Обзор процессоров Intel для серверов

Компания Intel имеет большой ассортимент серверных процессоров, ориентированных на самые разные устройства и сценарии работы, начиная от сетевых хранилищ и микро-серверов, заканчивая суперкомпьютерами. Все предлагаемые процессоры Intel можно разделить на следующие категории:

— однопроцессорных систем: Intel® Xeon™ E3-1200, Intel® Xeon™ E3-1200, Intel® Xeon™ E5-1600;

— двухпроцессорных систем: Intel® Xeon™ E7-2800, Intel® Xeon™ E5-2600, Intel® Xeon™ E5-2400;

— четырехпроцессорных систем: Intel® Xeon™ E7-4800, Intel® Xeon™ E5-4600;

— восьмипроцессорных систем: Intel® Xeon™ E7-8800

— однокристальные: Intel® Xeon™ D-1500, Intel® Atom™ C2000;

— сопроцессоры: Intel® Xeon Phi™.

Процессоры Intel® Xeon™ E разделены по критерию масштабируемости или по максимальному количеству сокетов/процессоров в системе и предназначены для широкого круга задач.

Intel® Xeon™ D и Intel® Atom™ C2000 выделены в отдельную группу, так как являются SoC, то есть полноценной «системой на чипе» в BGA-исполнении. Данные ЦП работают только в однопроцессорных системах и предназначены для организации микро-серверов и корпоративных сетевых хранилищ.

Сопроцессоры Intel® Xeon Phi™ выпускаются в виде карт расширения с разъемом PCI Express x16 и представляют собой мини-компьютер со своей операционной системой, доступ к которой можно получить через стек TCP/IP, MPI и OpenCL. Они имеют довольно узкую специализацию и в основном применяются для ускорения научных вычислений.

1.Intel® Xeon™ E7

Линейка процессоров Intel® Xeon™ E7 на сегодняшний день является самой производительной и масштабируемой (до 8 процессоров на системной плате). Первая цифра в наименовании означает максимальное количество процессоров в системе, соответственно: Intel® Xeon™ E7-8800 — 8-процессорные системы; Intel® Xeon™ E7-4800 — 4-процессорные; Intel® Xeon™ E7-2800 — 2-процессорные. Также процессоры данной линейки обладают наибольшим количеством ядер и наиболее емким LLC-кэшем из всех производимых Intel ЦП — 18 ядер и 45-мегабайтный LLC-кэш.

На сегодняшний день одновременно существуют две линейки процессоров Intel® Xeon™ E7: третьего (v3) и второго поколения (v2), базирующиеся на микроархитектурах с кодовыми наименованиями Haswell-EX и Ivy Bridge-EX соответственно. Стоит отметить, что все процессоры Intel® Xeon™ E7 и Intel® Xeon™ E5 не имеют встроенного графического ядра, в отличие десктопных процессоров Intel® Core™ или Intel® Xeon™ E3.

Таблица №1

Основными отличиями процессоров Intel® Xeon™ E7 третьего поколения от второго являются:

— использование более эффективной микроархитектуры с большим показателем IPC;

— поддержка более быстрой памяти — DDR4-1866 против DDR3-1600;

— поддержка набора инструкций AVX2.0;

— большее количество процессорных ядер и большая емкость LLC-кэша: 18 ядер и 45 МБ против 15 ядер и 37,5 МБ.

 2.Intel® Xeon™ E5

Как и в линейке процессоров Intel® Xeon™ E7, первая цифра означает максимальное количество процессоров в системе: Intel® Xeon™ E5-4600 — 4, Intel® Xeon™ E5-2600 и Intel® Xeon™ E5-2400 — 2, Intel® Xeon™ E5-1600 — 1.

Так же как и в линейке Intel® Xeon™ E7, в линейке Intel® Xeon™ E5 сосуществуют два поколения ЦП: третье (v3) и второе (v2), базирующиеся на микроархитектурах с кодовыми наименованиями Haswell-EP и Ivy Bridge-EP соответственно.

