25 сентября 2020
Вы можете подумать, что это означает, что на подходе новая партия мощных Xeon - и вы были бы правы, но это еще не все. Сегодняшний день знаменует официальное поступление Intel Cascade Lake, многоядерных процессоров 2-го поколения Xeon Scalable Series, но компания также анонсирует или запускает множество смежных продуктов, включая новые FPGA, инновационные сетевые контроллеры, новую платформу серверного корпуса и Optane DC. Стойкая память. И наряду с этими мощными процессорами серии Xeon Scalable также поступают более специализированные продукты серии Xeon-D, которые предназначены для всех видов рабочих нагрузок - от маломощных до ресурсоёмких приложений.
Cascade Lake является преемником Skylake-SP и включает в себя ряд ключевых обновлений и улучшений. Архитектура ядра ЦП, однако, по своей сути очень похожа. Cascade Lake включает в себя недавно переработанный встроенный контроллер памяти, который добавляет поддержку памяти Optane DC, новые инструкции Vector Neural Network, аппаратные средства защиты для нескольких вариантов Spectre и Meltdown, а также новые многочиповые пакеты, которые удваивают максимальное количество ядер на сокет по сравнению с сокетом. от предыдущего поколения до 56. Однако сами ядра процессора практически не изменились.
Как уже упоминалось, Intel запускает многоэтапное внедрение, ориентированное на различные рынки и потенциальные варианты использования. Мы постараемся предоставить подробности и некоторую предысторию ключевых моментов, но на скрине выше показаны основные продукты, которые Intel выпускает или анонсирует сегодня. Одним из продуктов, в который мы не будем углубляться, является двухпортовый твердотельный накопитель Intel Optane DC. Этот продукт очень похож на существующий твердотельный накопитель Optane DC P4800X, но оснащен двумя портами, чтобы максимизировать производительность и отказоустойчивость / надежность (изображение фактического накопителя есть на скрине на последней странице, если вы хотите увидеть его).
Сегодня выпускается несколько типов процессоров Intel Xeon Scalable второго поколения; самые мощные опции находятся в сериях 8200 и 9200. Серия Xeon Platinum 8200 может считаться духовным преемником оригинальных процессоров серии Xeon Scalable на базе Skylake-SP, выпущенных в 2017 году. В серии 8200 используются одиночные матрицы и до 28 ядер (56 потоков) на процессор, но они работают на тактовой частоте. выше, чем у процессоров Xeon Scalable первого поколения. Как уже упоминалось, в этих новых процессорах Cascade Lake добавлена поддержка постоянной памяти Optane DC, новых инструкций Vector Neural Network (VNNI) под названием Deep Learning Boost, и они оснащены аппаратными средствами защиты для нескольких вариантов Spectre и Meltdown. Все процессоры по-прежнему производятся с использованием 14-нм технологического процесса Intel. Серия Xeon Platinum 9200 делает шаг вперед, внедряя двойные матрицы в один пакет BGA, до 56 ядер (112 потоков) на сокет. Это также означает удвоение объема кэша на сокет. Принимая во внимание, что процессоры Xeon Scalable Platinum серии 8200 содержат до 38,5 МБ интеллектуального кэша, серия 9200 достигает максимальных 77 МБ.
Процессоры также предлагают поддержку до 3 ТБ памяти на сокет, и до 12 каналов памяти на процессоре серии 9200 (6 каналов на процессор). Процессоры серии 8200 будут иметь TDP мощностью от 70 Вт до 205 Вт, в то время как серия с двумя матрицами 9200 будет масштабироваться от 250 Вт до 400 Вт.
Помимо поддержки постоянной памяти Optane DC, о которой мы поговорим подробнее ключевой новой функцией этих процессоров является технология Intel Deep Learning Boost. Intel ожидает, что AI будет одной из самых больших рабочих нагрузок в центре обработки данных в будущем. И это будет не просто основная нагрузка на центр обработки данных, но и в конечном итоге она будет расширяться.
