Intel vydává Ice Lake-SP: 10nm Xeony mají až 40 jader i PCIe 4.0, ale přišly o 3 roky pozdě

Ice Lake-SP je porážka i vítězství zároveň: Intel nepřekonal na dva roky staré Epycy druhé generace a vychází později, než ještě výkonnější Epyc generace třetí. Ale i to asi bude stačit na to, aby si Intel zachoval své dominantní postavení.

Intel je pořád dominantním výrobcem serverových procesorů, měl by mít až 90 % trhu (víc nebo míň podle toho, co všechno se počítá). Jenže poté, co se mu rozsypal vývoj 10nm procesu, který byl odložen o několik let, v této oblasti v podstatě ztratil vedení technologické. Od vydání Epycu 7002 „Rome“ se 7nm čiplety tyto procesory výrazně vedly ve výkonu i energetické efektivitě, nejvyšší s 64 jádry dokázaly nahradit dva nejrychlejší 14nm Xeony (s 28 jádry) a pořád mít vyšší výkon.

Intel potřeboval vydat vlastní nová CPU s více jádry a aktuální konektivitou, ale protože 10nm proces nebyl použitelný, byl nucen je odložit a nasazovat doteď jen refreshe 14nm generace z roku 2017 (Cascade Lake a Cascade Lake Refresh, kde již bylo vynuceno velké zlevnění).

Teď ale toto období, na které se asi bude vzpomínat jako na určité „dno“ firmy, konečně končí. 10nm Xeony po mnoha odkladech konečně přicházejí na trh a kus onoho technologického dluhu, který Intel v serverovém trhu nashromáždil, zaplatily. Jde o čipy, jejichž kódové označení je Ice Lake-SP, ale oficiální jméno je teď Xeon Scalable třetí generace. Poznáte je podle číslovky 3 na druhém místě v označení, tedy například Xeon Platinum 8380, což ale Intel komplikuje tím, že s trojkou v názvu prodává i poslední 28nm generaci Cooper Lake. Tyto starší procesory budou totiž nadále pokrývat 4S a 8S trh, zatímco Ice Lake je zaměřené na 1S a 2S servery.

Ice Lake-SP: konečně nový proces, nová architektura, PCIe 4.0

Ice Lake-SP je založené na procesorové architektuře Sunny Cove z mobilních procesorů Ice Lake (která byla portovaná také do 14nm desktopového Rocket Lake), díky čemuž má výrazně vyšší IPC (uvádí se o 20 %) než dosavadní jádra Skylake. Ovšem jde o verzi upravenou pro servery – zatímco Rocket Lake a běžné Ice Lake mají podporu AVX-512 s jen jednou 512bitovou jednotkou FMA, Ice Lake-SP má přidanou druhou, takže při floating-point operacích může být výkon až dvojnásobný – toto je využitelné zejména v HPC nasazeních. Všechny modely by měly mít plný výkon AVX-512, Intel ho tedy nebude omezovat u nižších modelů, jako tomu bylo v minulých generacích.

Intel Xeon Ice Lake-SP Zdroj: Intel

Vedle AVX-512 je také přítomná podpora pro vektorové AES a rozšíření pro zvýšení výkonu v AI operacích (GFNI, VNNI). Na akceleraci specializovaného softwaru pomocí těchto instrukčních rozšíření Intel nyní staví svůj marketing – samotný hrubý výkon CPU je horší, než těch konkurenčních, ale s touto akcelerací Intel ve specifických případech dosahuje výkonnostního prvenství.

Intel Xeon Ice Lake-SP Zdroj: Intel

Navíc by také díky 10nm procesu měla být energetická efektivita při těchto SIMD operacích výrazně lepší a procesor by se měl méně podtaktovávat (Intel architekturu prezentoval už loni na Hot Chips, o čemž jsme psali zde). Kromě AVX-512 s plným výkonem je tu ještě další podstatný rozdíl. Jádro Ice Lake-SP má 1,25MB L2 cache a není zapojeno do prstencové sběrnice, nýbrž to mesh propojení jako Skylake-SP/Cascade Lake-SP. Na každé jádro CPU připadá 1,5 MB L3 cache.