Основными отличиями процессоров Intel® Xeon™ E5 3-го поколения от 2-го являются:

— использование более эффективной микроархитектуры с большим показателем IPC;

— поддержка более быстрой ОЗУ — DDR4-2133 против DDR3-1866;

— поддержка набора инструкций AVX2.0;

— большее количество процессорных ядер и большая емкость LLC-кэша: 18 ядер и 45 МБ против 12 ядер и 30 МБ.

Из всех представленных выше процессоров Intel® Xeon™ E5 выделяются Intel® Xeon™ E5-2400 — они имеют трехканальный контроллер памяти.

3.Intel® Xeon™ E3

Младшая серия Xeon™ E, Intel® Xeon™ E3-1200, предназначена для однопроцессорных серверов и рабочих станций. Максимальное количество ядер для данной линейки — четыре. В отличие от старших линеек Intel® Xeon™ E5 и Intel® Xeon™ E7, где ИКП располагает четырьмя каналами памяти, процессоры Intel® Xeon™ E3 имеют всего 2 канала памяти, причем для процессоров Intel® Xeon™ E3-1200 четвертого поколения максимальная эффективная частота памяти составляет 1866 МГц, а для третьего — 1600 МГц.

Таблица №2

Основными отличиями процессоров Intel® Xeon™ E3 четвертого поколения от третьего являются:

— поддержка более быстрой ОЗУ — DDR3-1866 против DDR3-1600;

— использование более производительного графического ядра Intel® Iris™ Pro Graphics P6300;

— наличие eDRAM-памяти с объемом 128 МБ, ускоряющей как процессоры, так и ИГП, но при этом емкость кэша третьего уровня сократилась с 8 до 6 МБ.

Необходимо  также отметить, что процессоры, индексы которых заканчиваются на 0 и 1, не имеют встроенного графического ядра; а 5 и 6 — оснащаются профессиональными графическими ускорителями Intel® HD Graphics P4600 и Intel® HD Graphics P4700.

4.Intel® Xeon™ D

Линейка Intel® Xeon™ D-1500 предназначена для организации микросерверов и сетевых хранилищ и производится по техпроцессу 14нм. Топовая версия Intel® Xeon™ D-1540 располагает 8 вычислительными ядрами, которые базируются на микроархитектуре с кодовым наименованием Broadwell.

Таблица  №3

Как и Intel® Xeon™ D-1500, SoC Intel® Atom™ C2000 предназначены для микросерверов и сетевых хранилищ с высокой энергоэффективностью и низким энергопотреблением. Самый производительный процессор в линейке, Intel® Atom™ C2750, как и Intel® Xeon™ D-1540, имеет восемь вычислительных ядер, базирующихся на микроархитектуре с кодовым наименованием Silvermont. При этом процессоры Intel® Atom™ C2000 не конкурируют с Intel® Xeon™ D-1500, так как они находятся в разных ценовых категориях: SoC Intel® Xeon™ D-1500 стоят дороже, но при этом и обеспечивают большую производительность, чем Intel® Atom™ C2750.

Таблица №4

5.Intel® Xeon Phi™

Поскольку для ряда вычислительных задач рациональнее использовать много простых процессорных ядер, чем меньшее количество, но более сложных, были разработаны сопроцессоры Intel® Xeon Phi™, включающие в себя до 61 ядра и обеспечивающие до 244 потоков вычислений. Это позволило в ряде задач не только опередить классические центральные процессоры по скорости вычислений, но и значительно повысить энергоэффективность вычислительного комплекса — в рейтинге суперкомпьютеров TOP500 решения на базе Intel® Xeon Phi™ имеют рекордную энергоэффективность.

Таблица  №5

Вывод

Безусловно, если классические процессоры, например, Intel® Xeon™ E5-2600, можно использовать для широкого круга задач, начиная от рабочих станций для CAD и терминал-серверов, заканчивая суперкомпьютерами для научных вычислений, то сопроцессоры Intel® Xeon Phi™ имеют значительно более узкое применение — ускорение вычислений.