Intel xeon scalable processors

Процессоры Intel Xeon Scalable разделены на пять линеек

Компания Intel представила процессоры Xeon Scalable. Производитель позиционирует их как решения для вычислительных центров и инфраструктуры сетей. Как утверждается, по сравнению предшествующим поколением новые процессоры обеспечивают прирост производительности систем в 1,65 раза, а в приложениях искусственного интеллекта — в 2,2 раза.

К достоинствам новой платформы производитель относит расширение набора команд Intel AVX-512, внутрисистемное соединение ячеистой топологии Intel Mesh Architecture, поддержку технологий Intel QuickAssist, Intel Optane SSD и Intel Omni-Path Fabric. По оценке Intel, это дает возможность увеличить количество одновременно доступных виртуальных машин в 4,2 раза по сравнению с системами четырехлетней давности.

Процессоры Intel Xeon Scalable разделены на пять линеек. Верхняя — Intel Xeon Platinum 8100, в которую сведены наиболее производительные модели с числом ядер до 28, в том числе, поддерживающие работу в многопроцессорных системах с числом сокетов более восьми. Встроенные контроллеры могут работать с памятью DDR4-2666.

Далее следуют линейки Intel Xeon Gold 6100 и Intel Xeon Gold 5100. Входящие в них процессоры имеют до 22 и 14 ядер соответственно, и рассчитаны на работу конфигурациях с двумя и четырьмя процессорными гнездами. Процессоры Intel Xeon Gold 6100 поддерживают память DDR4-2666, Intel Xeon Gold 5100 — DDR4-2400.

Линейка Intel Xeon Silver 4100 относится к среднему сегменту, Intel Xeon Bronze 3100 — к начальному (позиционируется как замена Intel Xeon E3). Максимальное число ядер равно 12 и 8, а максимально поддерживаемая память — DDR4-2400 и DDR4-2133 соответственно.

Все процессоры, кроме Intel Xeon Bronze 3100, поддерживают технологии Intel Turbo Boost 2.0 и Intel Hyper-Threading. Все обладают 48 линиями PCIe 3.0.

Одновременно представлена марка Intel Select Solutions, под которой будут продвигаться решения, призванные упростить и развертывание ВЦ и сетевой инфраструктуры. Первыми они будут доступны конфигурации для Canonical Ubuntu, Microsoft SQL 16 и VMware vSAN 6.6.

Обновление модельного ряда процессоров Intel Xeon в этом году стало самым значительным событием на рынке серверных платформ Intel начиная с 2011 года – тогда были выпущены так привычные нам линейки Е3, Е5, Е7. И вот снова четырехзначные индексы, вдобавок серии Platinum, Gold, Silver и Bronze, а также обобщающий бренд Xeon Scalable. С первой попытки оказалось трудно понять логику происходящего, и в заинтересованных кругах подвис вопрос: зачем это вообще понадобилось? Об идеологической подоплеке создания семейства Xeon Scalable и самых интересных новшествах в нем мы расскажем в этом посте.

Быстрее, совместимее, гибче

Итак, для начала идеологический аспект. В последние годы жизнь в семействе Intel Xeon шла по накатанному. Постепенно щелкали счетчики поколений, происходило это несинхронно и беспорядочно. Каждая линейка Е3, Е5, Е7 жила своей жизнью, в своем сокете, несовместимая с соседями. Сервера проектировались под конкретную линейку и только под нее.

Шло время, Е7 менялись медленно, Е3 побыстрее, но все равно значительно, на несколько лет, опаздывали по техпроцессу от Intel Core. А нереализованный потенциал – это упущенная выгода. Проанализировав ситуацию, в Intel выделили ключевые проблемы, которые должен решить выход принципиально новых Xeon:

• максимально оперативный выход новых Xeon вслед за обновлением ядра Core,
• единовременное обновление линейки Xeon по всей ширине,
• совместимость по сокету всех Xeon Scalable.

В чем смысл понятия Scalable? В том, что при соблюдении указанных технологических условий (и еще ряда функциональных, о которых речь ниже) Xeon Scalable становится подходящей основой для «кирпичика» построения современной, хорошо масштабируемой системы. Смена поколений поддержит актуальность системы и ее пригодность для постоянно изменяющегося профиля нагрузок, а совместимость по сокету позволит создавать самые разнообразные варианты «кирпичиков» нужной производительности и стоимости.

