Abo
  • Services:

Skylake-SP: Intels Xeon nutzen ein Mesh statt Ringbusse

Höhere Datentransferrate und niedrigere Latenzen: Durch eine Mesh-Topologie will Intel sicherstellen, dass die Skylake-SP-Xeons trotz noch mehr Prozessorkernen effizient rechnen. Zwei veröffentlichte Die-Shots lassen zusätzliche Details erkennen.

Artikel veröffentlicht am ,
Shot des XCC-Dies mit 28 Kernen
Shot des XCC-Dies mit 28 Kernen (Bild: Intel)

Intels kommende Xeon-Familie, intern als Skylake Scalable Processor (SKL-SP) bezeichnet, unterscheiden sich in ihrem Aufbau deutlich von bisherigen Generationen. Die Änderungen betreffen die Prozessorkerne, die privaten L2-Caches, die Blöcke der gemeinsamen L3-Zwischenpufferstufe, deren Kommunikation untereinander, die Verknüpfung von I/O-Bereichen wie dem Speichercontroller und die Verbindungen zwischen mehreren Sockeln. Möglich wird dies durch einen Mesh-Interconnect - ähnlich wie bei den aktuellen Xeon Phi alias Knights Landing genannten Prozessoren.

Stellenmarkt
  1. TGW Software Services GmbH, Teunz, Regensburg, Stephans­kirchen bei Rosenheim, Langen bei Frankfurt
  2. Robert Half, Hamburg

Seit 2010 sind bei Intels Server-CPUs die L3-Cache-Blöcke der einzelnen Kerne mit einem Ringbus verbunden. Der arbeitet bidirektional mit 32 Byte pro Takt und sorgt durch hohe Bandbreite und geringe Latenz für eine schnelle Kommunikation, was wichtig für Effizienz und Leistung ist. Von der damaligen Beckton-Generation alias Nehalem-EX bis zur heutigen Broadwell-EP/-EX-Familie hat sich die Anzahl der Kerne aber stark erhöht - von 8 auf 24.

Die Ringbus-Architektur ist ausgereizt

Daher musste Intel zwei Ringbusse verbauen, die über einen dritten Ring (ab Ivy Bridge-EP/-EX, 15C) oder vier samt Brücke (ab Haswell-EP/EX, 18C) verbunden sind. Allein diese Verbindung erhöht die Latenz um vier Taktzyklen - zusätzlich zu der, die von Kern zu Kern anfällt. Da der PCIe-Komplex und die QPI-Links für Multi-Sockel-Systeme nur an einem der Busse hängen, war abzusehen, dass Intel wie bei den Xeon Phi auf einen Mesh-Interconnect wechselt.

  • Block-Diagramm der Mesh-Architektur beim XCC-Die mit 28 Kernen (Bild: Intel)
  • Shot des XCC-Dies mit 28 Kernen (Bild: Intel)
  • Shot des HCC-Dies mit 18 Kernen (Bild: Intel)
  • Bei SKL-SP ändert sich das Cache-Design (Bild: Intel)
Block-Diagramm der Mesh-Architektur beim XCC-Die mit 28 Kernen (Bild: Intel)

Bei Skylake-SP sind die Kerne in einem Mesh angeordnet, was zu einer höheren Datentransferrate und niedrigeren Latenzen führt, was schlussendlich in einer gesteigerten Effizienz sowie mehr Leistung resultieren soll. Intel hat bisher zwei Die-Shots veröffentlicht: einen mit 18 Kernen (High Core Count, HCC) und einen mit 28 Kernen (Extreme Core Count, XCC). Der dritte Chip dürfte angesichts von Skylake-X daher 10 Kerne aufweisen (Ligh Core Count, LCC).

6x DDR4 plus PCIe plus Interconnect

Kombiniert mit einem von Intel auf dem Server-Workshop in Hillsboro zur Verfügung gestellten, vereinfachten Blockdiagramm sind einige Details erkennbar: Das HCC- und das XCC-Die weisen zwei Speichercontroller mit je drei Kanälen auf. Oberhalb der 18 und der 28 Kerne sind 4 sowie 6 Blöcke zu sehen, dabei handelt es sich laut Hersteller um multiple PCIe-Controller und das Interface (bisher QPI), um mehrere CPUs zu koppeln. Das XCC-Die könnte also mehr PCIe-Lanes oder mehr Sockel-Interconnects nutzen.