Для лучшего ускорения рабочих нагрузок AI / Deep Learning (логический вывод) набор инструкций в Cascade Lake обновлен дополнительными векторными расширениями. DL Boost будет доступен на всех процессорах 2-го поколения Xeon. Intel так же поработал над тем, чтобы обеспечить оптимизацию программного обеспечения для многих наиболее популярных платформ AI / Deep Learning.
Еще одна новая функция, появившаяся в линейке Intel Xeon, называется Speed Select Technology, или SST. Intel SST дает пользователям возможность определять ядро с более высоким приоритетом, которое может поддерживать более высокие значения турбо и базовых тактовых частот для повышения производительности, когда мощность и тепловые характеристики не являются проблемой. SST предлагает частотную приоритетность и возможность выбора базовой частоты для ядра с более высоким приоритетом. Параметры должны быть определены во время загрузки и выбраны из подмножества параметров, но клиенты могут запрашивать различные профили, если предопределенные параметры Intel не удовлетворяют их потребностям.
Технология Intel Quick Assist также выходит вместе с новым семейством процессоров серии Xeon D-1600. Технология Intel Quick Assist - это встроенный механизм ускорения для шифрования и аутентификации, шифрования с открытым ключом и управления ключами, а также сжатия. Каждый логический ускоритель Quick Assist может поддерживать пропускную способность до 30 Гбит / с.
Процессоры серии Xeon D-1600 - это процессоры с меньшим количеством ядер, более младшие по мощности процессоры серии Xeon Scalable, основанные на архитектуре Snow Ridge. Процессоры серии Xeon D-1600 предназначены для использования в условиях ограниченного пространства или мощности, таких как периферийные сетевые устройства, базовые станции и т. д.
Мы еще не смогли самостоятельно протестировать новейшие процессоры Intel Xeon Scalable Series, но компания действительно предоставила массив данных, который показывает, что новейший высокопроизводительный Xeon Platinum 9242 значительно опережает платформу EPYC текущего поколения AMD в различных рабочих нагрузках. AMD имеет более новую архитектуру, удваивает ядра и новую конфигурацию памяти / ввода-вывода и все данные они должны предоставить в конце этого года. Хотя первоначальные данные о производительности, представленные Intel, выглядят многообещающе.
Оптимизация с помощью памяти Intel Optane DC
Ключевым компонентом и стратегии центра обработки данных Intel в целом является память Optane DC.
Как и другие продукты марки Optane, Optane DC использует технологию памяти 3D Xpoint. Если вы помните, 3D Xpoint - это тип энергонезависимой памяти, который ведет себя как своего рода гибрид флэш-памяти DRAM и NAND. 3D Xpoint предлагает значительно лучшую производительность, чем флэш-память NAND. 3D Xpoint также предлагает более высокую выносливость, чем традиционная флэш-память NAND, но с возможностью масштабирования по плотности.
Когда несколько лет назад компания впервые объявила о партнерстве с Micron, Intel заявила, что 3D Xpoint в 1000 раз быстрее, чем NAND, с выносливостью в 1000 раз и потенциалом плотности DRAM в 10 раз. Благодаря своим уникальным свойствам, 3D Xpoint хорошо подходит для широкого спектра продуктов, как на рынке хранения, так и на рынке памяти. Благодаря памяти Optane DC Intel позиционирует эту технологию как новый уровень памяти, который устраняет разрыв между DRAM и высокопроизводительным накопителем.
Память Optane DC может существенно ускорить работу и обработку данных , управление массивами данных. Хранение больших объемов данных ближе к процессору, подключенных через межсоединение с высокой пропускной способностью / низкой задержкой, одновременно минимизируя необходимость доступа к более медленной подсистеме хранения, является ключевым преимуществом памяти Optane DC.
Благодаря памяти Optane DC несколько терабайт энергонезависимой памяти могут быть напрямую подключены к ЦП в сочетании с традиционным DRAM, что обеспечивает более быстрый доступ к большему количеству данных. Кроме того, поскольку он является энергонезависимым, необходимость повторного копирования больших объемов данных обратно в память, если по какой-либо причине требуется перезагрузка сервера, сводится к минимуму или устраняется, что может значительно сократить время простоя.