Какие области более всего нуждаются в комплексах с подобными характеристиками? Самые динамично развивающиеся, такие как облачные хранилища и сервисы, программно определяемые системы и так далее. Ну а что делать, если требуются сервера под традиционные нагрузки, скажем, для телекома (к слову сказать, показывающего в последнее время отрицательную динамику роста серверных мощностей)? Тогда Xeon Scalable можно считать следующим поколением Intel Xeon, партнеры Intel без проблем предоставят вам консультацию о соответствии старых и новых линеек.

Новые возможности

Теперь о функциональных новшествах Xeon Scalable – они также служат цели превращения платформы в идеально масштабируемую ноду.

• Intel Volume Management Device (Intel VMD). Быстрые сервисы требуют быстрых хранилищ. Технология Intel VMD позволяет организовать набор различных NVMe устройств как единое логическое хранилище и презентовать его потребителям. Таким образом, для организации сетевого доступа к данным на PCIe накопителях более не требуются дополнительные устройства. Интеграция – необходимое условие масштабируемости.
• Intel Virtual RAID on CPU (Intel VROC). Комбинированное аппаратно-программное решение, позволяющее создавать RAID различных уровней из PCIe накопителей.
• Встроенный контроллер 4x10G Ethernet. По оценке Intel, сетевой интерфейс с суммарной производительностью 40 Гбит/с будет достаточным для подключения одной ноды. Опять-таки, согласно стратегии, он должен быть встроенным.
• Remote Direct Memory Access (RDMA). Для эффективной кластеризации необходим прямой обмен содержимым памяти между приложениями на разных нодах. Новые сетевые контроллеры Intel Ethernet Connection X722 поддерживают RDMA с расширением iWARP (Internet Wide-Area RDMA Protocol), позволяющим передавать данные без дополнительного копирования и без задействования ядер операционных систем.

Scalable и не только

Означает ли нынешняя реформа то, что все Intel Xeon станут теперь Scalable? Отнюдь. В целом линейка будет выглядеть следующим образом:

• Xeon Scalable – преемники Xeon E3/E5/E7. Таблица соответствия для наглядности приведена выше. И да, мы по-прежнему не знаем, почему отсутствует 7000 серия
• Xeon D – компактный SoC для систем хранения и телеком решений, линейка продолжает развиваться, новые модели будут представлены в конце этого года
• Xeon W (Workstation) – процессоры для производительных рабочих станций, аналог старших Core, оснащенный серверным функционалом. Представлены в 3 квартале
• Xeon E (Essential) – в какой-то степени продолжение нынешних Xeon E3, серверные процессоры начального уровня. Срок выхода пока не объявлен.

Итак, ситуация с модернизацией линейки Intel Xeon стала более понятной. Новая градация отражает стремление Intel акцентироваться на быстро растущих сегментах рынка и предложить для них оптимальное решение. Все прочие потребители могут рассматривать ее как переиндексирование вкупе со сменой поколения, принесшей определенные функциональные улучшения. К новым индексам, я думаю, мы все вскоре привыкнем – тем более, что они, в общем-то, хорошо забытые старые.

Сервера с Intel Scalable уже доступны для заказа. Вот, например, HP DL360 Gen10. Обратите внимание, если предыдущее поколение DL360 строилось только на процессорах Intel Xeon E5 (как и положено двухсокетному серверу), то теперь в вашем распоряжении весь набор линеек от 3000 до 8000 (от Bronze до Platinum). Вот такая скалабильность получается.

Получайте аналитическую информацию, обеспечивайте защиту систем благодаря аппаратным функциям безопасности и предоставляйте динамические сервисы с помощью масштабируемых процессоров Intel® Xeon®. Обеспечьте поддержку инфраструктуры гибридных облачных сред и наиболее ресурсоемких приложений, включая приложения для аналитики в оперативной памяти, искусственного интеллекта, автономного вождения, высокопроизводительных вычислительных систем (HPC) и трансформации сети.

Процессоры Intel® Xeon® класса Platinum

• Ресурсоемкие критически важные рабочие нагрузки искусственного интеллекта, аналитики и гибридных облачных сред
• Оптимальный уровень производительности
• Возможность увеличения количества процессоров: 2, 4, 8 и более

Процессоры Intel® Xeon® класса Gold

• Оптимизированная под рабочие нагрузки производительность, повышенная надежность
• Высокая скорость памяти, большая емкость и улучшенная структура межсоединений
• Улучшенная масштабируемость благодаря возможности использования 2 и 4 процессоров

Процессоры Intel® Xeon® класса Silver

• Оптимальная производительность и энергоэффективность
• Увеличенная скорость памяти
• Средние вычислительные и сетевые ресурсы, а также ресурсы хранения данных

Процессоры Intel® Xeon® класса Bronze

• Доступная производительность для малого бизнеса и базовых систем хранения
• Аппаратные функции безопасности
• Надежные возможности масштабирования благодаря поддержке 2 процессоров

Инвестируйте в облачные технологии, чтобы достичь большего

Обеспечьте высокую производительность с выгодой благодаря технологиям Intel®. Критически важные рабочие нагрузки с интенсивным использованием данных, такие как базы данных, высокопроизводительные вычислительные системы и веб-приложения, работают лучше при более низкой совокупной стоимости владения благодаря облачным средам на базе архитектуры Intel® 1 2 3 4 5 .

