英特爾近日正式針對旗下Intel Xeon Scalable processors系列推出第一代Xeon處理器可擴充產品,能比E5 v4系列處理效能提升達65%,並且在產品劃分上,也有了全新變革,不再沿用既有E5和E7的產品命名方式,而是改採4級制,改用白金、金、銀、銅等級來區分。(圖片來源/iThome))

英特爾正式推出採用Skylake-SP微架構打造的新一代Intel Xeon Scalable伺服器處理器,可以提供最高28核心,更內建高達28MB的L2快取,處理效能較上一代提升達65%,還採用全新網格互連架構,這也是英特爾近10年以來最大一次的Xeon核心架構大翻新。

另在產品劃分上,也有了全新變革,不再沿用既有E5和E7的產品命名規則,而是改採4級制,改用白金、金、銀、銅等級來區分,並一口氣推出了涵蓋2路、4路及8路共51款全新CPU型號。

英特爾表示,新一代Xeon Scalable系列處理器晶片目前已可供出貨,包括HPE、Lenovo、Supermicro、愛立信、華為、Inspur、Sugon在內等伺服器及OEM/ODM廠商,近期都將陸續發表搭載Xeon Scalable系列的全新伺服器。另外臺灣Dell及廣達旗下雲達也都在同一天搶先在臺宣布首波新Xeon伺服器產品推出上市。

英特爾將原來分屬前一代Xeon E5 (2路/4路)及Xeon E7(4路/8路)系列兩個產品線、多達51款處理器型號整併後,而重新推出以白金、金、銀、銅這4種全新Xeon處理器可擴充系列為名的全新CPU型號,若以其中層級最高的Intel Xeon Platinum 8100系列(白金級)為例,擁有多達28顆核心,最高1.5TB記憶體,且同時能對應主流2路、4路,或者是8路以上高效能伺服器應用。(圖片來源/英特爾)

新一代2路和4路Xeon處理器區分改採新四級制

往年,英特爾每次只要有新款Xeon處理器產品推出時,通常都是以Xeon E3、Xeon E5、Xeon E7系列劃分,來分別對應單路、2路/4路,及4路/8路以上的伺服器應用。不過這次英特爾發表採用Skylake-SP微架構的新一代Xeon伺服器處理器時,則是針對定位主流、高效能伺服器應用的Xeon E5、Xeon E7系列處理器,決定不再延用這套命名規則,而是將對應2路/4路及4路以上的Xeon處理器系列,全部改採分級制,並依據處理器效能及規格高低分成4個不同等級,分別是白金(Platinum)、金(Gold)、銀(Silver),以及銅(Bronze)等系列,並以此作為各系列處理器產品的主要名稱。

英特爾表示,之後將發表採用新Cascade Lake架構的下一代Xeon處理器時,也將繼續採用此產品命名方式。

英特爾新Xeon處理器除了採用新的產品線分級方式,也順勢將原有產品識別的Xeon處理器系列(Xeon processor Family),重新改名為「Xeon處理器可擴充系列(Xeon processor Scalable family),代表比起以前可以涵蓋的伺服器應用範圍更廣,可以同時滿足企業新一代資料中心應用所需的更高處理效能,及具備更加靈活的擴充彈性。

這次新發表亮相的Xeon Scalable處理器,也不再視為是延續前一版推出的第5代Xeon處理器系列,而是當作英特爾旗下Intel Xeon Scalable processors系列推出的第一代Xeon處理器可擴充產品問世。

英特爾在設計新Skylake-SP處理器核心架構時,首次嘗試採用了全新網格互連架構(Mesh Interconnect Architecture),以取代前面幾代微架構採用的環狀(Ring)互連設計,可以在增加核心數的同時,也能夠維持很快存取資料,以及支援更高記憶體頻寬的需求。(圖片來源/英特爾)

全新Xeon處理器系列改按效能規格高低分4等級

英特爾再將原來分屬前一代Xeon E5 (2路/4路)及Xeon E7(4路/8路)系列兩個產品線、多達51款處理器型號整併後,而重新推出以白金、金、銀、銅這4種全新Xeon可擴充處理器系列為名、同樣也是51款全新CPU型號,若以其中等級最高的Intel Xeon Platinum 8100系列(白金級)為例,這次一共推出包含了8180、8176、8176F、8170、8168、8164、8160、8160T、8160F、8158、8153、8156等共12款新型號,可以同時對應主流2路、4路,或者是8路以上高效能伺服器應用。次高的Intel Xeon Gold 6100/5100系列(黃金級)推出型號數量更多,高達29款,能分別涵蓋2路及4路的主流伺服器應用;至於主打高效率的Intel Xeon Silver 4100系列(銀級)及入門級的Intel Xeon Bronze 3100(銅級)這兩個新系列,也各自分別有推出8款及2款處理器新型號,不過最多只能支援到2路Xeon伺服器配置。

