Компания Intel в рамках мероприятия AI Everywhere представила серверные процессоры Xeon Scalable 5-го поколения с кодовым именем Emerald Rapids. Производитель заявляет, что по сравнению с предшественниками семейства Sapphire Rapids они обеспечивают значительный прирост производительности на ватт потребляемой энергии, а также снижают общую совокупную стоимость владения систем на их основе.

Источник изображений: Intel

В состав семейства Intel Xeon Scalable 5-го поколения вошли процессоры, предназначенные и оптимизированные под разного рода задачи. Для серверных систем с конфигурацией из двух процессоров представлены модели с количеством ядер от 8 до 64 и поддержкой от 16 до 128 виртуальных потоков. Они предлагают базовую частоту от 1,9 до 3,9 ГГц и максимальную частоту от 3,4 до 4,2 ГГц. Чипы получили от 22,5 до 320 Мбайт кеш-памяти. Для этих процессоров заявляется поддержка восьмиканальной оперативной памяти. Самые младшие модели предлагают поддержку ОЗУ DDR5-4400, для моделей постарше указывается поддержка DDR5-5200 и DDR5-5600. Заявленный показатель энергопотребление чипов составляет от 125 до 350 Вт в зависимости от модели.

Флагманской моделью является 64-ядерный Intel Xeon 8592+. Чип получил 64 ядра с поддержкой 128 виртуальных потоков. Он работает с частотой от 1,9 до 3,9 ГГц. Частота Turbo Boost процессора по всем ядрам составляет 2,9 ГГц. Он поддерживает до 512 Гбайт ОЗУ стандарта DDR5-5600.

Для систем на базе одного процессора предлагаются модели Xeon Scalable 5-го поколения 8558U, 5212U и 3508U. Первый предлагает 48 ядер, второй — 28, а третий — 8. Количество поддерживаемых виртуальных потоков у них составляет 96, 56 и 16 соответственно. Для 8558U указывается диапазон частот от 2,0 ГГц до 4,0 ГГц, для 5212U — от 2,1 ГГц до 3,7 ГГц, а для младшего восьмиядерного 3508U — от 2,1 до 2,2 ГГц. Первые два поддерживают оперативную памяти DDR5-4800, а младшая модель — DDR5-4400. Старшая модель поддерживает до 512 Гбайт ОЗУ, модель 5212U — до 128 Гбайт, а 3508U — до 64 Гбайт памяти. Также чипы получили от 22,5 до 260 Мбайт кеш-памяти и обладают TDP от 125 до 300 Вт.

Производитель также представил модели Xeon Scalable 5-го поколения, оптимизированные для использования в составе систем для сетевой инфраструктуры, облачных серверов и специальные модели, рассчитанные на использование в инстансах с жидкостным охлаждением.

Intel заявляет, что по сравнению с процессорами Xeon предыдущего поколения новые чипы Xeon Scalable 5-го поколения обеспечивают до 21 % более высокую производительность в целом, предлагают до 36 % более высокую производительность в расчёте на ватт потребляемой энергии и до 77 % снижают общие затраты на владение серверов на их основе в расчёте на 5 лет. Кроме того, новые процессоры до 42 % ускоряют работу в задачах, связанных с работой искусственного интеллекта при использовании языковых моделей с менее чем 20 млрд параметров.

Ещё Intel делится другими данными о производительности новых Xeon в различных рабочих нагрузках по сравнению с прежними Xeon Sapphire Rapids. Процессор Emerald Rapids предлагает:

• До 42 % прироста при сегментации изображений (AI).
• До 24 % прироста при классификации изображений (Edge AI).
• До 42 % прироста в моделировании/симуляции (HPC).
• До 24 % прироста производительности/ватт в NVMe по TCP (случайное чтение малых пакетов).
• До 69 % прироста в устройствах сетевой безопасности.
• До 33 % на ватт в Java на стороне сервера (в рамках заданного SLA).

Компания Intel также сравнила свой флагманский 64-ядерный процессор Xeon 8592+ с 64-ядерным чипом AMD EPYC 9554. Оба протестированы в широком спектре бенчмарков, ориентированных на HPC, Web, Storage и Data Service. Новый Xeon демонстрирует 2,51-кратное преимущество в общей производительности сервера и 1,92-кратное превосходство в производительности на ватт, что впечатляет, если это правда.

