Процессоры Intel Xeon. Модельный ряд «Весна – Лето 2013»

Трудно представить более родственное Intel понятие, чем «процессор». В свое время приложив руку к появлению данного класса устройств на массовом рынке, сейчас Intel тратит не меньшие усилия для на их постоянное совершенствование. Как результат этих титанических усилий – регулярная смена поколений процессоров: про «тик-так», наверное, знает на хабре всякий. Давайте, впрочем, зафиксируем картинку и окинем взором весь процессорный модельный ряд – по какому принципу он построен? Начнем с серверных процессоров Intel Xeon.

Линейка Intel Xeon берет свое начала со времен Pentium II. Исторически они строились на тех же микроархитектурах, что и десктопные процесоры с добавлением специфических серверных черт, таких как поддержка многопроцессорности, увеличенный кэш, поддержка расширенного набора инструкций и т.д. Если говорить о нынешних Xeon’ах с точки зрения платформы, то получается довольно интересная картина.

Впрочем, если задуматься, то ситуация, когда три семейства Xeon’ов так разбросаны по технологической линейке Intel, не кажется странной. Серверные процессоры намного сложнее десктопных, на разработку и внедрение тех самых специфических черт уходит долгое время, и чем их больше – тем дольше. Вот поэтому самые простые Е3 «упрыгали» дальше всех; с них мы и начнем разбор Xeon по семействам.

Intel Xeon E3

Актуальная линейка Intel Xeon E3 представлена моделями E3-12xx v.2 (обратите внимание на v.2, v.1 были построены на Sandy Bridge). Их основное предназначение – бюджетные односокетные сервера, а также не слишком требовательные к вычислительному ресурсу встраиваемые системы. В линейке присутствуют модели с пониженным энергопотреблением (у них индекс L), несколько особняком стоит зарезанная по всем параметрам, но супер энергоэффективная модель E3-1220L, ее мы из дальнейшего обзора исключим.
В целом картина выглядит так. Процессоры Е3-12хх v.2 имеют частоту от 3.1 до 3.7 ГГц, 4 ядра и гипертрединг (за исключением младших моделей 122х – они без гипертрединга). У всех 8 Мб кеша, поддержка Turbo Boost. Каналов к памяти два, частота до 1600 МГц, максимальный объем – до 32 Гб. У процессоров с пятеркой на конце имеется встроенное графическое ядро Intel HD Graphics P4000 (у модели E3-1265L – Intel HD Graphics 2500). Все процессоры поддерживают технологии виртуализации VT-x/VT-d, Trusted execution и последнюю версию SpeedStep. Для большей наглядности нарисуем сводную табличку основных параметров для трех процессоров из разных концов линейки. Полную сравнительную таблицу вы найдете на известном всем сайте ark.intel.com.

	E3-1290 v2	E3-1270 v2	E3-1220 v2
Тактовая частота, ГГц	3.7	3.5	3.1
Частота с Turbo boost, ГГц	4.1	3.9	3.5
Количество ядер/потоков	4/8	4/8	4/4
Кэш-память, Мб	8	8	8
Макс. объем памяти, Гб	32	32	32
Кол-во каналов памяти	2	2	2
Макс. расч. мощность, Вт	87	69	69
Ориентир. стоимость, $	885	328	189

Еще раз подчеркнем, что процессоры Е3 не используются в многопроцессорных системах.

Intel Xeon E5

Линейка Е5 выглядит более пёстро. Это связано с тем, что Е5 – главная «рабочая лошадка» Intel для серверов, сферы его применения разнообразны, поэтому требуется больший разброс параметров. Процессоры Е5 делятся на три большие группы: снизу вверх – Е5-24хх, Е5-26хх, Е5-46хх. Е5-24хх, Е5-26хх – процессоры для двухсокетных серверов,, Е5-46хх – для четырехсокетных. Чтобы не заблудиться в цифрах, оформим сразу же сводную таблицу, в нее включены по два процессора из каждой группы – топовый и самый «маленький».

