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Xeon Skylake-SP: Das können Intels 28-Kern-CPUs mit AVX-512

Aufgrund vieler Kerne und Speicherkanäle sind die Xeon Scalable Processors alias Skylake-SP sehr schnell. Die Server-CPUs nutzen mehrere neue Interconnects und erstmals AVX-512-Instruktionen. Amüsant war der Vergleich mit AMDs Epyc, denn der bestehe ja nur aus zusammengepappten Desktop-Chips.

Artikel von veröffentlicht am
Xeon SP
Xeon SP (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Intels neue Generation von Server-CPUs macht vieles anders als bisherige Prozessoren. Das beginnt schon beim Namen: Zuvor unterteilte der Hersteller sein Portfolio in die Xeon E5 und die Xeon E7, bei den Xeon Scalable Processors fehlt dieses Schema nun. Stattdessen verkauft der Hersteller die SP-Chips mit Platinum-, Gold-, Silver- und Bronze-Zusatz. Die technischen Änderungen bestehen aus weiteren CPU-Kernen, zusätzlichen PCIe-Gen3-Lanes, einem Mesh-Interconnect, einer anderen Cache-Topologie, einer schnelleren Inter-Sockel-Verbindung und noch allerhand mehr Neuerungen. Intel spricht bei der Purley-Plattform vom größten Data-Center-Launch seit einem Jahrzehnt.

  • Xeon SP ohne Fabric (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Xeon SP ohne Fabric (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • 4-Sockel-System mit Xeon SP (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Die Modellpalette (Bild: Intel)
  • Aufschlüsselung der Bezeichnungen (Bild: Intel)
  • Die Xeon SP sind in vier Familien eingeteilt. (Bild: Intel)
  • Shot des XCC-Dies (Bild: Intel)
  • Shot des HCC-Dies (Bild: Intel)
  • Die Purley-Plattform ist für Skylake-SP und für Cascade Lake gedacht. (Bild: Intel)
  • Wie gehabt werden bis zu acht Sockel unterstützt. (Bild: Intel)
  • Skylake-SP weist zwei AVX-512-Pipes und zusätzlichen L2-Cache auf. (Bild: Intel)
  • Mit starker AVX-512-Nutzung sinkt der Takt. (Bild: Intel)
  • Dennoch steigen Leistung und Effizienz. (Bild: Intel)
  • Mit AVX-512 wird Training ... (Bild: Intel)
  • ... und Inference beschleunigt. (Bild: Intel)
  • Der L2-Cache wird größer, der L3-Puffer ist nicht mehr inklusiv. (Bild: Intel)
  • Die Latenzen steigen offiziell kaum. (Bild: Intel)
  • Skylake-SP nutzt ein Mesh statt Ringbusse. (Bild: Intel)
  • Die Xeon SP weisen sechs DDR4-Kanäle auf. (Bild: Intel)
  • Einzelne Sockel sind per UPI verbunden. (Bild: Intel)
  • Überblick zum XCC-Die (Bild: Intel)
  • HCC- und LCC-Die (Bild: Intel)
  • Naples? Laut Intel nur vier zusammengepappte Desktop-Chips. (Bild: Intel)
  • AMDs Epyc unterstützt kein AVX-512. (Bild: Intel)
  • Skylake-SP soll bessere Latenzen aufweisen. (Bild: Intel)
  • Insgesamt hat Naples mehr DDR4-Bandbreite und PCIe-Gen3-Lanes. (Bild: Intel)
  • Zwei Xeon SP soll rund 65 Prozent schneller sein als zwei Xeon E5 v4. (Bild: Intel)
  • Vier Xeon SP seien etwa 50 Prozent flotter als vier Xeon E7 v4. (Bild: Intel)
Xeon SP ohne Fabric (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
Inhalt:
  1. Xeon Skylake-SP: Das können Intels 28-Kern-CPUs mit AVX-512
  2. Doppelte FMA-Pipelines
  3. Neuer Cache im Mesh
  4. DDR4, PCIe, UPI & VROC
  5. Xeon gegen AMDs Epyc

Die grundsätzliche Einteilung erfolgt in vier Leistungsklassen, die an (Edel)metalle angelehnt sind. Mit Platinum gibt es bis zu acht Sockel, bis zu 28 Kerne, DDR4-2666-Speichertakt, volle AVX-512-Geschwindigkeit und eine dreifache Verknüpfung der CPUs untereinander. Bei Gold erhalten Käufer bis zu vier Sockel und bis zu 22 Kerne, aber teils nur zwei Sockel-Links, teils halbierten AVX-512-Speed und langsameren RAM. Bei Silver und Bronze ist bei zwei Sockeln sowie 12 und 8 Kernen schon Schluss, die beiden CPU-Verbindungen sind gedrosselt, der Speicher niedriger getaktet und der Turbo fehlt.

