Это холодное лето оказалось жаркой порой для рынка серверных решений: на нём впервые за последние несколько лет зарождается реальная конкуренция. Благодаря архитектуре Zen и процессорам EPYC на этот рынок готова вернуться компания AMD. Причём, судя по всему, у компании есть все шансы поколебать гегемонию Intel даже несмотря на то, что микропроцессорный гигант обновил свои серверные платформы и представил новое семейство процессоров Xeon-SP, внедрив в них новую архитектуру Skylake-SP. И это, кажется, действительно заставляет Intel беспокоиться. По крайней мере, на борьбу с EPYC компания решила бросить всю мощь своей маркетинговой машины, которая в качестве первого результата своей работы выдала достаточно спорную презентацию, рассказывающую о преимуществах Xeon-SP над EPYC. В этой презентации процессоры AMD EPYC пренебрежительно описываются как склейка («glued-together») десктопных ядер, в то время как Xeon-SP называются процессорами со специальной серверной архитектурой.

Совершенно очевидно, что такие выпады в адрес AMD могут повлечь за собой ожесточённую перепалку между компаниями, но правда заключается в том, что EPYC действительно собираются из нескольких полупроводниковых кристаллов Zeppelin, однако конечное устройство, в котором используется несколько шин Infinity Fabric, гораздо сложнее и технически совершеннее, нежели простая склейка. Более того, применённый AMD подход неплохо работает и даёт AMD определённые преимущества, в частности, позволяет снизить себестоимость EPYC.

В числе претензий к продукту конкурента маркетинг Intel выдвигает и тезис о том, что для EPYC пока нет должной экосистемы и даже утверждает, что «для новых серверных процессоров AMD потребуется оптимизация программного обеспечения, как и для Ryzen». Однако этот аргумент тоже кажется притянутым за уши: сравнение серверных процессоров с отсылкой к производительности десктопных продуктов в играх может показаться имеющим какой-то смысл разве только для людей, далёких от IT-отрасли.

На самом же деле даже после анонса Xeon-SP процессоры AMD EPYC продолжают казаться вполне конкурентоспособной новинкой. Например, один процессор EPYC может иметь до 32 ядер с поддержкой SMT, в то время как старшие представители в линейке Xeon-SP обладают лишь 28 ядрами с Hyper-Threading. При этом в процессорах Xeon-SP появилась поддержка AVX-512, которой нет в вариантах AMD, к тому же они обладают новой структурой кеш-памяти, предполагающей расширение L2-кеша до 1 Мбайт на ядро. Однако в пользу EPYC говорит цена. Старший 32-ядерный процессор EPYC 7601 стоит $4200, в то время как старший 28-ядерный Xeon Platinum 8180 оценён Intel в $10 тыс.

Первое сравнение EPYC и Xeon-SP в реальных тестах провёл сайт Anadtech. Специалисты сайта сравнили производительность двух систем: двухпроцессорного сервера на базе Epyc 7601 (32 ядра, 2,2-3,2 ГГц, 180 Вт TDP, $4200) и сервера на базе двух процессоров Xeon 8176 (28 ядер, 2,1-3,8 ГГц, 165 Вт TDP, $8719).

В первую очередь системы продемонстрировали совершенно различную работу с кешем и памятью, обусловленную их принципиально различным строением. Каждое ядро Skylake-SP располагает 1 Мбайт L2-кешем с латентностью 13 тактов (в Broadwell-EP кеш второго уровня имел размер 256 Кбайт и латентность 11 тактов). Общий на процессор L3-кеш формируется из расчёта 1,375 Мбайт на ядро, обладает неинклюзивным (виктимным) принципом работы и имеет среднюю латентность 77 тактов (против 44 тактов ранее).

В процессорах EPYC L2-кеш меньше — всего 512 Кбайт на ядро, но зато его латентность — 12 тактов. Что же касается L3-кеша, то он не общий, как у Intel, а рассредоточен по четырёхъядерным комплексам CCX, которых в каждом кристалле Zeppelin размещено по две штуки. Сам кеш тоже имеет эксклюзивный (виктимный) принцип работы, однако его латентность сильно зависит от того, где расположены запрашиваемые данные — в одном CCX с генерирующим запрос ядром, в соседнем на кристалле, или вообще в другом кристалле. В лучшем случае латентность составляет 35 циклов, в худшем — может быть выше на порядок. Иными словами, несмотря на то, что AMD говорит о L3-кеше как о едином массиве ёмкостью 64 Мбайт, правильно говорить, что он в EPYC имеет формулу 8 x 8 Мбайт.