Память Optane DC может быть присоединена к системе в сочетании с традиционной DRAM. Объем или соотношение DRAM к постоянной памяти Optane DC будет варьироваться в зависимости от потребностей пользователя, но обычно для обеспечения максимальной общей емкости будет значительно больше постоянной памяти Optane DC, чем DRAM. Он подключается через те же слоты памяти DDR4, но мы должны отметить, что он использует другие протоколы и управляется не так, как DRAM, поэтому ей и необходима Cascade Lake и его обновленный контроллер памяти. Хотя постоянная память Optane DC использует тот же форм-фактор, что и оперативная память DDR4, она не является ее прямой заменой. Также обратите внимание, что из-за различий в протоколах, задержках и пропускной способности между DRAM и Optane DC память не все рабочие нагрузки хорошо подходят для этого.
Так как запросы на данные в памяти всегда сначала проходят через DRAM. Благодаря памяти Optane DC системная память DRAM по сути превращается в большой пул кэша. Это уменьшает общую задержку и сводит к минимуму записи в память 3D Xpoint, чтобы максимизировать производительность. Однако в настоящее время эту технологию можно настроить двумя способами - в режиме памяти или в режиме App Direct.
В режиме App Direct DRAM память Optane DC объединяются для максимизации общей емкости. Однако для наилучшего использования этого режима необходимо оптимизировать рабочие нагрузки для этой конфигурации, чтобы сбалансировать преимущества задержки и пропускной способности DRAM с постоянством и большей емкостью памяти Optane DC.
Память Optane DC будет доступна с объемом памяти DIMM от 128 ГБ до 512 ГБ первоначально, что позволит устанавливать много терабайт на одном сервере, причем емкость намного выше, чем у одного DRAM.
Intel представляет FPGA контроллеры и адаптеры Ethernet серии 800 Agilex
Однако сегодняшние новости не ограничиваются процессорами Xeon и памятью Optane DC. Кроме того, у Intel появилось новое семейство FPGA с маркой Agilex, а также некоторые инновации в технологии Ethernet и новая серия контроллеров Ethernet с поддержкой нескольких гигабит, серия Intel Ethernet 800.
В настоящее время на рынке существует множество решений FPGA, но Intel Agilex предложит ряд уникальных преимуществ в сочетании с масштабируемыми процессорами Intel Xeon, в том, что некоторые модели будут предлагать кэш и память для лучшего ускорения анализа больших данных и массивных баз данных.
FPGA Agilex будут производиться с использованием 10-нм технологического процесса Intel; первые устройства должны появиться в третьем квартале этого года, хотя некоторые избранные партнеры, вероятно, получат доступ к технологии чуть раньше. Благодаря использованию технологий Intel EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) и микросхем, FPGA Agilex могут быть адаптированы для широкого спектра рабочих нагрузок и целевых рынков.
Intel утверждает, что FPGA от Agilex обеспечат на 40% более высокую производительность и на 40% более низкую мощность, чем продукты предыдущего поколения. Они будут поддерживать технологии DDR4, DDR5, HBM2 и Optane DC Persistent Memory, в зависимости от модели / семейства, и будут предлагать до 40 TFLOP производительности DSP и скорость передачи данных приемопередатчика до 112G. Конфигурируемые DSP поддерживают низко-точные конфигурации INT7 через INT2, и Intel также отмечает, что FPGA Agilex будут пока единственными, которые поддерживают усиленные вычисления BFLOAT16 и FP16 для машинного обучения и интеллектуальных сенсорных вычислений.
Первоначально будет три серии FPGA от Agilex: серия F (начальный уровень), серия I (средний уровень) и серия M (high-end). Agilex F-Series не будет обеспечивать согласованность кэша и памяти с масштабируемыми процессорами Intel Xeon 2-го поколения и поддерживать скорости передачи данных приемопередатчика 58G, PCIe Gen4 и память DDR4. I-и M-серии одинаковы с точки зрения скорости передачи данных приемопередатчика, подключения PCIe и поддержки согласованности кэша / памяти, но более мощная M-серия добавляет поддержку дополнительных типов памяти, включая HBM. Все FPGA Agilex имеют четырехъядерную реализацию ARM Cortex-A53.
