圖片來源: 

英特爾

在x86伺服器的世界裡,英特爾Xeon系列處理器一直是主要的運算平臺,命名型號的方式也歷經多次改變,目前我們所熟悉的作法,已採行了6年以上,基本上,是以Xeon E3系列、Xeon E5系列、E7系列,分別對應單路、2路/4路、4路以上的伺服器應用。

然而,現在英特爾決定不再繼續沿用這套命名方式。他們預計在2017年中發布的新一代Xeon處理器,導入新的產品識別方式,針對2路/4路,以及4路以上的Xeon處理器,將會以Platinum、Gold、Silver、Bronze等4個層級來區隔,並以此作為各系列處理器的主要名稱。

針對Xeon處理器系列產品,「Xeon processor Scalable family」是英特爾即將採用的新品牌識別,當中將分為4個等級。

 

除此之外,用來稱呼英特爾Xeon全系列處理器的方式,也有一些變化,例如,現在我們所習慣稱呼的Xeon處理器系列(Xeon processor Family),在2017年中之後,則會改名為「Xeon處理器擴展系列(Xeon processor Scalable family)」,同時,英特爾也特別提出「Xeon處理器擴展系列平臺(Xeon processor Scalable family Platform)」的平臺新稱呼,不只是包含Xeon處理器,還納入了英特爾現行發展的各種資料中心產品與技術,例如:互連光纖網路(Fabric)、乙太網路、固態硬碟儲存、運算加速指令集與板卡、x86架構以外的處理器,以及加速多種應用的軟體框架、開發套件。

新一代Xeon處理器將於2017年中發表,但英特爾這次的產品發布有別於過往的作法,他們調整Xeon處理器系列的品牌識別,改為Xeon processor Scalable family,比過去更加強調「可擴展性(Scalable)」,並且涵蓋範圍不只是針對運算,也擴及儲存、網路領域。

而在英特爾的IT Peer Network部落格當中,該公司資料中心事業群副總經理暨Intel Xeon產品總經理Lisa Spelman也特別撰寫專文,解釋了這項新命名的意義。

她強調,新的Xeon processor Scalable family,意味著處理器架構與平臺技術的提升,對於不同性質的工作負載,提供最佳化的運算、儲存、網路存取效能。同時,這系列產品也將為下一代的雲端基礎架構,提供良好的基礎,支援更廣泛的應用系統,像是資料分析、人工智慧、自動駕駛車、高效能運算,以及網路環境的轉型(這裡應該是指5G、SDN/NFV技術的演進)。因此,未來每當英特爾推出新一代的Xeon處理器,Scalable系列產品也將會提供更強大的效能、安全性與靈活度。

早在過去Xeon E5 和Xeon E7 系列處理器發表時,英特爾都會提到適用於雲端服務、儲存、網路、大數據等應用,而在下一代Xeon的產品定位上,英特爾特別提到5G,看得出來他們希望新的Xeon也能用於推動5G網路的發展。

Xeon下一代2路與4路伺服器處理器,將以4個等級重新畫分

在英特爾這次大動作調整伺服器處理器名稱當中,到底跟現行的作法有何差異?

就目前既有的Xeon處理器系列當中,英特爾主要分為Xeon E3、Xeon E5、Xeon E7等三大系列,專門針對資料中心的伺服器應用,此外,還有Xeon D系列的系統單晶片(SoC),用於網路設備、資安設備或是IoT閘道。

而在未來的產品畫分上,英特爾預告,用於2路、4路伺服器的下一代Xeon處理器,也就是採用Skylake微架構的伺服器級CPU,將不再使用E5和E7來做為系列名稱,而是改為:Xeon Platinum、Xeon Gold、Xeon Silver、Xeon Bronze,,也就是將原來的兩個系列合併,再重新區隔成4個系列,而且也會是Xeon Processor Scalable Family的主體。至於Xeon E3和Xeon D系列,目前仍維持不變。

在2017年推出的新一代Xeon處理器上,依照性能高低,將會區分為白金、金、銀、銅等4個等級。

圖中是白金級Xeon的商標圖樣。

那麼,Xeon Processor Scalable family底下的4個系列處理器,特色究竟是什麼?從名稱來觀察,似乎可以看出代表的是不同性能,但目前英特爾僅簡略地提出下列介紹:

  • Xeon Platinum系列:高於Xeon Gold系列,可提供最佳的效能、硬體安全性防護,以及最好的業務靈活度強化特色。
     
  • Xeon Gold系列:高於Xeon Silver系列,內建更多的相互連結能力與性能加速引擎,可搭配速度更快的記憶體,並且具備進階的可靠度。
     
  • Xeon Silver系列:高於Xeon Bronze系列,特色是在低耗電量的運作模式下,提供最佳效能。
     
  • Xeon Bronze系列:高於Xeon E3 v6系列,提供入門等級的伺服器運算效能。

至於這些處理器之間的具體技術規格差異,英特爾現今也只略微透露,不同之處在於配置的核心數量、支援的處理器插槽數、提供的平臺功能。

英特爾即將推出的4個等級Xeon的處理器,是將現今我們所熟悉的Xeon E5系列,以及Xeon E7處理器,融合為一,稱為Xeon processor Scalable family,不再從主要的系列命名,區分成專攻2路伺服器與4路伺服器。

而在效能增長的幅度,新Xeon處理器在伺服器虛擬化應用的環境當中,可達到先前世代產品的2.7倍,甚至是3.9倍。

除了歷來Xeon發表時所強調的特色,像是運算效能、安全性與可靠度的提升,英特爾在這裡又提到一些過去所不曾提到的部份,似乎有弦外之音。像是:提供「更好」的核心、更快與更多的I/O(PCIe 4.0?)、支援更快速的記憶體(DDR5?)。

除了宣布命名方式改變之外,英特爾也簡略提到新一代Xeon處理器平臺的效能改善幅度。

新舊Xeon處理器的效能差距有多大?