英特爾還將這分4級總共51款新CPU型號,另外依照處理器核心優化、更高能源使用效率、延長生命周期,以及整合新一代Omni-Path光纖互連網路等不同分類,而將不同等級的處理器型號整併並分成4大主要產品線,以滿足企業不同的伺服器應用需求。

英特爾資料中心事業群副總經理暨Intel Xeon產品總經理Lisa Spelman表示,採用Xeon processor Scalable family做為全新Xeon 系列產品識別的目的,在於建立一個整合性平臺,可以同時橫跨光纖互連網路(Intel OPA)、網路環境(Intel Ethernet)、運算加速(Intel AVX-512)、SSD固態記憶體儲存(Intel Optane SSD)、輔助運算平臺(Intel FPGA、Intel Xeon Phi),以及其他還整合能優化工作負載的各式開發框架及軟體工具(如Caffe、DPDK、SPDK等)。Lisa Spelman也指出,新推出Xeon處理器,可以滿足企業或雲端服務商,所需處理橫跨虛擬化環境及混合雲部署的各種運算任務,也能做為一般關鍵性任務、傳統資料中心應用、即時分析,以及 AI及深度學習訓練使用。

英特爾在發表會現場展出了裝載有Xeon Scalable處理器的4路及2路測試工程機。如上圖則是一臺機箱高度為4U尺吋的4路Xeon Scalable伺服器,已經裝滿了4顆最新一代的Xeon Platinum 8180處理器。(圖片來源/iThome)

CPU運算處理效能是前一代1.65倍

這次推出的全新Xeon Scalable處理器系列,全部皆是採用Skylake-SP微架構打造的新一代Xeon處理器,核心、執行緒數量都向上提升近3成(27%),從原本Broadwell-EP架構最高22核心,到了新一代Skylake-SP架構,更向上提高到了最高28核心、56執行緒,至於處理器時脈速度上變化並不大,最高略為提升至3.8GHz。英特爾表示,在處理運算效能上,採用全新2路的Xeon Scalable處理器,處理效能較前一代Xeon E5 v4系列能提升多達65%,若改以4路伺服器為基準比較的話,也有近5成(49%)的處理器效能提升。

英特爾也同時比較了另一家競爭對手AMD上個月才剛推出上市沒多久的EPYC 7000處理器系列,宣稱與AMD EPYC 7601相比之下,採用Xeon Platinum 8180的處理效能還高出了1.28倍,甚至在每個核心的效能提升上,8180更多出1.46倍這麼多。

新一代Xeon Scalable處理器也特別增加L2快取記憶體容量,來提高 L2快取的使用率,從原來Broadwell-EP架構的最多5.5MB,更向上提高到28MB,藉此以縮短CPU存取延遲,至於原來做為共享式的L3快取,容量則從原來的最多55MB降至38.5MB,並改採用非內含式 (non-inclusive)的 L3快取。

英特爾首次還在設計新Skylake-SP處理器核心架構時,嘗試採用了全新網格互連架構(Mesh Interconnect Architecture),以取代前面幾代微架構延用的環狀(Ring)互連設計,可以在增加核心數的同時,也能夠維持很快存取資料,及支援更高記憶體頻寬的需求,以因應未來新一代資料中心虛擬化應用環境,以及提供更加優化的工作負載效能。這也是英特爾8年以來最大一次的Xeon核心架構大翻新。英特爾也將此一新架構視為未來發展下一代Xeon Scalable processors將延續採用的全新晶片架構設計。

根據英特爾提供的數據測試比較,新的Xeon Scalable系列處理器在做為線上交易處理(OLTP)測試時,可以比前一代E5 v4系列最高還獲得增加超過7成(73%)資料庫效能提升,更比初代E5系列(5年前)高出4.89倍,甚至當使用於SAP HANA平臺上的資料倉儲效能測試時,採用Intel Xeon Platinum系列處理器,也比前一代E7 v4系列最高每秒能夠處理的交易量,還高出1.59倍之多。另在伺服器虛擬化應用的環境當中,新一代Xeon Scalable系列處理器,在效能增長的幅度,亦達到先前世代E7 v4產品的1.2倍,可以獲得更高密度的VM數量增加。

新Xeon處理器也開響AI應用第一槍

新款Xeon也可以運用在AI或深度學習應用上。英特爾也指出,在使用Caffe ResNet-18類神經網路來當作測試基準時,與前代Intel Xeon E5-2699 v4相比,採用2路Intel Xeon Platinum 8180處理器可以增加深度神經網路高達2.4倍的推論吞吐量(Inference Throughput),而在深度學習訓練吞吐量也能較前一代增加2.2倍,可以應用在需要加速深度學習類型工作負載的執行。

