Cascade Lake AP/SP: Das können Intels Xeon-CPUs mit 56 Kernen

Während AMD seine Epyc-Chips mit 64 Cores erst im Sommer 2019 veröffentlichen wird, legt Intel mit den Cascade Lake mit 56 Kernen vor: Die haben mehr Bandbreite, neue Instruktionen für doppelt so schnelle KI-Berechnungen und können persistenten Speicher ansprechen.

Artikel von Marc Sauter veröffentlicht am 2. April 2019, 19:00 Uhr

Ein Cascade Lake von Intel (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Knapp zwei Jahre ist es her, seit Intel die erste Generation der Xeon Scalable Processors veröffentlicht hat - intern Skylake SP genannt. Seit Herbst 2018 erhalten enge Partner bereits die Nachfolge-CPUs, heute ist der offizielle Start für die zweite Generation. Deren Codename lautet Cascade Lake, wobei Intel die SP-Variante (Scalable Performance) mit bis zu 28 Kernen und die AP-Modelle (Advanced Performance) mit bis zu 56 Kernen unterscheidet.

Wie bei den Skylake SP gibt es auch bei den Cascade Lake AP/SP mehrere Leistungsklassen - Platinum, Gold, Silver, Bronze - und neuerdings mit den 9200 noch eine zusätzliche Stufe, welche aber nicht mit einem Edelmetall wie Titanium gekennzeichnet ist. Und um das umfangreiche Portfolio ein bisschen unübersichtlicher zu machen, haben diverse Prozessoren noch ein Suffix wie ein L für besonders viel Speicher von bis zu 4,5 Terabyte pro Sockel oder ein Y für die neue Speed-Select-Technik. Verwirrend: Das Y zeigt im Ultrabook-Segment an, dass die Chips nur 5 Watt statt 15 Watt an thermischer Verlustleistung aufweisen.

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CLX-AP und CLS-SP im Überblick (Bild: Intel)

Technisch ähneln die Cascade Lake AP/SP den Skylake SP stark, denn Intel fertigt sie weiterhin in einem 14-nm-Verfahren und alle Xeon SP v2 basieren auf einer von drei Varianten: Die Low Core Count (LCC) hat 10 Kerne, die HCC (High Core Count) weist 18 auf und die Extreme Core Count (XCC) nutzt 28. Zu Die-Size oder Transistoranzahl wollte sich Intel wie üblich nicht äußern. Der Hersteller sagte aber, dass die Hardware-Härtung gegen Meltdown/Spectre und der neue VNNI-Befehlssatz die Chipgröße nicht nennenswert verändert haben. Somit bleibt offen, ob beides bereits bei den Skylake SP im Die steckte und schlicht nicht aktiviert wurde oder ob Intel eine weitere Revision aufgelegt hat.

	Platinum 9200	Platinum 8200	Gold 6200	Gold 5200	Silver 4200	Bronze 3200
Kerne	bis zu 56	bis zu 28	bis zu 24	bis zu 18	bis zu 16	6
Interface	12x DDR4	6x DDR4 oder Optane	6x DDR4 oder Optane	6x DDR4 oder Optane	6x DDR4	6x DDR4
TDP	bis 400 Watt	bis 205 Watt	bis 200 Watt	bis 125 Watt	bis 100 Watt	85 Watt
Sockel	2	2, 4, 8	2, 4	2, 4	2	2

Modellreihen der Xeon Scalable Processors v2 (Cascade Lake AP/SP)

Die 2017 eingeführten Neuerungen von Skylake SP behält Cascade Lake AP/SP bei: Darunter fallen die AVX-512-Pipelines für mehr Leistung, das überarbeitete Cache-System samt Mesh statt Ringbus für die Kernkommunikation, die UPIs mit 10,6 GT/s (Ultra Path Interconnects), um zwei oder mehr Sockel LGA 3647 zu verschalten, und das sechskanalige Speicherinterface. Das unterstützt nun bis zu DDR4-2933 statt DDR4-2666 (ein Speichermodul pro Kanal, 1DPC) und eine höhere Kapazität von bis zu 2 TByte statt 1,5 TByte bei den M-Varianten. Hinzu kommt bei den L-Modellen der Support für 4,5 TByte per Optane DC Persistent Memory, einen nicht flüchtigen Speicher. Die Skylake SP können damit offiziell nicht umgehen.

Intel hat die Cascade Lake AP/SP laut eigener Aussage in Hardware gegen Meltdown und Spectre gehärtet, wenngleich einige Varianten weiterhin nur per Microcode-Update sowie Firmware und Software angegangen werden müssen. Konkret nennt der Hersteller bei den Hardware-Härtungen die Varianten V2 (Branch Target Injection), V3 (Rogue Data Cache Load), V3a (Rogue System Register Read), V4 (Speculative Store Bypass) und somit auch L1TF (L1 Terminal Fault) welche mit Cascade Lake angegangen wurden. Generell seien die Mitigationen eher breiter denn spezifisch, andernfalls wäre der Aufwand zu hoch.

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Cascade Lake weist Hardware-Migitationen gegen Meltdown/Spectre auf. (Bild: Intel)

Wie sehr sich diese auf welche Workloads auswirken, variiert: Limitiert die Rechenleistung und finden Berechnungen im User-Space statt, fällt der Geschwindigskeitszuwachs mit 3 bis 8 Prozent eher gering aus. Mit dem FIO-Storage-Benchmark auf einem CPU-Kern bei 100 Prozent Last und kleinen 4-KByte-Dateien hingegen sind es gleich 38 Prozent, was signifikant ist. Interessant ist, dass Intel zufolge für manche Hardware-Mitigationen kein Check-Bit existiert, um die Auswirkungen dediziert zu testen. Daher präsentierte der Hersteller notgedrungen nur einen Vergleich zu den bisherigen Firmware/Software-Ansätzen bei den Skylake SP.