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Intel Xeon (Broadwell)
Intel-Prozessor (Broadwell-Microarchitektur) Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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Die Intel-Xeon-Serie auf Basis der Intel-Broadwell-Mikroarchitektur ist eine Familie von 64-Bit-Mikroprozessoren für Server und Workstations von Intel. Diese Mehrkernprozessoren mit zwei bis 24 Kernen stellen die Nachfolger der Core-basierten Xeon-Prozessoren dar.
Es werden drei sehr unterschiedliche CPU-Familien hergestellt:
- Xeon D für Mikroserver mit integrierter Peripherie (SoC oder System-on-a-Chip), vier bis 16 Cores, 1,5 MB 3rd Level Cache je Core, zwei DDR4-Kanäle
- Xeon E3 für Einprozessorsysteme mit integrierter Prozessorgrafik, vier Cores, 1,5 MB 3rd Level Cache je Core, zwei DDR4-RAM-Kanäle
- Xeon E5- und E7 für NUMA-Mehrprozessorsysteme mit QPI-Verbindungen, vier bis 22 Cores, 2,5 MB 3rd Level Cache je Core, vier DDR4-RAM-Kanäle
Die Xeons der Broadwell-Generation unterstützen nun DDR4-Speichermodule auf vier Speicherkanälen. Ein Prozessor kann damit in bis zu zwölf DIMM-Steckplätzen (abhängig von der Größe der verfügbaren Module) bis zu 1536 GByte Arbeitsspeicher unterstützen.
- Der Xeon D-Chip (4 bis 8 Cores) hat eine Größe von 14,76 mm × 10,85 mm – 160,24 mm²[1]
Die E5 und E7-Varianten werden auch Broadwell-EP/EX genannt. Der Chip wird in drei Varianten gefertigt:
- "LCC": Low Core Count, 16,2 mm × 15,2 mm – 246,24 mm² – 3,2 Mrd. Transistoren – 10 Kerne
- "MCC": Mid Core Count, 16,2 mm × 18,9 mm – 306,18 mm² – 4,7 Mrd. Transistoren – 15 Kerne
- "HCC": High Core Count, 18,1 mm × 25,2 mm – 456,12 mm² – 7,2 Mrd. Transistoren – 24 Kerne
Broadwell-EP/EX HCC
Bild von Intel
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(Bitte Urheberrechte beachten)
Die verkauften Varianten entstehen durch Test und Selektion; damit der Ausschuss in der Fertigung nicht zu hoch ist, müssen nicht alle Kerne funktionsfähig sein und werden gegebenenfalls abgeschaltet. Die Kerne sind mit bidirektionalen Ring-Bussen untereinander und mit dem 3rd-Level-Cache-Arbeitsspeichersystem verbunden. Im Kernbereich befinden sich 256 kB 2nd-Level- und 32 kB 1st-Level-Cachespeicher, Außerhalb der Kerne befinden sich 2,5 MB je Kern im 3rd-Level-Cachespeicher, sowie die Controller für QPI-Ports, DDR-RAM und PCI E 3.0.
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Modelle
Zusammenfassung
Kontext
Es existiert eine Vielzahl von Modellen. Die Haupt-Parameter sind:
- Die erste Ziffer des vierstelligen Produktcodes gibt an, wie viele Prozessoren dieses Typs auf einer Hauptplatine parallel genutzt werden können (Anzahl der Sockel im Gegensatz zu Anzahl Cores).
- Taktfrequenz (geht direkt in die Single-Task-Leistung ein und ist für viele Programme leistungsbestimmend)
- Cachegröße (erhöht den Datendurchsatz)
- Anzahl Cores (erhöht die Anzahl der gleichzeitig bearbeitbaren Tasks)
- Thermal Design Power: Verlustleistung, begrenzt den Einsatzzweck, je höher, desto größer müssen Kühlsystem und Spannungsversorgung dimensioniert sein, geht mit der Taktfrequenz, der Anzahl der Cores und der Größe des Caches in die Höhe. Die Modelle mit einem "L" hinter dem 4-stelligen Produktcode sind Low Power-Versionen mit geringerem Energieverbrauch für Microserver
- integrierte GPU: nur für Workstations mit geringer 3D-Grafikleistung interessant (siehe auch Intel HD Graphics), da in CAD-Workstations in der Regel Grafik-Beschleuniger mit hoher Rechenleistung zusätzlich gesteckt werden
Xeon D-15xx
Intel brachte Anfang 2015 eine Reihe von „SoC“ (System on a Chip)-Varianten heraus, die Xeon D-Reihe, die als CPUs mit integriertem Chipsatz (Peripherieanschlüsse wie PCI, USB, SATA und Ethernet) für Mikroserver gedacht sind. Diese CPUs werden nicht über den Stecksockel Sockel 2011-3 der E3, E5, E7 v4-Reihen, sondern über einen FCBGA 1667 genannten Ball-Grid-Array-Lötsockel fest mit der Hauptplatine verbunden. Die CPUs unterstützen nur zwei Arbeitsspeicherkanäle anstelle von vier in den großen v4-Varianten und nur eine CPU je System. Sie werden augenscheinlich gegen neu entwickelte Server-CPUs mit ARM-Architektur positioniert.
Bild: Blockschaltbild einer Xeon D-15xx CPU
Im Folgenden die CPU-Varianten ohne integrierte Peripherie.
E3 v4 für Einprozessorsysteme
Die E3-1xxx-v4-Varianten besitzen nur zwei Hauptspeicherkanäle und keine QPI-Links, da sie für Ein-Sockel-Systeme gebaut sind. Die CPUs führen 16 PCIe-3.0-Lanes in das System heraus.
Deshalb benötigen sie auch nicht den Sockel 2011v3, sondern kommen mit einem Sockel 1150 aus. Nachfolgend ein Blockschaltbild eines typischen E3-Systems:
Broadwell EP/EX – die E5v4- und E7v4-Familien
Die E5-Varianten (26xx und 46xx) sind mit zwei QPI-Links für die Sockel-zu-Sockel-Verbindungen ausgestattet, die E7-Varianten (48xx und 88xx) sind mit drei QPI-Links ausgestattet. E5- und E7-Varianten besitzen vier DDR4-Hauptspeicherkanäle und führen 40 PCIe-3.0-Lanes in das System heraus. Nachfolgend ein Blockschaltbild eines E5-26xx-Systems:
Die QPI-Links bilden die Verschaltung zwischen den Hauptspeicherkontrollern der unterschiedlichen CPUs zu einem Non-Uniform Memory Access-Rechner: der Zugriff auf die vier lokalen Speicherkanäle einer CPU ist schneller, als der über QPI auf die entfernten Speicherkanäle anderer CPUs.
In einem Acht-CPU-System werden drei CPUs direkt über einen QPI-Link erreicht, drei weitere CPUs (über je zwei mögliche Wege) über eine Vermittler-CPU, die letzte diametrale CPU (über je sechs mögliche Wege) über zwei Vermittler-CPUs.
CPU-Konfigurationen: Verschaltung von CPUs über QPI
Vier-Sockel-System
E7-48xx-CPUs verfügen über je einen weiteren QPI-Link
E7-48xx-CPUs verfügen über je einen weiteren QPI-Link
Acht-Sockel-System
E7-88xx
E7-88xx
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Siehe auch
Einzelnachweise
Weblinks
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