В 2,84 раза выше производительность

До 2,84 раза выше производительность на доллар при работе с базами данных, включая HammerDB PostgreSQL* и MongoDB* 1 .

В 4,15 раза выше производительность

До 4,15 раза выше производительность на доллар при использовании высокопроизводительных программ LINPACK* и LAMMPS* 2 .

В 1,74 раза выше производительность

Повышение производительности на доллар на Java на стороне сервера и в 1,74 раза выше производительность на доллар на WordPress PHP/HVM 3 .

В 2,25 раза выше производительность

До 2,25 раза выше производительность на доллар для приложений с пропускной способностью памяти 4 .

Портфель решений Intel, ориентированных на работу с данными

Перемещайте быстрее

Более быстрое перемещение данных с помощью сетевых адаптеров Intel®

Ускорьте перемещение данных и предоставление новых услуг и возможностей с помощью сетевых адаптеров Intel®.

Храните больше

Инновация нового поколения

Оптимизируйте, храните и перемещайте более крупные и сложные наборы данных благодаря технологии Intel® Optane™ DC. Эта инновационная технология доступна в различных продуктах и решениях. Она заполняет критически важные пробелы в иерархии систем хранения и памяти, обеспечивая энергонезависимую память, большие пулы памяти, быстрое кэширование и быстрое хранение данных.

Обрабатывайте все

Производительность для аналитики

Ведущие в отрасли платформы Intel, оптимизированные для рабочих нагрузок, со встроенным ускорением ИИ обеспечивают надежную основу для повышения производительности, которая помогает ускорить преобразование данных — от мультиоблачных сред до интеллектуальных периферийных устройств.

Масштабируемая платформа Intel® Xeon®: основа для инноваций, ориентированных на работу с данными

Передовые платформы для цифровой трансформации.

Производительность для аналитики

Масштабируемые процессоры Intel® Xeon® 2-го поколения обеспечивают ведущую в отрасли производительность, оптимизированную для рабочих нагрузок, а благодаря встроенному ускорению ИИ предоставляют надежную основу для повышения производительности, которая помогает ускорить преобразование данных — от мультиоблачных сред до интеллектуальных периферийных устройств.

Аппаратные функции безопасности для обеспечения отказоустойчивости бизнеса

Встроенные средства улучшенной защиты данных. Аппаратные функции безопасности Intel помогают бороться с вредоносными программами, сохраняя при этом целостность и производительность рабочих нагрузок. Эффективное шифрование для предоставления надежных сервисов предоставления данных в процессе их хранения, использования и передачи.

Высокая скорость предоставления сервисов

Инновационные платформы и аппаратная виртуализация вычислительных, сетевых и запоминающих устройств, а также поддержка нового класса инновационных технологий памяти, которые способствуют экономичному, гибкому и масштабируемому использованию мультиоблачных сред, обеспечивая неизменно высокое качество взаимодействия между компаниями, а также между компаниями и клиентами.

Преобразование критически важных рабочих нагрузок, ориентированных на данные

Узнайте, как масштабируемые процессоры Intel® Xeon® 2-го поколения и ведущий в отрасли портфель решений Intel® для работы с данными помогут вам модернизировать инфраструктуру и ускорить получение аналитической информации с помощью ИИ, аналитики, облачных вычислений и высокопроизводительных вычислений.

Ускоренное получение прибыли благодаря специализированным решениям Intel®

Упростите развертывание центра обработки данных с помощью тщательно протестированных и проверенных решений, оптимизированных для реальной производительности. Эти решения ускоряют развертывание инфраструктуры на базе процессоров Intel® Xeon®, работающих с современными критически важными рабочими нагрузками.

Посмотрите видео, чтобы узнать, как ассортимент ориентированной на данные продукции Intel открывает преимущества на всех этапах, от ядра центра обработки данных до границы сети.