Intel Xeon Ice Lake-SP Zdroj: Intel

Ice Lake-SP má ve své nejvýkonnější plně aktivní variantě 40 jader s HT (80 vláken) a 60 MB L3 cache. Nedokáže tedy úplně konkurovat 64bitovým Epycům s až 256 MB cache. Kde ale srovnává krok, je paměťový řadič, který je konečně také osmikanálový (za cenu toho, že je třeba nový socket LGA 4189). A pozor, všechny Ice Lake-SP také podporují kapacitu RAM až 4 TB na jeden procesor, zde je tedy parita s konkurenčními procesory AMD. Intel naštěstí přestal hrát hru, kdy plnou kapacitu poskytovaly jen některé procesory (verze L a M), ale za příplatek až 3000 $. Také jsou opět podporována nevolatilní moduly Optane, s nimiž je možné pracovat s kapacitou až 6 TB (2 TB DDR4 + 4 TB Optane).

Stejně tak 10nm Xeony konečně dodávají podporu PCI Express 4.0, což je další dluh, které oproti konkurenci Intel měl. Intel nabízí 64 linek PCIe 4.0. AMD má v jednoprocesorové konfiguraci 128 linek a ve dvouprocesorové 128 až 160, takže v počtu má Intel určitou rezervu (která bude relevantní u 1S systémů), ale důležité je, že už je podporován standard PCIe 4.0 s dvojnásobnou propustností proti PCIe 3.0.

TDP až 270 W

Ice Lake-SP je pořád vyráběno ještě stejnou verzí 10nm procesu, jako mobilní Ice Lake. Tento proces má určité slabiny ve výkonu a částečně efektivitě. Intel bohužel ještě nemohl použít vylepšený 10nm proces SuperFin (protože by to asi znamenalo procesor předělat), s nímž by asi výkon byl lepší. TDP je docela vysoké: u nejvyšších modelů 270 W. Je to ovšem dáno hlavně honbou za absolutním výkonem, při práci vychází spotřeba jednoho jádra na cca 6 W (bude to záviset na tom, jak moc spotřebuje „uncore“ okolo), což není mnoho. V tomto si obě firmy nemají moc co vyčítat, protože provozovatelé serverů upřednostňují „hustotu“, a proto má podobně vysokou spotřebu i AMD Epyc (až 280 W, ale s vyšším výkonem).

Modely

Níže můžete vidět tabulky s jednotlivými modely 10nm Xeonů (14nm čipy Cooper Lake pro 4S a 8S sestavy vynecháváme), které Intel dělí podle různých využití. Nejvýkonnějším modelem je 40jádro Xeon Platinum 8380, které nabízí základní takt 2,3 GHz a maximální turbo boost pro jednojádrovou či málovláknovou zátěž 3,4 GHz. Jeho all-core boost je 3,0 GHz a TDP je oněch 270 W. Tento model bude špičkou nabídky a Intel za něj oficiálně chce 8099 $.

Je ale pravděpodobné, že v praxi mohou hodně bojovat také nebo hlavně nižší modely třeba jen s 24 jádry. V nižších patrech trhu a v modelech s nízkou spotřebou čipletové Epycy „neškálují“ tak dobře a Ice Lake-SP jim tak může dobře konkurovat.

Produkt, který tu měl být před třemi lety

Ice Lake-SP je technologicky velký pokrok (na platformě Intel, zatímco konkurence je již na stejné úrovni nebo dál od léta 2019), ale přichází o dost později, než měl. Původně totiž mělo vydání nejspíš být už v roce 2018, ale zpackaný vývoj 10nm procesu způsobil, že nakonec oficiálně nastane až nyní v Q2 2021. Ještě loni Intel asi doufal, že stihne ještě konec roku 2020, ale evidentně mu to nebylo souzeno.