Interessant zu wissen wäre, wie viele Taktzyklen ein einzelner Hop benötigt. Angesichts des gezeigten Aufbaus ist es ziemlich wahrscheinlich, dass ein vertikaler und ein horizontaler Hüpfer nicht die gleiche Anzahl an Takten benötigen - vor allem mit Blick auf die regulären Kerne und die Spezialknoten.

  • Block-Diagramm der Mesh-Architektur beim XCC-Die mit 28 Kernen (Bild: Intel)
  • Shot des XCC-Dies mit 28 Kernen (Bild: Intel)
  • Shot des HCC-Dies mit 18 Kernen (Bild: Intel)
  • Bei SKL-SP ändert sich das Cache-Design (Bild: Intel)
Bei SKL-SP ändert sich das Cache-Design (Bild: Intel)

Abseits der Mesh-Architektur unterscheidet sich Skylake-SP von vorherigen Generationen auch durch seine Caches: Die zweite Stufe fasst 1.024 KByte statt zuvor 256 KByte, der dritte Puffer hingegen nur noch 1,375 MByte anstelle der bisherigen 2,5 MByte. Damit einher geht ein nicht inklusives Design, allerdings kein voll exklusives. Intel erhofft sich durch diese Änderung eine höhere Leistung, da weniger Cache-Misses auftreten dürften.

Weitere Neuerungen sind unter anderem AVX-512-Berechnungen.



Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. (u. a. Logan, John Wick, Alien Covenant, Planet der Affen Survival)
  2. (u. a. 3 Blu-rays für 15€, 2 Neuheiten für 15€)

Theoretiker 17. Jun 2017

Wir haben mit unserer Software bessere Erfahrungen auf KNL als auf KNC gemacht. Man...


Folgen Sie uns
       


Golem.de besucht Pininfarina (Reportage)

Golem.de hat bei Pininfarina in Turin hinter die Kulissen geschaut und sich mit den Designern des Elektrosportwagens PF0 unterhalten.

Golem.de besucht Pininfarina (Reportage) Video aufrufen
Resident Evil 2 angespielt: Neuer Horror mit altbekannten Helden
Resident Evil 2 angespielt
Neuer Horror mit altbekannten Helden

Eigentlich ein Remake - tatsächlich aber fühlt sich Resident Evil 2 an wie ein neues Spiel: Golem.de hat mit Leon und Claire gegen Zombies und andere Schrecken von Raccoon City gekämpft.
Von Peter Steinlechner

  1. Resident Evil Monster und Mafia werden neu aufgelegt

Drahtlos-Headsets im Test: Ohne Kabel spielt sich's angenehmer
Drahtlos-Headsets im Test
Ohne Kabel spielt sich's angenehmer

Sie nerven und verdrehen sich in den Rollen unseres Stuhls: Kabel sind gerade bei Headsets eine Plage. Doch gibt es so viele Produkte, die darauf verzichten können. Wir testen das Alienware AW988, das Audeze Mobius, das Hyperx Cloud Flight und das Razer Nari Ultimate - und haben einen Favoriten.
Ein Test von Oliver Nickel

  1. Sieben Bluetooth-Ohrstöpsel im Test Jabra zeigt Apple, was den Airpods fehlt
  2. Ticpods Free Airpods-Konkurrenten mit Touchbedienung kosten 80 Euro
  3. Bluetooth-Ohrstöpsel im Vergleichstest Apples Airpods lassen hören und staunen

Google Nachtsicht im Test: Starke Nachtaufnahmen mit dem Pixel
Google Nachtsicht im Test
Starke Nachtaufnahmen mit dem Pixel

Gut einen Monat nach der Vorstellung der neuen Pixel-Smartphones hat Google die Kamerafunktion Nachtsicht vorgestellt. Mit dieser lassen sich tolle Nachtaufnahmen machen, die mit denen von Huaweis Nachtmodus vergleichbar sind - und dessen Qualität bei Selbstporträts deutlich übersteigt.
Ein Test von Tobias Költzsch

  1. Pixel 3 Google patcht Probleme mit Speichermanagement
  2. Smartphone Google soll Pixel 3 Lite mit Kopfhörerbuchse planen
  3. Google Dem Pixel 3 XL wächst eine zweite Notch

    •  /