Подобным образом обстоит дело и с памятью: каждый кристалл в EPYC имеет собственный двухканальный контроллер, поэтому скорость работы с памятью может сильно различаться в зависимости от того, где в системе находятся данные. Это накладывает результаты на результаты теста Stream, в котором измеряется пропускная способность памяти.

Пропускная способность по данным Stream

В зависимости от того, какие процессорные ядра выполняют этот тест, пропускная способность Epyc 7601 может быть более чем в два раза лучше, чем у Xeon-SP, но может быть и вдвое хуже. При этом любопытно, что Skylake-SP стал с точки зрения пропускной способности памяти хуже Broadwell-EP. Негативный вклад вносит новая ячеистая структура соединения ядер, пришедшая на смену кольцевым шинам.

Зато Xeon-SP почти всегда выигрывает у EPYC с точки зрения латентности.

Сравнительные тесты производительности в исследовании Anandtech были проведены в SPEC2006 в однопоточном и многопоточном режиме, при работе с базами данных и обслуживании транзакций, в Java, в расчётах Big Data, и при работе с вещественными числами.

SPECInt 2006 в многопоточном режиме

Java

MySQL Percona Server 5.7.0

Big Data

Производительность FPU

Проиводительность FPU

Неожиданно производительность FPU у процессора AMD оказалась значительно лучше, чем у Xeon-SP. Тому может быть несколько причин, но скорее всего определяющее влияние оказывает то, как турбо-режим работает при исполнении AVX-инструкций. В частности, процессоры Intel используют заметно более низкие частоты при работе с AVX-командами. Например, Xeon 8176 при нагрузке на все 28 ядер способен работать на частоте 2,8 ГГц, однако при активации AVX 2.0 его максимальная частота в тех же условиях ограничивается величиной 2,4 ГГц. Если же говорить об исполнении AVX-512, то в этом случае предельная частота составит лишь 1,9 ГГц при нагрузке на все ядра.

Intel указывает, что её процессоры используют 256-битные и 512-битные исполнительные устройства, в то время как у AMD обработка AVX-инструкций происходит на 128-битных устройствах. Но вполне возможно, что в конечном итоге реализация AMD оптимальнее, поскольку частотам EPYC работа с векторными инструкциями не наносит никакого урона. Да, при этом у EPYC нет поддержки AVX-512, но и приложений, опирающихся на такие инструкции, пока тоже практически нет.

В конечном итоге система на AMD EPYC проигрывает системе на Xeon-SP при работе с базами данных, но превосходит её в тестах Java и является чрезвычайно конкурентоспособной в тестах Big Data, особенно если принять во внимание ситуацию с ценами.

Что касается энергопотребления, то оно сильно зависит от нагрузки. Xeon Platinum 8176 очень прожорлив в режиме холостого хода, но зато демонстрирует неплохую эффективность при работе с MySQL. Зато при рендеринге в POV-RAY система на EPYC оказывается не только значительно экономичнее, но и к тому же заметно быстрее, чем сервер с процессорами Xeon-SP.

Таким образом, реальность такова, что AMD EPYC нельзя назвать ни худшим, ни лучшим выбором для любого сервера. Однако если учитывать его конкурентную среднюю производительность, низкие цены, а также подавляющее превосходство в отдельных сферах, серверный процессор AMD вне всяких сомнений сможет стать причиной головной боли для Intel. И в первую очередь EPYC привлечёт внимание тех предприятий, которые захотят оптимизировать цену своих дата-центров. Но в то же время Intel всё ещё может предложить более высокую абсолютную производительность благодаря тому, что у компании есть масштабируемая платформа, поддерживающая многопроцессорные конфигурации.

И да, для того, чтобы донести преимущество своих значительно более дорогостоящих серверных решений до конечных пользователей, Intel действительно придётся задействовать маркетинговый отдел. Но тот топорный маркетинг, к которому компания прибегла сейчас, вызывает серьёзные вопросы.

В ближайшие несколько недель компания Intel официально представит обширное семейство процессоров Skylake-SP для актуальной серверной платформы Purley (LGA3647). В виде опытных образцов модели Xeon Gold и Platinum существуют уже достаточно давно, и их итоговое появление в китайской рознице не стало чем-то неожиданным. Для повышения покупательского интереса к семплам продавец разместил на онлайн-площадке taobao.com не только их фото, но и результаты тестирования в Cinebench R15.