Přes to, jak dlouho se procesory vařily, nakonec z nějakého důvodu byl udělán ještě jeden nový stepping teprve před nedávnem, který zřejmě stál za odkladem až na duben. Intel kvůli němu údajně vyrobil zatím jen málo kusů (ServeTheHome odhaduje kolem 100 000), takže rozjezd prodeje a široká dostupnost mohou asi ze začátku váznout. Také to znamená, že většina dodávek a výroby jsou asi teď pořád 14nm Xeony (Intel se mimochodem pochlubil, že už celkově prodal přes 50 milionů různých 14nm Xeonů Skylake-SP, Cascade Lake-SP a Cooper Lake-SP).

Ice Lake-SP tedy na trh jde s až tříletým zpožděním. Zatímco 64jádrové 7nm procesory AMD Epyc 7002 měly původně být konkurencí právě pro totu generaci Intelu, nakonec vyšly dřív a AMD dokonce stihlo vydat i jejich výkonnějšího následníka. Konkurenceschopnost Ice Lake-SP podle toho bude vypadat.

Fakticky ale Ice Lake-SP/tyto 10nm Xeony Scalable třetí generace výrazně zlepšují pozici Intelu v trhu serverů. A to přesto, že ani zdaleka nedotáhly výkonnostní náskok procesorů AMD Epyc 7003 (a mnohde vlastně ani 7002 z roku 2019). Také konektivita je slabší, dorovnává sice PCIe 4.0 po roce a půl, ale s menším počtem linek, AMD vedle absolutního výkonu pořád vede v energetické efektivitě.

V galerii můžete vidět výběr ze slajdů, kde Intel nové Xeony porovnává hlavně se se svými staršími 14nm CPU a do porovnání s novými Epycy 7003 se pouští jen v aplikacích, které jsou akcelerované buď přes AVX-512, nebo další sepaciální instrukční rozšíření, jako například AI kód. Pominutí obecnějších úloh asi mluví za vše. A samozřejmě jde o oficiální benchmarky. Nezávislou recenzi má například ServeTheHome.

Intel Xeon Ice Lake SP výkon proti aktuální třetí generaci AMD Epyc, ovšem jen v aplikacích se speciální akcelerací... Zdroj: Intel

Galerie: Xeon Scalable 3. generace (Ice Lake-SP): slajdy a oficiální benchmarky od Intelu

Všechny fotografie

Ale Intel při svém dominantním postavení, síle značky a setrvačností drženém tržním podílu nepotřebuje vyhrát, takže mu zřejmě bude stačit, že Ice Lake znamená pokrok a už nezaostává za 7nm procesory AMD tak masivně, jako zastaralé 14nm Xeony. Toto by mohlo stačit k tomu, aby se zpomalilo utíkání zákazníků k AMD a procesorům ARM a aby se Intel udržel někde mezi 80% a 90% tržním podílem. Byť takovýto prodejní výsledek z hlediska technologických kvalit asi vypadá nezaslouženě.

Opožděná generace, a navíc s krátkou životností?

Na druhou stranu je také pravda, že Ice Lake bude po tříletém zpoždění mít na trhu hodně krátký život, protože možná už za nějaký rok ho nahradí generace Sapphire Rapid, která bude mnohem dál a současně také bude mít úplně novou platformu. Pokud tedy zákazníci čekali, až tu konečně budou lepší serverové procesory od Intelu, teď budou stát před frustrující perspektivou, že tato tři roky vyhlížená nová generace je spíš provizorium a její blízký následník by toho měl přinést mnohem víc.

Procesory Intel Xeon Scalable třetí generace Ice Lake-SP Zdroj: Intel

Galerie: 10nm procesory Intel Xeon Ice Lake-SP: fotografie

Všechny fotografie

Zdroje: Intel, ServeTheHome