以搭配5年前推出的Xeon E5-2690的伺服器為基準,採用新一代Skylake-SP系統的效能(吞吐量與承載的虛擬機器數量),可達到3.9倍之多,效能增長速度最為顯著。若以搭配3年多前發表的Xeon E5-2699 v2的伺服器為基準,Skylake-SP的效能則為2.7倍。如果是以搭配1年前發表的Xeon E5-2699 v4的伺服器為基準,Skylake-SP的效能則為1.3倍,也有所提升。

在英特爾的Xeon工作負載測試結果當中,我們也注意到伺服器硬體組態資訊裡面,對這批受測新處理器的代號稱為Skylake-SP,有別於英特爾先前的慣例。

因為,若沿襲過去的命名方式,英特爾通常是以微架構的名稱為字首,之後加上EP(Efficient Performance)或EX(Expandable),分別代表2路和4路平臺,所以對於新一代Xeon,原本應該會取名為Skylake-EP(Xeon E5),以及Skylake-EX(Xeon E7),但未來,英特爾是以Skylake-SP作為新Xeon 2路和4路處理器的代號,而SP可能是指Scalable Processor或是Scalable Performance。

整合更多類型的技術,Xeon Processor Scalable Family系列將橫跨運算、網路與儲存等領域

除了將2路與4路伺服器處理器區分為4級之外,英特爾新提出的Xeon Processor Scalable Family Platform,也有特殊的用意。這個名稱,似乎源自於該公司近年來所推動的可擴展系統框架Scalable System Framework(SSF)。

原本SSF是偏向高效能運算(HPC)領域的應用,橫跨運算(Xeon/Xeon Phi處理器)、記憶體(SSD DC系列固態硬碟)、儲存(Lustre)、互連網路(Omni-Path Architecture)、軟體(HPC Orchestrator)等層面,如今英特爾依此概念將所有相關產品,統合在一起,似乎也順利成章。因為當前企業、網路服務業者、雲端服務商所需要的IT基礎架構,與高效能運算環境重疊的部份,的確越來越多。

若從產品與技術來區分,基本上,Xeon Processor Scalable Family Platform系列,可以分為6大類型:

  • 互連網路(Fabrics):Intel OPA(Omni-Path Architecture)
     
  • 網路環境:Intel Ethernet
     
  • 加速技術:Intel QuickAssist、Intel AVX-512
     
  • 固態儲存:Intel Optane SSD DC P4800X、Intel SSD DC P4600、Intel VMD(Volume Management Device)
     
  • 輔助應用:Intel FPGA、Intel Nervana、Intel Xeon Phi、Intel Silicon Photonics
     
  • 工作負載最佳化框架與遙測監控:Caffe、Intel DAAL(Data Analytics Acceleration Library)、Intel MKL(Math Kernel Library)、DPDK(Data Plane Development Kit)、Intel RDT(Resource Director Technology)、SPDK(Storage Performance Development Kit)、Snap Open Telemetry Framework

隨著新Xeon處理器的上市與品牌識別更換,英特爾也順勢將整個Xeon平臺涵蓋的範圍擴大,將光纖互連網路(OPA)、運算加速(AVX-512、QAT)、固態記憶體與儲存(3D XPoint、3D NAND TLC),以及運算平臺(FPGA、類神經網路學習、超多核心協同運算)、軟體開發與程式庫支援(DPDK、SPDK、DAAL、MKL),全部納入,形成了Xeon processor Scalable family Platform。

而在上述效能加速技術的當中,部分將整合在英特爾下一代Xeon處理器之上。Lisa Spelman表示,像是新的進階向量延伸指令集AVX-512,以及加密與壓縮處理效率的QuickAssist技術(QAT)。

她也預告,新的Xeon會結合英特爾發展的Volume管理裝置平臺(VMD),可將伺服器端的PCIe固態硬碟納入管理,例如,英特爾近期基於3D XPoint技術推出的Optane SSD DC P4800X,以及基於3D NAND TLC技術的SSD DC P4600。而有了這項機制之後,伺服器端可在正常運作的狀態下,支援硬碟的熱插拔。

除了豐富的產品組合之外,英特爾也繼續透過成軍多年的Intel Builder Program合作計畫,預計號召450家以上廠商,共同在雲端服務、運算、儲存、網路等領域,推動新一代Xeon Processor Scalable Family,以及Xeon Processor Scalable Family Platform的應用。

在今年3月舉行的OCP高峰會,英特爾對於導入Skylake微架構的下一代Xeon處理器,也揭露了一些特色,可以與該公司5月初所公布的資料,相互印證。

比較這兩次消息的發布,我們看到英特爾都強調新Xeon將會加入AVX-512、QuickAssist。不過,在OCP大會,英特爾也額外提及一些技術,後續值得關注是否會內建在Xeon,或是提供更先進的功能。例如,提升每核心效能、可運用OPA(Omni-Path Architecture)加速I/O存取,支援RDT(Resource Director Technology)。

英特爾在OCP大會針對新Xeon所提到的另一項消息,則是與微軟2016年開始與OCP合作發展的硬體研發計畫,代號叫做Project Olympus,希望這套通用主機板設計出來之後,未來可提供超大型雲端服務環境採用。

Project Olympu裡面所用的硬體環境,主要是基於新的Xeon處理器,他們所看重的部份就在於處理器內建的AVX-512和QuickAssist,而且,這套伺服器平臺後續可能會延伸搭配其他硬體加速器,例如Intel FPGA與Nervana。


Advertisement

更多 iThome相關內容