Сетевые достижения с Intel 800 Series
Контроллеры Intel Ethernet серии 800 (под кодовым названием Columbiaville) будут предлагать некоторые уникальные функции и инновации, предназначенные не только для улучшения пиковых значений, но и для уменьшения задержки и улучшения предсказуемости.
В крупномасштабных центрах обработки данных уменьшение изменчивости времени отклика приложений в сети повышает пропускную способность и снижает задержки. Таким образом, это позволит добавить больше серверов, чтобы лучше распараллеливать задачи и / или включить поддержку большего количества конечных пользователей с существующим оборудованием.
Intel утверждает, что контроллеры Ethernet серии 800 повышают предсказуемость благодаря использованию динамической персонализации устройств (DDP) и очередей устройств приложений (ADQ). Динамическая персонализация устройства, или DDP, доступна в продуктах Ethernet серии 700 предыдущего поколения, но была улучшена в серии 800. Вместо использования только адресов источника и назначения, DDP позволяет анализатору более глубоко изучать пакеты и обнаруживать определенный заголовок протокола и дополнительный внутренний заголовок, чтобы более конкретно направлять трафик. А ADQ также позволяет использовать выделенные полосы / очереди и ограничение скорости, в дополнение к технологиям организации очередей и управления для конкретных приложений. Использование DDP и ADQ по сути позволяет пакетам достигать конечного пункта назначения напрямую, по выделенным и управляемым путям.
Согласно данным Intel, в некоторых рабочих нагрузках предсказуемость увеличивается более чем на 50%, при этом снижается общая задержка, повышается пропускная способность и повышается загрузка ЦП.
Серверный корпус Intel FC2000
Вместе с Cascade Lake появится новые серверные корпуса, которые лучше разработаны в плане удовлетворения потребностей в тепловой энергии и мощности новейших процессоров Intel серии Xeon Scalable. Серверный корпус Intel FC2000 поставляется в различных конфигурациях и подходит как для воздушного, так и для жидкостного охлаждения.
FC2000 имеет более удобную конструкцию фронтального ввода-вывода. Лотки для узлов устанавливаются с передней стороны корпуса, а платы ввода-вывода и кабели расположены на передней панели лотков. В корпусах также предусмотрены три источника питания в конфигурации 2 + 1 - будут доступны варианты блоков питания на 1600 Вт и 2100 Вт. Корпус стойки имеет конструкцию 2U с четырьмя независимыми вычислительными узлами с возможностью горячей замены.
Версии FC2000 с воздушным охлаждением оснащены 2 x 80 мм вентиляторами на внешних кромках и 3 x 60 мм вентиляторами в источниках питания; Быстроразъемные соединения используются для соединения узлов при использовании жидкостного охлаждения, которые находятся в крайних положениях, зарезервированных для 80-мм вентиляторов.
Модуль локальной сети управления расположен между блоками питания, а все вентиляторы и блоки питания имеют возможность горячей замены. Также имеется четыре лотка для жестких дисков U.2 NVMe с возможностью горячей замены (по два на узел, с вычислительными модулями 2U)
Выше приведены несколько фотографий узла 2P Cascade Lake 2U 1/2 с воздушным охлаждением, со всеми заполненными им слотами DIMM - на каждый разъем для процессора установлено 12 слотов DIMM. Как уже упоминалось, это последнее поколение масштабируемых процессоров Xeon совместимо с существующей платформой Purely. Но более мощные, многоядерные процессоры серии Xeon Scalable 9200 будут продаваться с новым корпусом FC2000, чтобы обеспечить потребности процессоров в питании и охлаждении.
Корпус FC2000 можно настроить пятью способами:
- 4 x 1U 1/2 width Sleds
- 2 x 2U 1/2 width Sleds
- 2 x 1U 1/2 width Sleds + 1 x 2RU 1/2 width Sleds
- 2 x 1U Full width Sleds
- 1 x 2U Full width Sled