記憶體部分,新Xeon系列每個處理器可支援的最大記憶體容量還是維持不變,最高可支援1.5TB記憶體,不過在記憶體通道的配置上,Xeon Scalable系列也針對每個插槽可支援最多6通道DDR4記憶體擴充,原先Xeon E5 v4系列只可支援最多4通道。另外Xeon Scalable處理器也同樣整合了PCI Express 3.0介面,每個插槽可支援最多48線道(lane)。除此之外,做為內部與其他相鄰處理器連接的系統匯流排,也改採用了新一代高速互連UPI(Ultra Path Interconnect)系統匯流排設計,來取原先的QPI系統匯流排。新Xeon Scalable系列同樣搭配有最多3個UPI系統匯流排,UPI最高速度可以達到每秒最高10.4GT,至於原本Xeon E5 v4的QPI最高只到9.6GT/s

另外在熱設計功耗(TDP)的配置上,新的Xeon Scalable系列最高也向上增加至205瓦,像是採用白金級系列最高型號的Xeon Platinum 8180,熱設計功耗就比起前一代型號最高的E5-2699 v4還要高出了足足60瓦,同時在最低的熱設計功耗上,Xeon Scalable系列最低也可只到70瓦,例如Xeon Silver 4109T這款型號,只比Xeon E5 v4系列最低小幅增加15瓦。

英特爾Xeon Scalable系列也提供更強大的加速效能、安全性與靈活度,像是整合了新的效能加速技術,可以支援新的進階向量延伸指令集AVX-512,比起前一代AVX-2加速處理效能提高6成,另外也整合了新一代Omni-Path光纖互連網路架構,來支撐更高速網路傳輸,還加入了可用來優化加密與壓縮硬體加速器部署的QuickAssist技術(QAT)。

除此之外,英特爾也在新款的Xeon處理器結合自家發展的Volume管理裝置平臺(VMD),可將伺服器端的PCIe固態硬碟一併納入管理。另外也增加超過70個以上RAS新特色,例如採用全新Intel Run Sure技術來強化RAS,像是加強了內建機械檢查架構復原(MCA Recovery)功能等。

英特爾也表示,新的Intel Xeon Scalable 平臺目前已能支援的生態系合作夥伴超過100多家,更有多達480家硬體廠商,以及超過7千家以上的軟體業者,未來將在雲端服務、運算、儲存、網路等領域,共同推動Intel Xeon Scalable系列平臺的發展。英特爾也指出,目前已有包含Amazon、 Google、 Microsoft、 AT&T,以及Telefonica等多家大型雲端、科技及電信公司,皆已在自家資料中心導入Xeon Scalable處理器,負責更高效能運算處理。

英特爾也針對發展多年的Intel Builder Program合作計畫,介紹新的Intel Select Solution解決方案,能提供企業已經過英特爾官方認證能用在Xeon Scalable系列平臺的產品,以簡化及加速資料中心及網路基礎架構的部署,至今已有Canonical Ubuntu、 Microsoft SQL 16 及 VMware vSAN 6.6等產品通過認證。

英特爾Xeon Scalable系列也提供更強大的加速效能、安全性與靈活度,像是內建了新的進階向量延伸指令集AVX-512,能比起前代AVX-2加速處理效能提高6成,也整合了新一代光纖互連網路架構(Intel OPA),以支撐更高速網路傳輸,還加入了可用來優化加密與壓縮硬體加速器部署的QuickAssist技術(QAT)等。英特爾另外也針對新Xeon處理器增加超過70個以上RAS新特色,例如採用全新Intel Run Sure技術來強化RAS等。(圖片來源/英特爾)

新Xeon Scalable處理器編號命名規則也重新調整

圖片來源/英特爾

英特爾這次產品更新時,也針對新Xeon Scalable處理器編號命名規則做了部分調整,雖然同樣使用字母與數字組合,不過前面產品線名稱直接以白金、金、銀、銅的英文全寫,代表不同層級處理器系列主要名稱,另外由於新的Xeon Scalable處理器系列,多數可以同時適用在2路或4路以上的伺服器應用,所以不再特別針對編號後面四位數字序列第1個數字,加註CPU配置上限(例如2路、4路或8路),而僅僅是用來表示處理器代表的等級(例如8=白金;6、5=金;4=銀;3=銅)。

另外處理器編號也捨棄了原本在字尾附加版本號碼(如v2、v3、v4等)的作法,而是直接在編號序列的第2個數字表示處理器的世代。至於某些處理器名稱有附加字母尾碼,則是表示不同特色的處理器產品線(例如F=Fabric(光纖)等)。


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