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Gepufferte Ringe für mehr Kerne

Intels Xeon arbeitet nun mit einem Fully Buffered Switch bei den Xeon-SKUs, die zwischen den beiden Kommunikationsringen arbeiten. An diesen Ringbussen, die durch den L3-Cache verlaufen, hängen die einzelnen CPU-Kerne. Das muss nicht einmal gleichmäßig verteilt sein. Beim größten V3-Xeon hängen an einem Ring etwa 10 Prozessoren, an dem anderen nur 8. Vorteile soll weder die eine noch die andere Ringposition eines Kerns bieten, ist sich Intel sicher. Bei einem 12-Kern-Xeon, ist sogar nur ein Ring mit 8 Kernen bestückt, der andere mit 4 Kernen. Kerne an den jeweiligen Ringen haben jeweils Zugriff auf einen sogenannten Home Agent, der sich um die Anbindung des Arbeitsspeichers kümmert. Eine CPU im Ring 2 muss also nicht mehr über den ersten Ring gehen, um auf den Speicher zuzugreifen.

Aufspüren und Isolieren störender Nachbarn

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Mit Haswell-EP hat Intel ein paar technische Feinheiten auf die Prozessoren gebracht. So gibt es jetzt etwa eine Erkennung für "Noisy Neighbours". Damit sind Kerne gemeint, die aufgrund ihrer Aufgabe die Leistung des Prozessors senken. Diese Erkennung hatten die Vorgänger noch nicht. Als Beispiel nannte Intel etwa eine virtuelle Maschine (VM), die eine hohe Last auf dem Cache erzeugt. Mit neuen Werkzeugen ist es möglich, eine solche virtuelle Maschine zu isolieren, damit die Störungen die Nachbarn nicht mehr betreffen. Besonders unangenehm für einen Prozesser soll eine VM sein, die gerade mit dem Transcodieren von Videoinhalten beschäftigt ist. Mit der neuen Xeon-Plattform sollen diese schnell erkannt und anschließend isoliert werden.

Übrigens kümmert sich auch weiterhin das Betriebssystem um die Zuteilung der Aufgaben auf die einzelnen Kerne. Intel versicherte, dass Aufgaben nicht einfach im Hintergrund von Kern zu Kern bewegt werden. Auch für das Cache-Monitoring ist eine Unterstützung des Betriebssystem notwendig.

Ebenfalls neu ist die Spezialität Cluster on Die. Damit werden einzelne Kerne zusammengefasst und der Cache klar aufgeteilt. Dabei müssen die Kerne nicht einmal auf dem selben Ring liegen. Ohnehin glaubt Intel nicht, dass die Position eines Kerns die Leistung in der Praxis beeinflusst.

  • Intels Server-Chefin Diane Bryant stellt den Haswell-EP in San Francisco vor. (Foto: Nico Ernst/Golem.de)
  • Diane Bryant mit dem Haswell-EP-Wafer. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Ein Xeon-E5-Rack mit sechs Compute-Einschüben und 40GbE-Netzwerkkarten von Intel. (Foto: Nico Ernst/Golem.de)
  • Wafer mit Haswell-EP-Chips (Foto: Andreas Sebayang/Golem.de)
  • Die Kerne lassen sich auf dem großen Die leicht abzählen. (Foto: Andreas Sebayang/Golem.de)
  • (Bild: Intel)
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Zu den Feinheiten gehört der integrierte Voltage Regulator (IVR). Der war beim Vorgänger noch außerhalb des Prozessors. Laut Intel lassen sich die einzelnen Kerne so genauer ansteuern und der Wechsel zwischen den Energiemodi verläuft schneller. Wenn der Prozessor wenig zu tun hat, kühlt er also auch schneller wieder ab, da die Leistungsaufnahme zeitnaher reduziert wird.

