Xeony E5-2600 v3 jdou dobývat servery. S osmnácti jádry a 662 mm² křemíku

0

Před rokem uvedl Intel serverové procesory Xeon E5-2600 v2 na bázi čipů Ivy Bridge-EP. S dvanácti jádry tehdy do oblasti serverů přinesly slušný nárůst výkonu a efektivity. Letos je však Intel ještě o notný kus překonává. Včera totiž uvedl následující generaci Xeon E5-2600/1600 v3. Ačkoliv jsou čipy stále vyráběny na 22 nm, zvýšil Intel počet jader o 50 %: nejvyšší modely jsou nyní osmnáctijádrové a nadto používají pokročilejší architekturu Haswell-EP (její detaily jsme probírali zde), s instrukcemi jako AVX2 a FMA.

Intel vyrábí Haswell-EP ve třech fyzických variantách. Nejmenší čip je nativně osmijádrový a obsahuje 2,6 miliardy tranzistorů při ploše 354 mm². Prostřední varianta má 12 jader, 492 mm² a 3,84 miliardy tranzistorů. Nejlepší, až 18jádrová varianta je pak již skutečně monstrózní: má 5,69 miliardy tranzistorů a měří 662 mm². U některých CPU bude Intel jak je zvykem část jader vypínat, takže v nabídce budou také čtyřjádra, šestijádra, desetijádra, čtrnáctijádra a šestnáctijádra.

Xeon E5-2600 v3 (Haswell-EP)
Xeon E5-2600 v3 (Haswell-EP)

Zvýšení počtu jader nad dvanáct si vyžádalo poměrně značnou reorganizaci vnitřní infrastruktury. Ivy Bridge-EP si ještě vystačil s jednou prstencovou sběrnicí (má jádra ve dvou sloupcích), u Ivy Bridge-EX s třemi sloupci jader už Intel musel použít rovnou tři sběrnice. Čipy Haswell-EP mají ale až čtyři sloupce jader, a tak Intel jejich komunikaci vyřešil jinak. V nejvyšší verzi s 18 jádry jsou použity jen dvě prstencové sběrnice obhospodařující po dvou sloupcích. Ty jsou propojeny dvěma přepínači. S touto architekturou je údajně řízení provozu efektivnější, což by mělo znamenat vyšší výkon. Stejně je řešen i třísloupcový čip s dvanácti jádry, zatímco nejmenší osmijádrová verze už má jen jediný ringbus jako Ivy Bridge-EP.

Tři fyzické konfigurace Haswellu-EP: 18, 12 a 8 jader
Tři fyzické konfigurace Haswellu-EP: 18, 12 a 8 jader

Kromě jader architektury Haswell v zvýšeném počtu nabízí Xeony E5-2600 v3 také další novinky. Na předním místě je třeba zmínit paměti typu DDR4 s efektivním taktem 2133 MHz (u některých nižších modelů 1866 a 1600), jež by měla snížit spotřebu díky nižšímu napájecímu napětí. Paměťový řadič je stejně jako u Haswellu-E čtyřkanálový; zachovány jsou i řadiče PCI Express 3.0 s celkem 40 linkami. Intel také zrychlil sběrnici QuickPath sloužící ke komunikaci mezi jednotlivými uzly víceprocesorových serverů – místo 8 GT/s může u Haswellu-EP běžet až na rychlosti 9,6 GT/s.

Snímek čipu Haswell-EP v plné palbě. Natěsnáno je zde 18 procesorových jader
Snímek čipu Haswell-EP v plné palbě. Natěsnáno je zde 18 procesorových jader

Platforma také dostala novou čipovou sadu C612 (Wellsburg), nabízející například až deset 6GB/s portů SATA. V neposlední řadě se také zlepšilo řízení spotřeby. Jednotlivá jádra nyní mohou nezávisle na sobě měnit frekvence (respektive P-stavy) a také uncore nyní může nezávisle měnit svůj takt i napětí. Navíc by mělo být upraveno chování turba s ohledem na celkovou energetickou efektivitu.

Intel uvádí Xeony E5-2600/1600 v3 (Haswell-EP)
Intel uvádí Xeony E5-2600/1600 v3 (Haswell-EP)

 

Od čtyřjader k osmnáctijádru. Parametry uvedených modelů

A nyní už k parametrům jednotlivých modelů řady. Xeonů E5-2600 v3 je přes dvacet a některé modely mohou ještě přibýt, neboť před uvedením se objevovala i modelová jména, která na aktuálním seznamu chybí. Nejvíce pozornosti si zaslouží královské čipy Xeon E5-2699 v3 (osmnáctijádro) a Xeon E5-2698 v3 (šestnáctijádro), běžící na 2,3 GHz v základu. Díky turbu, které může jít až na 3,6 GHz ovšem nebude špatný ani výkon v jednovláknových úlohách.