	E5-2403	E5-2470	E5-2603	E5-2690	E5-4603	E5-4650
Тактовая частота, ГГц	1.8	2.3	1.8	2.9	2	2.7
Частота с Turbo boost, ГГц		3.1		3.8		3.3
Кол-во ядер/потоков	4/4	8/16	4/4	8/16	4/8	8/16
Кэш-память, Мб	10	20	10	20	10	20
Кол-во соединений QPI	1	1	2	2	2	2
Скорость системной шины	6.4	8	6.4	8	6.4	8
Масштабируемость	2	2	2	2	4	4
Макс. объем памяти, Гб	375	375	750	750	1500	1500
Кол-во каналов памяти	3	3	4	4	4	4
Макс. расч. мощность, Вт	80	95	80	135	95	130
Ориентир. стоимость, $	188	1440	198	2057	551	3616

Зададимся одним практическим, и, наверняка, для кого-то важным вопросом: какой процессор оптимальнее использовать в серверах начального уровня? То есть насколько процессор Е5 производительнее Е3 (у первого больше ядер, у второго выше частота)? И какой будет прирост производительности при добавлении второго Е5? В Intel уже все померяли. По всем тестам результат примерно одинаковый: полуторный прирост при замене Е3 на Е5 и двойной – при удвоении количества процессоров. Кстати, переход на 4 сокета даст такой же линейный эффект.

Желающим получить производительную систему покомпактнее, советую обратить внимание на серию Е5-26хх, подходящую практически для любой задачи – недаром Intel называет ее мейнстримом. Особенность этой серии – две линии QPI на два процессора; таким образом два сокета системы обмениваются данными на скоростях, в два раза больше стандартных.

Красным показаны изменения по сравнению с предыдущим поколением

Intel Xeon E7

Процессоры Е7 также представлены тремя семействами: Е7-28хх, Е7-48хх, Е7-88хх. Как можно догадаться, первые для двух-, вторые для четырех-, а третьи для восьмисокетных систем. Приведем сводную таблицу, составленную по аналогичному принципу, что и для Е5.

	E7-2803	E7-2870	E7-4807	E7-4870	E7-8830	E7-8870
Тактовая частота, ГГц	1.73	2.4	1.86	2.4	2.13	2.4
Частота с Turbo boost, ГГц		2.8		2.8	2.4	2.8
Кол-во ядер/потоков	6/12	10/20	6/12	10/20	8/16	10/20
Кэш-память, Мб	18	30	18	30	24	30
Кол-во соединений QPI	1	1	2	2	2	2
Скорость системной шины	4.8	6.4	4.8	6.4	6.4	6.4
Масштабируемость	2	2	4	4	8	8
Макс. объем памяти, Гб	1024	1024	2048	2048	4096	4096
Кол-во каналов памяти	4	4	4	4	4	4
Макс. расч. мощность, Вт	105	130	95	130	105	130
Ориентир. стоимость, $	774	4227	890	4394	2280	4616

Обращает на себя внимание невысокая по сравнению с другими классами частота топовых процессоров (заметьте – во всех семействах одинаковая), а также пониженная скорость системной шины. Е7 определенно берут не числом, а умением – о них (умениях) имеет смысл написать отдельный пост. Хотя и числом тоже – количеством ядер. Использование Е7 позволяет добиться наибольшей плотности процессоров на систему – 8. При этом, как мы знаем, шина QPI является маршрутизируемой, таким образом процессор имеет возможность обмениваться данными не только с соседними «коллегами», но и со всеми.
Как мы уже видели, семейство Е7 – самое старое из актуальных сейчас серверных предложений Intel, ему как раз сейчас исполняется два года. Вот почему можно с большой долей уверенности предположить, что Е7 – первый претендент на обновление, и это событие, скорее всего, не за горами.

Менять или не менять?

Еще один насущный вопрос, заставляющий специалистов углубляться в процессорные спецификации – имеет ли смысл обновление платформы в свете решающихся задач? В заключение разговора об Intel Xeon приведу некоторые цифры и факты на этот счет на примере Е5.
Что изменилось в процессорах Xeon нового поколения по сравнению с предыдущим и насколько они быстрее? Прежде всего, отметим тенденцию к интеграции на процессорном чипе контроллеров, отвечающих за ввод-вывод. Встроенное решение ввода-вывода
Intel Integrated I/O уменьшило задержки данных на 30%; технология Intel Data Direct I/O (прямая передача I/O напрямую в/из кэша процессора, минуя основную память, для всех типов трафика) дала более чем двукратный прирост скорости. Еще такое же двукратное увеличение скорости можно получить, если перейти на PCIe 3.0. Кстати, снижение нагрузки на память существенно уменьшает ее энергопотребление; в целом новая платформа на 70% энергоэффективнее предыдущей.
Таким образом, если вы уже сейчас испытываете недостаток ресурсов или они медленно, но верно подходят к концу, переход на новое поколение решит вашу проблему. Ну а к разговору об Intel Xeon мы в блоге обязательно вернемся.