`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Intel Xeon 74xx: шестиядерные серверные процессоры с оптимальным энергопотреблением

Статья опубликована в №37 (654) от 30 сентября

+11
голос

В сентябре этот процессор был все-таки официально представлен ИТ-сообществу, что положило конец разнообразным слухам, бродившим по Сети. Высказывались настолько разные предположения о его архитектуре и возможностях, что до официального запуска новинка в глазах обсуждающих приобретала самые неожиданные черты: от обычного маркетингового хода до воплощения в кремнии «сверхтехнологий будущего». Какие из них соответствуют действительности – решать читателям, мы же просто расскажем о том, что представляет собой данный продукт.

Intel Xeon 74xx шестиядерные серверные процессоры с оптимальным энергопотреблением

Демонстрируя общественности серию 74хх, Intel акцентировала внимание, что речь не идет о новой платформе. Фактически выпущенный процессор – это модернизация вычислительных четырехъядерных узлов предыдущего поколения, базирующихся на микроархитектуре Penryn, не имеющая никакого отношения к давно ожидаемой разработке под кодовым названием Nehalem. Напомним, что рассматриваемая серия представлена в конце 2006 г. CPU Xeon 53xx (Clovertown) и была впоследствии продолжена Xeon 73xx (Tigerton). Соответственно все процессоры из этой линейки выполнены в таком же корпусе mPGA604 и полностью совместимы на уровне электрических цепей с Xeon 73хх, что предполагает их применение в платформе Caneland. Правда, для корректного взаимодействия с ними потребуется обновление микрокода BIOS материнских плат, что уже сделали некоторые производители, а в ближайшее время планируют и остальные вендоры.

Архитектура и особенности

Процессоры из семейства Dunnington представляют собой конструкцию из шести ядер, выполненных на основе 45-нанометровой технологии и расположенных на одном кристалле. Акцентируем внимание, что, как видно из приведенной иллюстрации, это опровергает слухи о планах Intel по размещению трех двухъядерных Wolfdale в одном корпусе.

Другой интересной инновацией стала очередная попытка ликвидировать традиционное узкое место платформы – большое время ожидания при обращениях к основной памяти, а также уменьшить количество трафика синхронизации обращений к кэш-памяти (cache syncing) за счет имплантации многоуровневого разделяемого кэш-буфера третьего уровня огромной емкости – 12 и 16 МБ. Также на каждую пару ядер приходится по одному массиву ячеек кэш-памяти второго уровня емкостью 3 МБ, соответственно общий объем кэша L2 достигает 9 МБ (предыдущие разработки Xeon 73хх для многопроцессорных серверов имеют до 8 МБ кэша L3).

Конструктивные особенности изготовления шестиядерных Dunnigton основаны на технологии с использованием металлических затворов и диэлектриков High-K, что позволило разместить на одном кристалле 1,9 млрд транзисторов, при этом его площадь достигла рекордной отметки 503 мм2 (для сравнения: флагман POWER6 от IBM с частотой до 4,7 ГГц имеет площадь 341 мм2 и 790 млн транзисторов). При такой огромной площади ядра у специалистов возникает резонный вопрос: а не повлияет ли несимметричное расположение ядер процессоров относительно кэш-памяти на быстродействие? По идее, те два ядра, которые находятся в правом верхнем углу, неизбежно будут приводить к потерям частоты за счет более длинных линий связи. Этот вопрос также не остался без ответа: разработчики сообщили, что в процессе моделирования результаты у устройства с шестью ядрами и большим кэшем были выше, чем у восьмиядерного с кэшем меньшего размера, что и определило выбор в пользу реализованной архитектуры.

Энергоэффективность

Intel Xeon 74xx шестиядерные серверные процессоры с оптимальным энергопотреблением
На снимке хорошо виден огромные кеш L3 (слева внизу) и расположение ядер нового CPU

Еще одним из самых важных требований, учитываемых при проектировании серии 74хх, было достижение оптимального термопакета (TDP). Это подтверждают и представители компании: на вопрос о том, почему Intel сделала выбор в пользу шести, а не восьми ядер, Патрик Гелсингер, вице-президент Intel, ответил, что по результатам внутренних тестов именно такое их количество является достаточным для сбалансированной работы с 16 МБ кэша L3 при умеренном тепловыделении и энергопотреблении (см. таблицу).

Ориентируясь на показатели предыдущих разработок Intel (в том числе и на 65-нанометровые Merom), предположим, что максимальное значение потребляемой мощности для кэш-памяти допустимо принять за 1 Вт/МБ. Таким образом, кэш-блок максимального размера будет потреблять около 15 Вт, оставив на долю ядер более 100, что соответствует современным требованиям к энергоэффективности платформ. Очевидно, что для достижения близкого показателя на процессорах, оснащенных восемью ядрами, необходимо ощутимое снижение тактовой частоты – по-видимому, инженеры компании сочли это недопустимым компромиссом. Впрочем, результаты некоторых тестов (к сожалению, только косвенные и не гарантирующие точности) позволяют сделать вывод о том, что блок L3 этого процессора работает на частоте вдвое меньшей, чем у ядер, а это дает основание предположить очередной компромисс разработчиков между скоростью работы и размерами кэш-памяти.