Platinum 8100Gold 6100Gold 5100Silver 4100Bronze 3100
Sockel-Anzahl2, 4, 82, 42, 422
UPI-Links3x 10,4 GT/s3x 10,4 GT/s2x 10,4 GT/s2x 9,6 GT/s2x 9,6 GT/s
CPU-Kernebis zu 28bis zu 22bis zu 14bis zu 12bis zu 8
AVX-512-Pipes2x2x1x (außer 5122)1x1x
Speicher-Interface6x DDR4-26666x DDR4-26666x DDR4-24006x DDR4-24006x DDR4-2133
1,5 TByte RAMjajaneinneinnein
Fabric-Optionjajaneinneinnein
Modellreihen der Xeon Scalable Processors (Skylake-SP)

Als Basis für die Skylake-SP hat Intel den bei den Client-Chips genutzten Skylake-S-Kern genommen, bekannt von etwa dem Core i7-6700K, ihn erweitert und die Art der Core-Kommunikation geändert. Grundsätzlich gibt es 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. Intel wollte sich erstmals zur Die-Size oder der Transistoranzahl nicht äußern und nannte als Fertigung die aktuelle 14-nm-FinFet-Technik, also wohl 14+ oder 14++. Wir gehen Quellen-gestützt von rund 300 mm² (LCC), 450 mm² (HCC) und 600 mm² (XCC) aus.

  • Xeon SP ohne Fabric (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Xeon SP ohne Fabric (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • 4-Sockel-System mit Xeon SP (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Die Modellpalette (Bild: Intel)
  • Aufschlüsselung der Bezeichnungen (Bild: Intel)
  • Die Xeon SP sind in vier Familien eingeteilt. (Bild: Intel)
  • Shot des XCC-Dies (Bild: Intel)
  • Shot des HCC-Dies (Bild: Intel)
  • Die Purley-Plattform ist für Skylake-SP und für Cascade Lake gedacht. (Bild: Intel)
  • Wie gehabt werden bis zu acht Sockel unterstützt. (Bild: Intel)
  • Skylake-SP weist zwei AVX-512-Pipes und zusätzlichen L2-Cache auf. (Bild: Intel)
  • Mit starker AVX-512-Nutzung sinkt der Takt. (Bild: Intel)
  • Dennoch steigen Leistung und Effizienz. (Bild: Intel)
  • Mit AVX-512 wird Training ... (Bild: Intel)
  • ... und Inference beschleunigt. (Bild: Intel)
  • Der L2-Cache wird größer, der L3-Puffer ist nicht mehr inklusiv. (Bild: Intel)
  • Die Latenzen steigen offiziell kaum. (Bild: Intel)
  • Skylake-SP nutzt ein Mesh statt Ringbusse. (Bild: Intel)
  • Die Xeon SP weisen sechs DDR4-Kanäle auf. (Bild: Intel)
  • Einzelne Sockel sind per UPI verbunden. (Bild: Intel)
  • Überblick zum XCC-Die (Bild: Intel)
  • HCC- und LCC-Die (Bild: Intel)
  • Naples? Laut Intel nur vier zusammengepappte Desktop-Chips. (Bild: Intel)
  • AMDs Epyc unterstützt kein AVX-512. (Bild: Intel)
  • Skylake-SP soll bessere Latenzen aufweisen. (Bild: Intel)
  • Insgesamt hat Naples mehr DDR4-Bandbreite und PCIe-Gen3-Lanes. (Bild: Intel)
  • Zwei Xeon SP soll rund 65 Prozent schneller sein als zwei Xeon E5 v4. (Bild: Intel)
  • Vier Xeon SP seien etwa 50 Prozent flotter als vier Xeon E7 v4. (Bild: Intel)
Die Modellpalette (Bild: Intel)

Ausgehend von den drei Dies hat Intel satte 58 Modelle der Xeon SP im Portfolio, sogenannte Off-Roadmap-SKUs für Partner nicht mit eingerechnet. Abseits der bereits erwähnte Unterschiede, die wir auf den folgenden Seiten noch erläutern, differenziert Intel die Prozessoren weiter: Merkmale sind die thermische Verlustleistung (TDP) von 70 bis 205 statt zuvor 165 Watt, die maximal adressierbare Speichermenge, da CPUs mit M-Suffix bis zu 1.536 statt 768 GByte pro Sockel nutzen können, die höhere zugelassene Tcase-Temperatur bei den T-Modellen und das on-Package Fabric bei den F-Varianten.

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Beginnen wir damit, wie ein Skylake-SP-Kern aufgebaut ist.

Doppelte FMA-Pipelines 
  1. 1
  2. 2
  3. 3
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  5. 5
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Sharra 17. Jul 2017

Du warst noch nie in einem Raum, dessen Klimakonzept vom Hausmeister auf der Serviette...

bluedroid 14. Jul 2017

Dann guck Dir mal den Power7 MCM von IBM an: https://www.heise.de/newsticker/meldung/IBM...

Quantium40 13. Jul 2017

Mir fällt da spontan eigentlich nur der SuperMUC in München ein, der mit einer Hei...

plutoniumsulfat 13. Jul 2017

Ach sorry, es war bloß eine Anspielung. Natürlich hat das Relevanz.

colon 12. Jul 2017

Andersherum. Die i7 sind beschnitten Xeons.


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