Zur gesamten Xeon-Plattform gehören noch weitere Neuheiten. So wird etwa erstmals DDR4-Speicher eingesetzt. Das wird allerdings für einen Mehrpreis verglichen mit älteren Systemen sorgen, wie HP schon bei der Vorstellung seiner Haswell-EP-Server angab. DDR4 wird zuerst in Servern und Workstations großflächig eingesetzt. Das bedeutet niedrige Stückzahlen und damit höhere Preise für das RAM. Da hilft auch der von uns getestete Core i7-5960X mit DDR4 nicht. Die Masse setzt DDR4-RAM noch nicht ein. Zudem betonte Intel, dass alle Modelle 40 PCIe-Lanes der Version 3.0 ermöglichen.

Mehr Geschwindigkeit

Intels Xeon v3 soll nicht nur feine Optimierungen und Ansätze für Werkzeuge bieten, die für höhere Geschwindigkeit sorgen, sondern auch an sich schneller arbeiten. Intel nannte diverse Benchmarkwerte, allerdings normalisiert auf die Vorgängergeneration. Zudem ging Intel häufig von typischen Upgrade-Szenarien aus. So greift ein Anwender natürlich nach der Lebenszeit seines alten Servers beim gleichen Preis manchmal zu einigen Kernen mehr. Häufig vergleicht Intel in verschiedenen Einsatzszenarien den Xeon E5-2697v2 (12 Kerne, 2,7 GHz, 30 MByte Cache) mit dem E5-2697v3 (14 Kerne, 2,6 GHz, 35 MByte Cache), also zwei ungefähr gleich teure Modelle. Intel geht grob von Leistungssteigerungen zwischen 18 und 37 Prozent aus, je nach Einsatzszenario. Das lässt sich nicht alleine durch die höhere Anzahl an Kernen erklären.

Typische Upgrade-Pfade sehen zudem vor, dass ein Server mehrere Jahre im Einsatz bleibt. Es versteht sich von selbst, dass ein neuer Xeon dann erheblich schneller arbeitet als das alte ausgemusterte Modell. Generelle Benchmarks sind für Server jedoch ohnehin kritisch zu sehen, da dort die Tendenz zu spezialisierten Anwendungen sehr hoch ist.

AVX 2.0 soll ebenfalls für große Leistungssprünge sorgen. Allerdings muss Software dafür optimiert werden, um das Potenzial auszunutzen. Zudem takten die AVX-Einheiten anders als der Rest der CPU. Sie sind vor allem extrem energiehungrig und beeinflussen die Leistung des Rests der CPU. Der Grundtakt ist rund 300 MHz geringer. In der Galerie sind die recht komplexen Turboboost-Abstufungen besser ersichtlich. Die Geschwindigkeit wird nicht nur durch AVX beeinflusst, sondern auch durch die Anzahl der Kerne, die per Turboboost hochgetaktet werden können. Es wird interessant sein zu sehen, ob kurze AVX-optimierte Berechnungen nicht die Leistung des Prozessors insgesamt negativ beeinflussen.

An anderen Bereichen, wie etwa den QPI-Links, hat Intel ebenfalls Verbesserungen vorgenommen. Hier sind statt 8 GT/s nun 9,6 GT/s im Maximum möglich. Nicht jedes Xeon-Modell beherrscht jedoch die höchste Geschwindigkeitsstufe.

 Xeon E5-2600v3 mit Haswell-EP: 18 Intel-Kerne in einem ProzessorViele Ausstattungsvarianten des Haswell-EP-Xeons 
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TyroneCashMunyR... 09. Sep 2014

Danke! Nun hab ichs auch kapiert :-)

MisterProll 09. Sep 2014

Digitaler Schwanzvergleich :P Ih glaube, was bei der Kritik an der Softwareseite gemeint...

Michael H. 09. Sep 2014

Wir haben einen 4x12Core Server mit 512GB RAM im Einsatz, bei dem die Datenbank direkt in...

~jaja~ 09. Sep 2014

Das Kleid der Dame erinnert mich irgendwie an die Uniformen aus Star Trek. Zufall?

KritikerKritiker 09. Sep 2014

Mir ist natürlich klar, dass dann keine große Leistung erzielt werden könnte. Aber auf...


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