Новые серверные процессоры Intel 4-го поколения (4th Gen Xeon Scalable)

В первых числах января 2023 года компания Intel объявила о начале продаж серверных процессоров нового поколения - 4th Gen Xeon Scalable на базе сокета LGA 4677 . Ранее эти процессоры имели кодовое имя Sapphire Rapids. Процессоры производятся на основе техпроцесса “Intel 7” (новое название 10-нм техпроцесса Enhanced SuperFin). Предыдущее поколение процессоров 3rd Generation Intel® Xeon® Scalable было представлено во втором квартале 2021 года. Нельзя сказать, что мы все массово перешли на процессоры третьего поколения, так что появилась возможность перескочить на новую линейку процессоров, минуя предыдущую. Благо, что производители серверов уже предлагают такую возможность.

Модельный ряд новых процессоров продолжает традицию предыдущих поколений. Существуют модели Bronze, Silver, Gold, Platinum и новый модельный ряд Max. Процессоры могут быть использованы в односокетных, двухсокутных, четырехсокетных и восьмисокетных серверных конфигурациях. Для новых процессоров компания Intel придерживается тенденции выпуска “специализированных” процессоров. Следующие литеры(“суффиксы”) в обозначении процессоров отображают область их применения и особенности исполнения процессоров:

“U” – процессор используется в однопроцессорных конфигурациях;

“N” – сетевые решения;

“+” - по одному акселератору из блоков DSA, IAA, QAT и DLB находятся в активном состоянии;

“S” – Системы хранения данных и гиперконвергентные системы;

“Y” – поддержка Intel Speed Select Technology - Performance Profile (SST-PP)– тонкая настройка производительности;

“Y+” - поддержка Intel SST-PP плюс один акселератор из наборов DSA, IAA, QAT и DLB в активном состоянии;

“H” – Базы данных(in-memory) и аналитика;

“M” – решения мультимедиа;

“Q” – жидкостное охлаждения;

“P” – “Облачные” нагрузки (IaaS);

“S” – Облачные нагрузки (SaaS);

“T” – удлинённый жизненный цикл;

“+” – один акселератор каждого типа во включенном состоянии

Новшества, которые нам предлагает эта линейка процессоров:

Максимальное количество ядер на процессор увеличено до 60. Это меньше чем у процессоров AMD, но поддержка четырех- и восьмипроцессорных серверных конфигураций нивелирует отставание по количеству ядер.

Поддержка восьми каналов памяти DDR5-4800 (1DPC – один DIMM в каждом канале) и DDR5-4400 (2DPC – два DIMM в каждом канале);

Поддержка PCI 5.0. 80 линий на сокет в двухсокетном исполнении. Поддержка реализацией PCI 5.0 стандарта Compute Express Link (CXL 1.1). CXL – это открытый стандарт высокоскоростных подключений процессора к устройствам и памяти для корпоративных серверных систем.

Специализированные ускорители на кристалле процессора. Количество ускорителей на процессоре изменяется в зависимости от модели процессора. Ускорители могут быть активны или пассивны. Не активные ускорители включаются на основе оплаты. Доступны следующие типы ускорителей:

Quick Assist Technology – QAT – акселерация криптографии и сжатия на аппаратном уровне. Ускоритель предназначен для повышения производительности определенных рабочих нагрузок, требующих высокоскоростного шифрования и дешифрования, сжатия и распаковки и других криптографических задач. Ускоритель реализуется на базе аппаратного механизма, выполняющего эти задачи, который может разгрузить ЦП и повысить скорость обработки. Это может привести к повышению производительности и соответственно к повышению эффективности рабочих нагрузок, таких как виртуальные частные сети (VPN), безопасный просмотр веб-страниц и безопасность центра обработки данных.

Помимо повышения производительности, технология Quick Assist также предлагает расширенные функции безопасности. Она включает в себя поддержку различных криптографических алгоритмов, таких как Advanced Encryption Standard (AES) и алгоритм безопасного хэширования (SHA), которые могут помочь защитить данные от потенциальных угроз безопасности.

