Intel анонсировала новое поколение процессоров - Intel Xeon Ice Lake-SP

Однако компания не собирается сдавать свои позиции на рынке, поэтому в рамках конференции Hot Chips 32 представители Intel раскрыли подробности нового поколения процессоров Xeon с микроархитектурой Ice Lake, которые являются своего рода «вторым третьим поколением», так как первое уже было представлено еще весной этого года - Xeon Cooper Lake.

Две серии серверных процессоров третьего поколения Intel значительно отличаются по своим параметрам и назначению. Если серия Cooper Lake ориентирована на использование в 4- и 8-сокетных системах, то новинки Ice Lake-SP предназначены для более массового сегмента 1- и 2-сокетных серверов. Важным обстоятельством является то, что обе серии новых процессоров ­– проходные, так как использование более новых технологий будет реализовано в следующем поколении Sapphire Rapids, релиз которого запланирован на 2021 год.

Платформа Whitley по своему принципу схожа с классическими двухпроцессорными системами и допускает установку двух процессоров Ice Lake-SP. Связь между процессорами осуществляется через 2 или 3 линии UPI. При этом преимуществом линейки Ice Lake-SP по сравнению с конкурентами является поддержка PCI Express 4.0. При этом потребуется использование новых системных плат и разъемов, первые прототипы которых уже были продемонстрированы на ежегодном мероприятии Intel Architecture Day 2020.

По своей архитектуре семейство Cooper Lake является логичным продолжением линейки Cascade Lake Refresh и более ранней серии Skylake-SP. Серверные процессоры Ice Lake-SP уже базируются на ядрах Sunny Cove, презентация которых состоялась в 2018 году, когда в них была внедрена обновленная версия технологического процесса 10-нм. При этом суммарное количество ядер осталось прежним и не превышает 28. Никаких прорывных технологий в данном случае Intel не предлагает, при этом была изменена mesh-компоновка всех блоков – матрица с 6×6 была обновлена до 6×7. Главной причиной является замена контроллера памяти, который обеспечивает работу восьми каналов DDR4-3200, значительно повышая пропускную способность.

Новый контроллер памяти получил ряд оптимизаций, которые позволили повысить производительность в специфических сценариях, таких как нагрузки OLTP. Общие параметры также были улучшены, в частности латентность при доступе к кешу соседнего процессора была сокращена до 70 наносекунд. Из других особенностей можно выделить оптимизацию сценариев работы с малым количеством ядер и поддержку модулей Optane DCPMM 200.

Что касается микроархитектуры Sunny Cove, то она является развитием шестого поколения Skylake, которое было значительно модернизировано. Изменения коснулись практически всего:

• Количество исполнительных портов было увеличено с 8 до 10;
• Появился второй блок FMA;
• Количество исполняемых инструкций ядром Sunny Cove изменено с 4 до 5;
• Повышена пропускная способность кеша первого и второго уровня.

Новые процессоры получили не только количественные обновления. Новые серверные процессоры Intel получили поддержку векторных инструкций AES и VBMI, а также GFNI. Отдельное внимание было уделено сценариям компрессии/декомпрессии данных – по сравнению с Cascade Lake превосходство может достигать восьмикратного. Некоторые нововведения касаются криптографических задач, также вновь был расширен набор AVX-512.

Что касается безопасности – Intel продолжает следовать передовым тенденциям, поэтому процессоры Ice Lake-SP получили поддержку полного шифрования оперативной памяти по стандарту AES-XTS 128 бит (Total Memory Encryption). По заявлению компании, сгенерированные ключи аппаратно будет невозможность извлечь из системы. При этом производительность за счет шифрования не будет снижаться более чем на 5 процентов (при тестировании этот показатель не превышал 3%).

Новые процессоры совместно с SGX-анклавами являются отличной альтернативой AMD SVE и OWER10 от IBM. Компания Intel уделила серьезное внимание снижению задержек и модернизации механизма когерентности. В частности, речь идет о минимизации задержки при переключении процессора между уровнями энергопотребления и разными частотами.

Компания Intel стремится к продвижению целостного подхода, поэтому проводит оптимизацию SoC не как отдельных компонентов, а как единой структуры.  При этом Intel модернизировала систему управления питанием процессора, установив выделенную шину. Этот подход выглядит вполне логичным, учитывая, что корпорация пока не может сравняться с AMD по количеству ядер, поэтому стремиться добиться максимальной эффективности как отдельных ядер, так и в целом всего процессора.

И результаты не заставили себя ждать – смена частот ядер в новых процессорах Ice Lake занимает не более 12 микросекунд, при этом нет никаких временных просадок, присущих Cascade Lake, что положительно влияет на производительность. В новых процессорах был максимально упрощена смена режима энергопотребления, а также практически решена проблема, связанная со снижением тактовой частоты при использовании инструкций AVX.

Одной из главных особенностей Ice Lake-SP является поддержка модернизированных контроллеров PCI Express версии 4.0, которые получили блок виртуализации (IOV). Поддержка PCIe 5.0 будет реализована в следующей поколении, так как на сегодняшний день на рынке отсутствует подходящее периферийное оборудование.

Несмотря на то, что с выпуском процессоров Intel Xeon Ice Lake-SP компании не удалось добиться схожей с AMD EPYC 7002 многоядерности, они представляют собой вполне удачное решение, которое позволит Intel удержать свою долю рынка до выхода Sapphire Rapids.