 Model  Jádra  Takt CPU Turbo L3 cache DDR4 TDP Cena
Xeon E5-2699 v3 18 2,3 GHz 3,6 GHz 45 MB 2133 145 W 4115 USD
Xeon E5-2698 v3 16 2,3 GHz 3,6 GHz 40 MB 2133 135 W 3226 USD
Xeon E5-2697 v3 14 2,6 GHz 3,6 GHz 35 MB 2133 145 W 2702 USD
Xeon E5-2695 v3 14 2,3 GHz 3,3 GHz 35 MB 2133 120 W 2424 USD
Xeon E5-2690 v3 12 2,6 GHz 3,5 GHz 30 MB 2133 135 W 2090 USD
Xeon E5-2687W v3 10 3,1 GHz 3,5 GHz 25 MB 2133 160 W 2108 USD
Xeon E5-2685 v3 12 2,6 GHz 3,3 GHz 30 MB 2133 120 W 2090 USD
Xeon E5-2683 v3 14 2,0 GHz 3,0 GHz 35 MB 2133 120 W 1846 USD
Xeon E5-2680 v3 12 2,5 GHz 3,3 GHz 30 MB 2133 120 W 1845 USD
Xeon E5-2670 v3 12 2,3 GHz 3,1 GHz 30 MB 2133 120 W 1598 USD
Xeon E5-2667 v3 8 3,2 GHz 3,6 GHz 20 MB 2133 135 W 2057 USD
Xeon E5-2660 v3 10 2,6 GHz 3,3 GHz 25 MB 2133 105 W 1145 USD
Xeon E5-2658 v3 12 2,2 GHz 2,9 GHz 30 MB 2133 105 W 1832 USD
Xeon E5-2650 v3 10 2,3 GHz 3,0 GHz 25 MB 2133 105 W 1167 USD
Xeon E5-2650L v3 12 1,8 GHz 2,5 GHz 30 MB 2133 65 W 1329 USD
Xeon E5-2648L v3 12 1,8 GHz 2,5 GHz 30 MB 2133 75 W 1544 USD
Xeon E5-2643 v3 6 3,4 GHz 37 GHz 15 MB 2133 135 W 1552 USD
Xeon E5-2640 v3 8 2,6 GHz 3,4 GHz 20 MB 1866 90 W 940 USD
Xeon E5-2637 v3 4 3,5 GHz 3,7 GHz 10 MB 2133 135 W 995 USD
Xeon E5-2630 v3 8 2,4 GHz 3,2 GHz 20 MB 1866 85 W 666 USD
Xeon E5-2630L v3 8 1,8 GHz 2,9 GHz 20 MB 1866 55 W 612 USD
Xeon E5-2628L v3 10 2,0 GHz 2,5 GHz 25 MB 1866 75 W 1364 USD
Xeon E5-2623 v3 4 3,0 GHz 3,9 GHz 10 MB 1866 105 W 444 USD
Xeon E5-2620 v3 6 2,4 GHz ? GHz 15 MB 1866 85 W ? USD
Xeon E5-2618L v3 8 2,3 GHz 2,4 GHz 20 MB 1866 75 W 779 USD
Xeon E5-2609 v3 6 1,9 GHz 15 MB 1600 85 W 294 USD
Xeon E5-2608L v3 6 2,0 GHz 15 MB 1866 52 W ? USD
Xeon E5-2603 v3 6 1,6 GHz 15 MB 1600 85 W 202 USD
Xeon E5-1680 v3 8 3,2 GHz 3,8 GHz 20 MB 2133 140 W 1723 USD
Xeon E5-1660 v3 8 3,0 GHz 3,5 GHz 20 MB 2133 140 W 1080 USD
Xeon E5-1650 v3 6 3,5 GHz 3,8 GHz 15 MB 2133 140 W 583 USD
Xeon E5-1630 v3 4 3,7 GHz 3,8 GHz 10 MB 2133 140 W 372 USD
Xeon E5-1620 v3 4 3,5 GHz 3,6 GHz 10 MB 2133 140 W 294 USD

Pominout ale nesmíme ani úsporné čipy. Xeon E5-2650L v3 v TDP jen 65 W nabízí dvanáct jader o taktu 1,8–2,5 GHz a měl by dosahovat velmi dobrého poměru mezi spotřebou a odvedenou prací. Pro pracovní stanice pak jsou určené Xeony E5-1600 v3, které podporují jen jednosocketové sestavy. Pro ty nejvýkonnější je pak Xeon E5-2687W v3: desetijádro se základním taktem 3,1 GHz a turbem 3,5 GHz, které už dvouprocesorové systémy podporuje.

 

 

AVX vede k podtaktování aneb dvě základní frekvence

Když je řeč o specifikacích, je třeba upozornit, že u této generace Xeonů přistoupil Intel k možná trochu kontroverznímu kroku. Už jsme si zvykli, že CPU mívá základní takt a k tomu ještě turbo. Nyní Intel situaci ještě zkomplikoval. Programy, které hojně využívají 256bitové instrukce AVX totiž mají značně vyšší spotřebu, než ty, které používají běžné celočíselné instrukce. Aby spotřeba FPU nesrážela nominální frekvence procesoru, stanovil Intel, že základní a turbo takty se týkají jen „běžného“ kódu. Pokud ovšem poběží aplikace s instrukcemi AVX, platí pro ní odlišná a také nižší frekvence turba, ale také nižší základní frekvence. Jinými slovy, při běhu kódu s AVX se procesor podtaktovává oproti nominálním specifikacím, pokud by aktuální úloha vedla k příliš vysoké spotřebě.

Haswell-EP zavádí dvojí sady taktů. Vytížení instrukcemi AVX znamená nižší turbo ale i základní takt
Haswell-EP zavádí dvojí sady taktů. Vytížení instrukcemi AVX znamená nižší turbo ale i základní takt

Pokud se chcete podívat na to, jak si tyto čipy vedou v testech, můžete zamířit například na AnandTech, kde již stihli publikovat obsáhlou recenzi. Další testy má například Tom‘ s Hardware.

Zdroje: Intel, AnandTech