Data Streaming Accelerator – DSA – акселерация функций копирования и преобразования данных. Этот тип акселератора предназначен для повышения производительности рабочих нагрузок с интенсивным вводом-выводом, таких как сеть, хранилище и виртуализация. DSA предоставляет специальный аппаратный механизм, который может выполнять задачи, связанные с обработкой пакетов, сжатием данных, шифрованием и дешифрованием и другими операциями ввода-вывода. Это разгружает эти задачи с ЦП, что может привести к более быстрой обработке и повышению эффективности. Одним из ключевых преимуществ DSA является то, что он может помочь уменьшить задержку и повысить пропускную способность для рабочих нагрузок сети и хранилища. Это также может помочь повысить производительность виртуализации за счет ускорения таких задач, как виртуальная коммутация и операции с виртуальными дисками.

Dynamic Load Balancer – DLB – аппаратный диспетчер очередей встроенный в ЦП. Акселератор выполняет две основных функции – динамическую обработку и балансировку нагрузки между ядрами ЦП. Dynamic Load Balancer работает, отслеживая рабочую нагрузку на все ядра процессора и каналы памяти в режиме реального времени, выявляя дисбалансы и неэффективность, а затем вносит коррективы в распределение ресурсов для оптимизации производительности. Это помогает обеспечить равномерное распределение рабочих нагрузок между ядрами процессора и каналами памяти, устраняя узкие места и повышая общую производительность системы. Динамический балансировщик нагрузки особенно полезен на многопроцессорных серверах, где для обработки рабочей нагрузки используется несколько процессоров. В этих системах рабочая нагрузка иногда может быть неравномерно распределена по ядрам процессора и каналам памяти, что приводит к проблемам с производительностью и задержкам. Dynamic Load Balancer помогает смягчить эти проблемы, интеллектуально управляя рабочей нагрузкой на всех процессорах, обеспечивая эффективное и действенное распределение ресурсов.

In-Memory Analytics Accelerator – IAA- Этот ускоритель направлен на сокращение времени поиска при доступе к данным из хранилища, перемещая его ближе к ЦП. использует одномерную линейную структуру для столбчатого хранения данных и поддерживает операции сжатия/распаковки и шифрования/дешифрования входных данных. Ускоритель IAA также поддерживает различные операции фильтрации, CRC64 и предварительную выборку преобразований адресов. In-Memory Analytics Accelerator предназначен для повышения производительности работы с базами данных в оперативной памяти и обеспечения высокой производительности аналитических рабочих нагрузок за счет аппаратной поддержки векторной обработки и сжатия. Векторная обработка — это тип параллельной обработки, который особенно хорошо подходит для баз данных размещенных в оперативной памяти и аналитических рабочих нагрузок, поскольку позволяет выполнять несколько вычислений одновременно на больших наборах данных. Сжатие также важно для баз данных размещенных в памяти и аналитических рабочих нагрузок, поскольку оно позволяет хранить больше данных в памяти, уменьшая потребность в доступе к диску и повышая тем самым общую производительность.

Функции наращивания мощности по мере надобности.

·         Intel Quick Assist Technology (Intel QAT)

·         Intel Dynamic Load Balancer (Intel DLB)

·         Intel In-Memory Analytics Accelerator (Intel IAA)

·         Intel Data Streaming Accelerator (Intel DSA)

И хотя в текущих реалиях эта возможность мало актуальна для нас, знать о ней необходимо.

Производительность систем на базе новых процессоров.

На сегодня данных, на основании которых возможно провести сравнение, не много. Оптимально ориентироваться на тестовые данные конкретных прикладных систем. Но их пока нет.

Но если рассмотреть тесты предоставляемые spec.org то выигрыш в производительности между вторым и четвертым поколением процессоров очевиден. Особенно если учесть что цена на процессоры нового поколения(в базовом виде) не увеличилась.

Но мы понимаем, что результаты тестов не всегда соответствуют реальному положению дел.

(1)    – стоимость процессора взята на сайте Intel

Выводы

1.       Если Вы планируете приобретение нового сервера то обязательно приценитесь к серверам с процессорами нового поколения.

2.       Обратите внимание на “суффиксы” процессоров четвертого поколения. У Вас есть возможность выбрать процессор, оптимизированный под Ваши задачи.

3.       Покупайте процессоры в той комплектации акселераторов, которая Вам необходима сегодня и может понадобиться в будущем. Не рассчитывайте на возможность активации юнитов в будущем.

Владимир Быков & ChatGPT