Модельный ряд линейки Xeon 74xx
Модель Количество ядер Частота ядра, ГГц Частота шины, МГц TDP, Вт L3, МБ Цена, $
X7460 6 2,66 1066 130 16 2729
E7450 6 2,4 90 12 2301
E7440 4 2,4 90 12 1980
E7430 4 2,13 90 12 1391
E7420 4 2,13 90 8 1177
L7455 6 2,13 65 12 2729
L7445 4 2,13 50 12 1980

Предпосылки к использованию

Отдельного внимания требовало рассмотрение вопроса о применении новейших процессоров в секторе HPC-вычислений, поскольку в пределах одной платформы можно построить систему с 96 ядрами. Увы, неоднократные тесты, в том числе проведенные и нашими специалистами, не подтверждают такого предположения – для этого направления по-прежнему оптимальным оказывается применение младших разработок серии 54хх. Учитывая, что новые процессоры ориентированы прежде всего на многопроцессорные серверы, ожидается, что наибольшей востребованностью они будут пользоваться в ERP-сегменте, при работе с Java-средами, для расширения возможностей веб-серверов, серверов приложений и СУБД, о чем, собственно, и свидетельствуют опубликованные результаты тестов ТРС и SPEC. Впрочем, Intel утверждает, что новые процессоры способны в отдельных случаях повысить быстродействие на 50%, а также снизить уровень энергопотребления до 10%. В ближайшем будущем все эти прогнозы можно будет проверить на практике: анонс серверов на базе Dunnington готовят Sun Microsystems, Hewlett-Packard, Dell, IBM и Unisys.

По мнению большинства специалистов, шестиядерные CPU можно рассматривать исключительно как некое промежуточное решение, своеобразный компромиссный вариант между четырехъядерными Xeon (Core) и процессорами следующего поколения микроархитектуры Nehalem, которые должны появиться в IV квартале текущего года.

Европейское представление Dunnington

Официальная пресс-конференция, посвященная запуску нового процессора, состоялась 17 сентября в Праге. Особенность этого мероприятия заключалось в том, что непосредственному рассказу о самой новинке было уделено гораздо меньше времени, чем разнообразным аспектам ее применения. Впрочем, это и неудивительно, ведь конечных потребителей интересует именно реальная работа того или иного продукта, а не его технические характеристики как таковые. О важности же данного события для Intel свидетельствовала представительность состава выступивших здесь менеджеров высокого уровня как самой корпорации, так и ее стратегических партнеров Microsoft и VMware.

Intel Xeon 74xx шестиядерные серверные процессоры с оптимальным энергопотреблением
Так программа CPU-Z «увидела» экземпляр процессора, попавшего к нам задолго до официального анонса

О технических подробностях нового чипа мы уже рассказали, поэтому остановимся коротко на связанных с ней бизнес-аспектах, отмеченных в презентациях. Примечательно, что сегодня о росте производительности серверов говорят в основном лишь в привязке к виртуализации. Как упомянул в своем докладе Бойд Дэвис (Boyd Davis), генеральный менеджер группы маркетинга серверных продуктов Intel, «около 82% имеющихся ныне в составе ЦОД вычислительных ресурсов используются всего на 10%». Отсюда и столь необычный, на первый взгляд, подбор выступающих, которые знакомили собравшихся на мероприятии журналистов с достижениями и планами своих компаний в данной области.

Боб Виссе (Bob Visse), директор по маркетингу серверных продуктов Microsoft, довольно подробно проинформировал о совместной с Intel деятельности по усовершенствованию функций виртуализации на процессорах семейства Xeon. Из новых достижений корпорации хотелось бы отметить улучшение механизмов энергосбережения на виртуализованных системах. Так, гипервизор от Microsoft Hyper-V теперь поддерживает возможность управления аппаратными состояниями покоя в чипах Xeon типа C и P. Напомним, что в режимы C процессор переводится в периоды отсутствия нагрузки для снижения энергопотребления, а P-режимы позволяют гибко управлять напряжением питания и частотой, используя технологию Enhanced Intel SpeedStep. Причем для управления энергосбережением в перечисленных режимах гипервизор и корневой раздел работают совместно.

Основной темой выступления Дугласа Филлипса (Douglas Phillips), главного менеджера по маркетингу VMware в регионе EMEA, стала консолидация вычислительных ресурсов с помощью ПО VMware ESX и взаимодействие технологий Intel VT FlexMigration и VMware Vmotion. По данным компании, Dell PowerEdge R900 с 24 вычислительными ядрами на базе процессоров Xeon X7460 c ПО VMware ESX server v.3.5.0 демонстрируют значение 18,49 по результатам теста VMmark, что в 1,8 раза больше, чем у аналогичных по конфигурации систем на чипе Xeon E7340. А совместное взаимодействие Intel VT FlexMigration и VMware Vmotion обеспечивает возможность оперативной миграции виртуальных машин для обработки отказов, балансировки рабочей нагрузки, аварийного восстановления и управления серверами.

Впрочем, не одной лишь виртуализацией ныне живет мир ИТ. Как раз к официальному запуску серии Xeon 74xx было приурочено объявление о достижении очередного рекорда: 8-процессорный сервер System x3950 M2 от IBM на основе шестиядерных чипов Intel в тесте TPM-C сумел преодолеть планку в 1 млн транзакций в минуту. Удивительно, насколько быстро развивается сектор x86-систем: еще три года назад подобное было под силу только очень дорогостоящим решениям уровня 32- или 64-процессорных RISC-серверов. Поэтому на мероприятии о данном рекорде напоминал большой плакат.

Что же, процессор получился весьма интересным, коль уже в день своего официального представления попал в рекордсмены. Теперь осталось дождаться выхода на рынок коммерческих продуктов на его базе не только в исследовательских лабораториях крупнейших вендоров, но и в нашей стране.

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT