вы получаете ровно то, что вам требуется. Как видите, совсем без индексов и тут не обошлось: модели с буковкой Y поддерживают технологию Intel Speed Select — Performance Profile 2.0 (Intel SST PP). На эту тему мы еще поговорим.


Отдельно обратим внимание на серию с увеличенным размером анклава SGX — они не удостоились отдельного индекса, но имеют 512 Гб под анклавы SGX вместо типовых для Gen3 64 Гб. Дополнительные индексы в этом списке: Q — предназначен для водяного охлаждения, S — поддерживает Intel Speed Select — Performance Profile 2.0.

Серия P/V для облачных провайдеров насчитывает пока по одному экземпляру каждого процессора. P предлагается использовать в IaaS, а V — в SaaS платформах виртуализации.

Модели с индексом N — для сетевых устройств и технологий виртуализации сетевых функций.

Очень маленькая пока серия М — для обработки медиа и AI-применений.

Индекс T указывает на соответствие стандарту NEBS — такие процессоры могут работать в экстремальных условиях и рассчитаны на длительное использование.

Процессоры серии U могут использоваться только в односокетных платформах.

Теперь вы знаете об индексах Xeon Scalable Gen3 всё!

Speed Select бывает разный

Далее хотелось бы затронуть еще одну важную тему. Процессоры Xeon Scalable Gen3 — это не только большое количество мощных ядер, но и самая интеллектуальная у Intel технология управления их производительностью. Набор средств для обеспечения максимальной эффективности использования процессора Xeon носит название Intel Speed Select (Intel SST) и включает в себя:

  • Intel SST – Performance Profile (Intel SST-PP, ранее Speed Select);
  • Intel SST – Base Frequency (Intel SST-BF, ранее Prioritized Base Frequency);
  • Intel SST – Core Power (Intel SST-CP);
  • Intel SST – Turbo Frequency (Intel SST-TF, ранее FACT).

Первые две технологии доступны только для семейства Ice Lake, вторые, в том числе, и для Cooper Lake — моделей с индексом Н. Расскажем коротко о каждой из них.

Intel SST-PP позволяет сконфигурировать для процессора три конфигурационных профиля, включающих в себя количество активных ядер, TDP, базовую частоту SIMD, температуру перехода (TjMax), а начиная с Ice Lake еще и ряд других, таких как базовая частота AVX2/AVX512, частота памяти и прочее. Управление конфигурациями осуществляется с помощью утилиты Intel. Таким образом, мы получаем три фиксированных набора характеристик (показаны на схеме звездочками), оптимальных для каких-либо нагрузок — по сути, три разных процессора. Далее, эти процессоры используются различными группами пользователей для своих задач на основе разделения времени или по графику: скажем, днем сервер выполняет функцию VDI, а ночью считает результаты каких-либо экспериментов или занимается тяжелым рендерингом.

Intel SST-BF, как следует из названия, перераспределяет базовую частоту между менее и более приоритетными ядрами, тем самым улучшая общую производительность системы, ведь при ее использовании дополнительную частоту получат ядра с критически важной нагрузкой.

С помощью Intel SST-CP операционная система или менеджер виртуальных машин может назначать приоритеты процессорным ядрам. Когда появляется возможность для повышения частоты, Power Control Unit (PCU) распределяет запас согласно приоритетам. Приоритизация частоты работает с расширениями SSE, AVX2, AVX512. Таким образом, дополнительная производительность доставляется именно туда, где она требуется больше всего: для решения критических на текущий момент задач и ликвидацию узких мест.

SST-TF позволяет выбранным приоритетным ядрам превысить потолок максимальной турбо-частоты; при этом турбо-частота для остальных ядер будет уменьшена исходя из ТТХ процессора. Набор приоритетных ядер может изменяться динамически во время работы.

Почему стоит переходить на Gen3 уже сейчас?

Напоследок давайте подведем итоги, так сказать, с потребительской точки зрения. Почему Xeon Scalable Gen3 интересны прямо сейчас? Во-первых, все вышеперечисленные улучшения вылились в солидный прирост производительности — около 20% по сравнению с предшественниками. Это означает, что для тех же задач можно использовать или меньше серверов, или более дешевые процессоры.

Во-вторых, напомним основные технические преимущества — для кого-то это тоже будем важным.

  • 8-канальная (макс.) память DDR4-3200 до 6 Тб на процессор;
  • Intel Optane Persistent Memory 200 для реализации больших объемов памяти и быстрых накопителей;
  • PCI Express 4.0 — новые скорости для средств хранения и всей периферии (до 64 линий);
  • не забываем про Intel VROC — ее обновленная версия вкупе с новой конфигурацией PCIe позволяют создать NVMe хранилища со скоростными характеристиками, недостижимыми для обычного RAID.

В-третьих — думаем, это заинтересует разработчиков — новые фишки Gen3, о которых мы рассказывали вначале. уже реализованы в свежих версиях компилятора Intel oneAPI DPC++/C++. Как говорится, функциональность готова к употреблению.


Сервер HPE ProLiant DL380 Gen10 Plus на базе Intel Xeon Scalable Gen3

Ну и в-четвертых, что немаловажно, ведущие производители серверного «железа», такие как HPE, ASUS и прочие, за этот год успели представить большой ассортимент продуктов на базе Gen3 — как готовых к использованию изделий, так и различного рода «конструкторов». Так что с предложением проблем также быть не должно.

Мы рассказали самое основное о процессорах Intel Xeon Scalable Gen3. Если вам интересна эта тема, пишите нам, о чем бы вы еще хотели узнать.

Источник

Adblock
detector