Intel uvedl 22nm Xeony E7. Mají 15 jader, obslouží terabajty paměti

Procesory Xeon E7 v2 na bázi Ivy Bridge-EX mohou fungovat v serverech s dvěma až osmi procesorovými sockety (podle první číslice v označení), s přídavnou logikou může být v jednom systému až 32 procesorů. Fyzicky čipy obsahují až 15 jader, odvozených od architektury Ivy Bridge, jak ji známe z oblasti PC. Všechny vydané modely můžete vidět uspořádané v tabulce níže; nejvýkonnější patnáctijádra běží na základním taktu 2,8 GHz či s turbem až 3,4 GHz při 155W TDP. Jako socket čipy používají patici LGA 2011, párují se s čipsetem C602J.

Patnáct jader ve třech sloupcích je na snímku čipu dobře patrných

Patnáctijádrová konfigurace (ano, jader je skutečně lichý počet) si vyžádala poměrně radikální změnu vnitřního uspořádání. Mnozí z vás asi vědí, že v čipech Sandy Bridge-EP a Ivy Bridge-EP jsou jádra uspořádána ve dvou sloupcích, otočená k sobě svými 2,5MB bloky L3 cache. Těmi probíhá prstencová sběrnice (ring bus), která vše propojuje. Ivy Bridge-EX má však jádra uspořádaná do tří sloupců po pěti jádrech, takže původní řešení nepřipadá v úvahu. Jak můžete vidět na schématech, vyřešil to Intel použitím rovnou tří prstencových sběrnic, takže každý ze sloupců má přímé komunikační lspojení s oběma dalšími. Sběrnice by měla běžet na stejném taktu jako jádra; při 2,8 GHz údajně komunikace dosahuje latencí 11–20 ns.

Každý procesor obsahuje tři linky QPI pro koherentní spojení se svými sousedy (řadiče jsou jen dva, jeden však poskytuje dvě linky). Jejich rychlost z 6,4 GT/s u Westmere-EX stoupla až na 8,0 GT/s, pro kompatibilitu lze nicméně rychlost snížit a některé modely mají maximální rychlost omezenu z výroby. Dále je přítomno také rozhraní DMI 2.0 (čtyřlinkové) pro připojení čipové sady a pochopitelně i dva řadiče PCI Express 3.0, každý o 16 linkách. Ty lze pak dělit, například na 2 × 8 linek či 2 × 4 + 1 × 8 linek.

Pozoruhodný je též paměťový subsystém procesorů. Xeony E7 Ivy Bridge-EX dokáží na jeden socket obsloužit až 1,5 TB operační paměti DDR3. S vícero sockety lze tak vytvořit systém se skutečně velkým paměťovým prostorem, například osm CPU lze osadit 12 TB RAM. Dosaženo je toho použitím externích bufferů (SMB) vložených mezi procesor a paměťové moduly. Vzniká tím něco mezi čtyřkanálovým a osmikanálovým paměťovým řadičem.

Ze samotného procesoru jsou vyvedeny čtyři kanály rozhraní SMI2, které mohou běžet až na 2666 MT/s. Na tato rozhraní se pak připojují SMB čipy Intel C104 či C102 (interně „Jordan Creek“). Každý z těchto čtyř bufferů vyvádí dva kanály DDR3, přičemž na každý lze dle použitých čipů SMB připojit dva nebo tři paměťové moduly. Celkové tedy toto řešení umožňuje, aby jeden procesor obsluhoval 16 či až 24 paměťových modulů. S 64GB moduly LR-DIMM se tedy dostanete na 1536 GB kapacity.

Procesor dokáže paměť a čipy SMB provozovat ve dvou režimech. Buď běží jak sběrnice SMI2, tak jednotlivé moduly v režimu „lockstep“ či 1:1, kdy je efektivní takt obou 1600 MHz. Druhou možností je tzv. Peformance Mode či také 2:1. Při tom běží SMI2 na maximální přenosové rychlosti 2666 MT/s a paměti DDR3 na efektivním taktu 1333 MHz. Díky tomu jsou oba kanály DDR3 aktivní zároveň a lze využít jejich plnou rychlost, stejně jako plnou přenosovou rychlost rozhraní SMI2. Ta toriž v režimu 1:1 částečně leží ladem, oba kanály v něm DDR3 dohromady sdílejí přenosovou rychlost odpovídající 1600 MHz.

Spolehlivost nade vše, aneb po krku Sparcům, Powerům a Itaniím

Architektura Ivy Bridge-EX díky uvedenému přináší velká zlepšení v hrubém výkonu, v celkové propustnosti IO a pamětí a skrze 22nm výrobu také v poměru mezi výkonem a spotřebou. Celkový výkon má být oproti desetijádrovému Westemere-EX v průměru dvojnásobný. Vylepšeny ale byly také funkce Machine Check Architecture (MCA) zajišťující spolehlivost čipů a odolnost serverů vůči chybám. Ty pomáhají operačnímu systému a softwaru překonávat hardwarové chyby a diagnostikovat problémy, a to nejen v samotných jádrech, ale i IO a sběrnici PCI Express. Soubor těchto funkcí Intel zahrnul pod obchodní označení Run Sure Technology.

Jak můžete vidět v souhrnu uvedených modelů, Xeony E7 v2 nebudou nic levného – nejdražší modely oficiálně stojí 6841 USD. Musíme však mít na paměti, že tyto čipy směřují do tzv. segmentu „mission critical“ serverů, které jsou samy o sobě velmi drahou záležitostí. Oproti tradičním CPU architektury RISC, jako jsou čipy Power od IBM a Sparc od Oracle (původně Sun) si Intel stále ještě zachovává značně nižší cenu, byť jeho čipy mají nabízet stejnou spolehlivost a nádavkem vyšší výkon.

Intel při prezentaci procesorů Ivy Bridge-EX a k nim příslušející platformy Brickland uvádí výsledky studie, dle něhož se spolehlivost mission-critical serverů založených na Xeonech v roce 2013 dostala na prakticky stejnou úroveň jako ty nejlepší platformy „velkého železa“. Serverové systémy SUSE Linus Enterprise Server a Red Hate Enterprise Linux (ale zřejmě i Windows Server) se s uptimem 99,9974–99,9975 % prakticky vyrovnaly systémům Power s operačním systémem AIX (99,9978 %), a dokonce předčily platformu Solaris/Sparc od Oraclu (99,9959 %). Neplánovaný downtime je jedním z hlavních kritérií při výběru platformy pro highendový kritický server.

Uvedená studie sice nemusí být úplně přesná, nicméně naznačuje, že poměrně komoditizované servery s procesory x86 a Linuxem budou zřejmě dál vytlačovat proprietární unixové servery s procesory RISC (potažmo VLIW – na ráně je totiž zároveň i Itanium od Intelu). S procesory Xeon E7 v2 na bázi Ivy Bridge-EX by Intel konkurenci rád dohnal a předehnal – platforma je údajně navržena s cílem zajistit uptime až 99,999 %.

 1/13 

Xeon E7 v2 (Ivy Bridge-EX)

Zdroje: Intel, The Register