Информация о продукте и производительности

Результаты получены Intel P2CA с использованием цен AWS (долларов в час, стандартный срок в 1 год, отсутствие начальных затрат) по состоянию на 12 января 2019 года.
Тестирование соотношения производительность/цена выполнено на экземплярах AWS* EC2 R5 и R5a (https://aws.amazon.com/ec2/instance-types/), в процессе тестирования сравнивалось соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® (96 vCPU) с соотношением производительность/цена процессора AMD EPYC*.

Рабочая нагрузка: HammerDB* PostgreSQL*
Результаты: соотношение производительность/цена AMD EPYC = базовое значение 1; соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® = в 1,85 раза (лучшим является более высокий показатель)
База данных: HammerDB — PostgreSQL (лучшим является более высокий показатель):
Экземпляр AWS R5.24xlarge (Intel), HammerDB 3.0 PostgreSQL 10.2, память: 768 ГБ, гипервизор: KVM; тип подсистемы хранения: EBS io1, объем диска 200 ГБ, общий объем хранилища 200 ГБ, версия Docker: 18.06.1-ce, RedHat* Enterprise Linux 7.6, 3.10.0-957.el7.x86_64, 6400 МБ shared_buffer, 256 хранилищ, 96 пользователей. Результат «NOPM» 439931, тест проведен Intel с 11.12.18 по 14.12.18.
Экземпляр AWS R5a.24xlarge (AMD), HammerDB 3.0 PostgreSQL 10.2, память: 768 ГБ, гипервизор: KVM; тип подсистемы хранения: EBS io1, объем диска 200 ГБ, общий объем хранилища 200 ГБ, версия Docker: 18.06.1-ce, RedHat* Enterprise Linux 7.6, 3.10.0-957.el7.x86_64, 6400 МБ shared_buffer, 256 хранилищ, 96 пользователей. Результат «NOPM» 212903, тест проведен Intel 20.12.2018.

Рабочая нагрузка: MongoDB*
Результаты: соотношение производительность/цена AMD EPYC = базовое значение 1; соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® = в 2,84 раза (лучшим является более высокий показатель)
База данных: MongoDB (лучшим является более высокий показатель):
Экземпляр AWS R5.24xlarge (Intel), MongoDB v4.0, журнал отключен, синхронизация с файловой системой отключена, wiredTigeCache = 27 ГБ, maxPoolSize = 256; 7 экземпляров MongoDB, 14 клиентских ВМ, 1 клиент YCSB на ВМ, 96 потоков на клиент YCSB, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, результат: 1 229 288 операций/с, тест проведен Intel 10.12.18.
Экземпляр AWS R5a.24xlarge (AMD), MongoDB v4.0, журнал отключен, синхронизация с файловой системой отключена, wiredTigeCache = 27 ГБ, maxPoolSize = 256; 7 экземпляров MongoDB, 14 клиентских ВМ, 1 клиент YCSB на ВМ, 96 потоков на клиента YCSB, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, результат: 388596 операций/с, тест проведен Intel 10.12.18.
Подробная информация: www.intel.ru/benchmarks.

Результаты получены Intel P2CA с использованием цен AWS (долларов США в час, стандартный срок в 1 год, отсутствие начальных затрат) по состоянию на 12 января 2019 года.
Тестирование соотношения производительность/цена выполнено на экземплярах AWS* EC2 M5 и M5a (https://aws.amazon.com/ec2/instance-types/), в процессе тестирования сравнивалось соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® (96 vCPU) с соотношением производительность/цена процессора AMD EPYC*.

Рабочая нагрузка: LAMMPS*
Результаты: соотношение производительность/цена AMD EPYC = базовое значение 1; соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® = в 4,15 раза (лучшим является более высокий показатель)
Разработка материалов HPC — LAMMPS (лучшим является более высокий показатель):
Экземпляр AWS M5.24xlarge (Intel), версия LAMMPS: 2018-08-22 (код: https://lammps.sandia.gov/download.html), рабочая нагрузка: Water — 512 тыс. частиц, Intel ICC 18.0.3.20180410, Библиотека Intel® MPI для Linux*, версия 2018 обновление 3 сборка 20180411, 48 MPI-процессов, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, OMP_NUM_THREADS=2, результат: 137,5 тактов/с, тест проведен Intel 31.10.18.
Экземпляр AWS M5a.24xlarge (AMD), версия LAMMPS: 2018-08-22 (код: https://lammps.sandia.gov/download.html), рабочая нагрузка: Water — 512 тыс. частиц, Intel ICC 18.0.3.20180410, Библиотека Intel® MPI для Linux*, версия 2018 обновление 3 сборка 20180411, 48 MPI-процессов, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, OMP_NUM_THREADS=2, результат: 55,8 тактов/с, тест проведен Intel 07.11.2018.
Изменения для AMD для поддержки AVX2 (AMD поддерживает только AVX2, поэтому эти изменения необходимы):
sed -i ‘s/-xHost/-xCORE-AVX2/g’ Makefile.intel_cpu_intelmpi
sed -i ‘s/-qopt-zmm-usage=high/-xCORE-AVX2/g’ Makefile.intel_cpu_intelmpi