Образец 28-ядерного процессора Xeon Platinum 8176 оказался оценён продавцом в 21 888 юаней (эквивалент 184,1 тыс. руб.). Семпл одного из старших представителей семейства Skylake-SP работает на частотах от 2,1 ГГц до 3,6 ГГц, содержит 28 Мбайт кеш-памяти второго уровня и 38,5 Мбайт третьего, и характеризуется тепловым пакетом в 165 Вт. Дуэт Xeon Platinum 8176 на плате Supermicro X11DPU+ с чипсетом Intel C621 набрал 6525 очков в Cinebench R15. Результат в старой (R11.5) версии того же бенчмарка мы опустим, поскольку из 56 ядер тандема CPU было задействовано всего 16 ядер.

Ближайшим конкурентом Xeon Platinum 8176 в чарте Cinebench R15 оказалась пара 22-ядерных Xeon E5-2696 v4 (Broadwell-EP), набравшая в сумме 5444 очка.

Помимо Xeon Platinum 8176, в свободной продаже на Taobao имеются серийные образцы Xeon Platinum 8168, Xeon Gold 6161 и Xeon Gold 6142. Модель с индексом 8168 стоимостью 25 888 юаней или 217,4 тыс. руб. оперирует 24 ядрами и 48 потоками обработки данных. Она функционирует на частотах 2,7/3,7 ГГц (номинал/турборежим), располагает 24 Мбайт кеша L2 и 33 Мбайт кеша L3. Утилиты CPU-Z и HWiNFO64 определили уровень TDP процессора в 205 Вт.

Лучший результат пары «8168-х» в Cinebench R15 — 7212 очка. Ощутимый перевес Xeon Platinum 8168 над Xeon Platinum 8176 был обеспечен более высокой частотой в вышеупомянутом тесте.

Желающим приобрести 22-ядерный процессор Xeon Gold 6161 придётся расстаться с суммой в 16 888 юаней (123,7 тыс. руб.). Чип работает на частотах от 2,2 ГГц до 3,0 ГГц, содержит 22 Мбайт кеш-памяти второго уровня и 30,25 Мбайт третьего. По предварительной оценке, тепловыделение CPU составляет 165 Вт.

«Урожай» одного процессора Intel Xeon Gold 6161 в Cinebench R15 — 3249 очков.

Наш краткий обзор диковинок из Китая завершает Xeon Gold 6142 с неофициальным ценником в 11 888 юаней (99,7 тыс. руб.). Это 16-ядерный процессор с частотной формулой 2,6/3,7 ГГц, 16 Мбайт кеша L2 и 22 Мбайт кеша L3. По данным утилит CPU-Z и HWiNFO64, «6142-й» выделяет до 150 Вт тепла.

Пара процессоров Xeon Gold 6142 уверенно обходит единичный Xeon Gold 6161 в Cinebench R15: дуэт набрал 4904 очка против вышеупомянутых 3249.

Ожидается, что Intel официально анонсирует процессоры Skylake-SP (Xeon Gold, Platinum и, возможно, не только) в конце июня — начале июля.

В последнем документе Product Change Notification (PCN) компания Intel рассекретила названия более чем трёх десятков процессоров Xeon Gold и Xeon Platinum. Их объединяет конструктивное исполнение LGA3647 и принадлежность к семейству CPU Skylake-SP для платформы Purley. Как утверждает немецкий ресурс ComputerBase, суффикс «SP» заменит многие другие — E, EN, EP и EX. При этом модели Intel Skylake-SP будут встречаться как в качестве компонентов платформы Purley/LGA3647, так и Basin Falls/LGA2066.

Серверный узел LGA3647, фото eTeknix.com

В последнем Intel PCN перечислены 14 процессоров Xeon Platinum. Они предназначены для систем с максимально возможной производительностью в рамках платформы Purley. Количество физических ядер для каждого CPU не указано. По данным источника, их минимальное количество — 22 шт., максимальное — 28 шт. Частоты варьируются от 2,0 до 3,6 ГГц.

Процессоров Intel Xeon Gold в общей сложности 20. Они работают в том же частотном диапазоне (2,0–3,6 ГГц). Если у чипов Platinum поддержку технологии Hyper-Threading стоит рассматривать как нечто само собой разумеющееся, то у некоторых Xeon Gold её может не быть. Предварительно, количество x86-64 ядер у «золотых» Xeon составляет от 14 до 22 шт.

servethehome.com

Более доступные в ценовом отношении серверные процессоры Intel Xeon Bronze и Xeon Silver, скорее всего, будут выполнены в форм-факторе LGA2066, как и настольные CPU Skylake-X и Kaby Lake-X (Core i7-7000). Коллеги из ComputerBase полагают, что у «серебряных» Xeon будет от 10 до 12 вычислительных ядер, а у «бронзовых» — до 10.

overclock3d.net

Приём заказов на процессоры Intel Xeon, получившие названия металлов, начнётся в третьем квартале.