Страница 1: Intel Xeon E5-2600 v4 – новые серверные CPU с 22 ядрами
Intel представила новые двухсокетные серверные процессоры. Объявлены новые процессоры Broadwell-EP были в первом квартале 2016, но доступны они будут только во втором квартале. По сравнению с предшественником Haswell-EP новые CPU в линейке Xeon E5-2600 v4 производятся по 14-нм техпроцессу, что позволяет упаковывать на кристалле больше ядер, а также вносить некоторые архитектурные улучшения. Топовый процессор содержит уже 22 ядра вместо 18, доступных у предыдущего поколения. У некоторых моделей тактовые частоты заметно снижены, но Intel компенсирует их многочисленными улучшениями архитектуры Broadwell.
Три разных дизайна
В линейки Xeon E5-2600 v4, как и раньше, присутствуют три разных типа дизайна процессоров. Базовая структура CPU не претерпела существенных изменений по сравнению с Haswell-EP. В зависимости от дизайна CPU, через каждое из двух внешних колец подключаются до 12 ядер. Для обмена данными между двумя кольцевыми шинами предусмотрены два буферизованных коммутатора. К кольцевым шинам подключаются QPI Agent, Home Agent, контроллер памяти, что позволяет ядрам обращаться, например, к памяти не только через основное кольцо. Для топовых моделей Intel выбрала дизайн HCC (High Core Count), теоретически позволяющий использовать до 24 ядра, по 12 в каждом кольце. Но флагман линейки Xeon E5-2600 v4 получил только 22 ядра. Полные 24 ядра, скорее всего, мы увидим только в линейке E7, либо в течение года Intel добавит новые модели.
Для моделей с числом ядер до 14 используется дизайн MCC (Medium Core Count). Здесь десять или пять ядер соединяются с помощью тех же кольцевых шин, что и ниже, но правый блок второго кольца полностью отключается, как и одно ядро, поскольку процессоров с 15 ядрами не представлено. У «младших» моделей LCC (Low Core Cost) используется только одна кольцевая шина, к ней подключаются до пяти пар ядер, то есть до десяти ядер. Intel отключает и отдельные ядра, в зависимости от модели: у «младшего» CPU доступны только четыре ядра.
Более быстрая память, меньшая площадь ядра
Отличия между тремя дизайнами кроются не только в числе ядер, но и в объеме кэша: чем меньше ядер, тем меньше емкость кэша. В зависимости от версии дизайна, кэш составляет, максимум, 60 или 55 Мбайт, 35 Мбайт и 25 Мбайт. Соотношение между кэшем и ядрами не изменилось и составляет те же 1:2,5, что и у архитектуры Sandy Bridge EP. Контроллер памяти новых Xeons поддерживает до трех DIMM на канал, то есть в общей сложности до 24 планок. Intel говорит о емкости памяти до 3 Тбайт на сокет. Контроллер памяти, как и у предыдущего поколения, поддерживает DDR3 или DDR4, даже поддерживаются 3DS-LRDIMM. По крайней мере, по памяти DDR4 мы получили небольшое увеличение частоты, теперь Broadwell-EP поддерживает модули до 2.400 МГц. Присутствует и поддержка памяти Transactional Memory (TSX), которую Intel пришлось полностью отключить у Haswell из-за ошибок с задержками. Новое поколение серверных процессоров поддерживает 44 линии PCIe 3.0 (4x ESI) и две шины QPI. Каких-либо изменений к подключениям QPI Intel не вносила, максимальная скорость составляет 9,6 GT/s, но не все процессоры работают на такой скорости – часть моделей поддерживают только 8,0 или даже 6,4 GT/s.
Размер кристалла составляет 18,1 x 25,2 мм, на нем содержатся до 7,2 млрд. транзисторов. Как видим, площадь Broadwell-EP составляет порядка 456 мм², что заметно меньше предыдущего поколения, несмотря на увеличение числа ядер. Процессоры с дизайном HCC Haswell-EP были на 45% крупнее с площадью около 700 мм². Новое поколение содержит больше транзисторов из-за увеличения числа ядер и дополнительного кэша, процессоры Xeon E5-2600 v3 использовали до 5,69 млрд. транзисторов.
В остальном новые серверные CPU опираются на знакомую архитектуру Broadwell, по сравнению с Haswell отличий у нее не так много. Можно отметить увеличенный планировщик инструкций и буферы, что позволяет более эффективно снабжать отдельные ядра данными и распределять больше команд. Также сократилось число тактов, необходимых для векторных вычислений и умножения чисел с плавающей запятой. Отметим более быстрый делитель Radix 1024 и увеличенный 16-entry 1G TLB. Последняя архитектура Intel Core, а именно Skylake, пока используется только в настольных ПК и ноутбуках.
Прежний сокет, прежние цены
С остальной инфраструктурой изменений не так много. В процессор по-прежнему встроен стабилизатор напряжения (FIVR), поэтому Intel не стала менять сокет и платформу. TDP, как и у предшественника, составляет до 160 Вт, у «младших» моделей мы получаем от 55 до 145 Вт. Базовая тактовая частота, в зависимости от SKU, составляет от 1,7 до 3,5 ГГц. Благодаря Turbo Boost частота под нагрузкой может увеличиваться вплоть до 18 шагов по 100 МГц. Приложениям, использующим набор инструкций AVX, придется довольствоваться меньшим приростом до 14 шагов, причем и базовая тактовая частота в режиме AVX у новых Xeon меньше. Впрочем, так было и у Haswell-EP. Режим Turbo Boost стал более гибким, даже при полной нагрузке на ядра возможно увеличение на две-шесть ступеней по сравнению с базовой частотой. Благодаря поддержке SMT (Hyper-Threading) у большинства SKU ядра могут выполнять по два потока. По сравнению с линейкой Xeon E5-2600 v3 обращаешь внимание на меньшую базовую частоту. Падение у Broadwell-EP составляет порядка 400 МГц, но оно обычно компенсируется высокой частотой Boost.
С самого старта линейки Broadwell-EP Intel представила 22 модели, которые заменят предшественников по схожим ценам. Можно предвкушать и настольные модели, которые Intel наверняка представит во второй половине года – здесь можно говорить о десяти ядрах и более высокой тактовой частоте. Напомним, что предыдущая топовая модель Intel Core i7-5960X содержала восемь ядер.
Первые тесты производительности
На пресс-мероприятии, которое прошло в начале марта в Хилсборо (США), Intel представила новые серверные CPU журналистам, а также провела несколько презентаций, которые заканчивались сессией вопросов-ответов. Наши редакторы смогли получить первое представление о производительности новых процессоров. Результаты нельзя назвать финальными (тем более для серверного окружения), но они подходят для первой оценки новой платформы.
В тесте Cinebench два новых Intel Xeon E5-2699 v4, каждый содержал 22 ядра (44 потока) и 55 Мбайт кэша L3 (88 потоков в сумме) на частоте 3,6 ГГц с тепловым пакетом 145 Вт показали 5.367 баллов. Для сравнения, Intel Core i7-3930K на архитектуре Sandy Bridge-E с 12 потоками дал порядка 1.096 баллов, то есть почти в пять раз меньше. Настольный процессор Intel Core i7-4770K показал всего 822 балла. В окружении HPC новая платформа дает на 46% более высокую производительность, чем процессор Intel Xeon E5-2600 v3.