Рабочая нагрузка: High-performance Linpack*
Результаты: соотношение производительность/цена AMD EPYC = базовое значение 1; соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® = в 4,15 раза (лучшим является более высокий показатель)
HPC Linpack (лучшим является более высокий показатель):
Экземпляр AWS M5.24xlarge (Intel), HP Linpack версии 2.2 (https://software.intel.com/ru-ru/articles/intel-mkl-benchmarks-suite Каталог: benchmarks_2018.3.222/linux/mkl/benchmarks/mp_linpack/bin_intel/intel64), Intel ICC 18.0.3.20180410 с AVX512, Библиотека Intel® MPI для Linux*, версия 2018 обновление 3 сборка 20180411, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, OMP_NUM_THREADS=24, 2 MPI-процессов, результат: 3152 ГБ/с, тест проведен Intel 31.10.18.
Экземпляр AWS M5a.24xlarge (AMD), HP Linpack версии 2.2, (источник HPL: http://www.netlib.org/benchmark/hpl/hpl-2.2.tar.gz; версия 2.2; icc (ICC) 18.0.2 20180210 использовалось для компиляции и привязки к библиотеке BLIS версии 0.4.0; https://github.com/flame/blis; признаки компилятора Addt’l: -O3 -funroll-loops -W -Wall –qopenmp; make arch=zen OMP_NUM_THREADS=8; 6 MPI-процессов.), Intel ICC 18.0.3.20180410 с AVX2, Библиотека Intel® MPI для Linux*, версия 2018 обновление 3 сборка 20180411, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, OMP_NUM_THREADS=8, 2 MPI-процессов, результат: 677,7 ГБ/с, тест проведен Intel 07.11.2018.

Результаты получены Intel P2CA с использованием цен AWS (долларов в час, стандартный срок в 1 год, отсутствие начальных затрат) по состоянию на 12 января 2019 года.
Тестирование соотношения производительность/цена выполнено на экземплярах AWS* EC2 M5 и M5a (https://aws.amazon.com/ec2/instance-types/), в процессе тестирования сравнивалось соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® (96 vCPU) с соотношением производительность/цена процессора AMD EPYC*.

Рабочая нагрузка: Java* на стороне сервера 1 JVM
Результаты: соотношение производительность/цена AMD EPYC = базовое значение 1; соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® = в 1,74 раза (лучшим является более высокий показатель)
Java на стороне сервера (лучшим является более высокий показатель):
Экземпляр AWS M5.24xlarge (Intel), связывание Java Server Benchmark No NUMA, 2JVM, OpenJDK 10.0.1, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, результат: 101 767 транзакций/с, тест проведен Intel 16.11.18.
Экземпляр AWS M5a.24xlarge (AMD), связывание Java Server Benchmark No NUMA, 2JVM, OpenJDK 10.0.1, RedHat* Enterprise Linux 7.5, ядро 3.10.0-862.el7.x86_64, результат: 52 068 транзакций/с, тест проведен Intel 16.11.18.

Рабочая нагрузка: WordPress* PHP/HHVM*
Результаты: соотношение производительность/цена AMD EPYC = базовое значение 1; соотношение производительность/цена масштабируемого процессора Intel® Xeon® = в 1,75 раза (лучшим является более высокий показатель)
Web Front End WordPress (лучшим является более высокий показатель):
Экземпляр AWS M5.24xlarge (Intel), oss-performance/wordpress версии 4.2.0; версия 10.2.19-MariaDB-1:10.2.19+maria

bionic; версия рабочей нагрузки: u’4.2.0; клиентские потоки: 200; PHP 7.2.12-1; perfkitbenchmarker_version="v1.12.0-944-g82392cc; Ubuntu 18.04, ядро Linux 4.15.0-1025-aws, результат: 3626,11 транзакций/с,тест проведен Intel 16.11.18.
Экземпляр AWS M5a.24xlarge (AMD), oss-performance/wordpress версии 4.2.0; версия 10.2.19-MariaDB-1:10.2.19+maria