Есть также сравнение с флагманским 96-ядерным процессором EPYC 9654, но здесь Intel сравнивает производительность чипов в области искусственного интеллекта. Intel, имея различные ускорители ИИ в своем семействе Xeon, получает преимущество над EPYC от AMD с преимуществом до 2,6 раза. Процессоры Emerald Rapids также обеспечивают 1,92-кратный прирост производительности по сравнению с процессорами Sapphire Rapids 4-го поколения благодаря увеличенному кэшу L3.

Стоимость новых Intel Xeon Scalable 5-го поколения варьируется от $415 за самую младшую восьмиядерную модель 3508U до $11 600 за самую старшую 64-ядерную модель Xeon 8592+.

Вместе с анонсом чипов Xeon Scalable 5-го компания Intel также подтвердила, что в первой половине 2024 выпустит серверные процессоры Sierra Forest, в составе которых будут использоваться до 288 энергоэффективных E-ядер. А вскоре после их релиза ожидается выпуск моделей Granite Rapids с полноценными производительными P-ядрами.

Дебютировавшие в апреле 2019 года 14-нм процессоры Intel Cascade Lake за время своего присутствия на рынке пережили немало сложных периодов. Прежде всего, на определённом этапе жизненного цикла они создали дефицит более доступных процессоров Intel. Во-вторых, им пришлось участвовать в ценовых войнах с конкурентами AMD. Теперь пришла пора отправить их на покой, как можно понять из уведомлений Intel.

Источник изображения: Intel

Традиционная формулировка, объясняющая причины такого решения, упоминает смещение спроса на другие процессоры Intel. Напомним, экспансия выпуска процессоров семейства Cascade Lake пришлась на период, когда Intel не только не могла длительное время освоить 10-нм техпроцесс, который в дальнейшем был переименован в «Intel 7», но и постоянно откладывала выпуск серверных процессоров на более современной архитектуре. В результате в качестве вынужденной меры появилось семейство Cascade Lake Refresh, в основе которого использовалась архитектура Skylake и 14-нм техпроцесс. Но ему было тяжело соперничать с постоянно совершенствуемыми процессорами AMD, поэтому компания Intel занялась откровенным демпингом, не особо считаясь с убытками из-за такой ценовой политики.

Второй проблемой, порождённой активным наращиванием объёмов выпуска серверных 14-нм процессоров с крупными кристаллами, стала нехватка производственных мощностей Intel. Компании просто было выгодно в условиях дефицита выпускать более дорогие серверные процессоры, в результате возможности по выпуску недорогих клиентских процессоров просто были упущены, и этим воспользовалась AMD, чтобы укрепить свои рыночные позиции в этом сегменте. Впрочем, последняя тоже быстро поняла, что дорогие процессоры продавать выгоднее, и сосредоточилась в более высоких ценовых диапазонах потребительского рынка.

В любом случае, сейчас долгожданное для Intel семейство серверных процессоров Sapphire Rapids активно осваивает рынок, поэтому давно устаревшим по меркам отрасли процессорам Cascade Lake пора отправляться на покой. Компания уведомила своих клиентов на этой неделе, что начинает свою работу программа по прекращению поставок оставшихся в её ассортименте 68 процессоров данного семейства. Заказать их можно будет до 26 апреля следующего года, а последняя партия будет отгружена со складов Intel лишь 23 октября 2026 года, поэтому у клиентов остаётся достаточно времени для приобретения необходимых комплектующих к эксплуатируемым серверным системам.

Более того, даже после этого рубежа жизненный цикл серверных процессоров Cascade Lake и лежащей в их основе архитектуры Skylake окончательно не оборвётся: 22 модели этого поколения продолжат поставляться в сегменте встраиваемых решений, и продолжительность таких поставок производителем обычно не афишируется, поскольку является в значительной степени неопределённой. Процессоры этого поколения для настольных систем и рабочих станций компания Intel отправила в отставку ещё раньше. Последние массовые настольные процессоры с архитектурой Skylake и 14-нм техпроцессом — Rocket Lake — компания Intel сняла с производства в феврале 2023 года. Так что, фактически, теперь можно говорить о завершение эпохи архитектуры Skylake и 14-нм процессоров Intel.

Как и конкурирующая AMD, компания Intel в этом году попала в щекотливую ситуацию на рынке серверных процессоров: охваченные лихорадкой сегмента искусственного интеллекта, клиенты меньше денег тратят на классические CPU. Представители Intel ожидают, что лишь в следующем году позиции компании в серверном сегменте стабилизируются, а к росту они перейдут ещё позже.

Источник изображения: Intel

Соответствующими соображениями на технологической конференции Citi поделился с аудиторией финансовый директор Intel Дэвид Зинснер (David Zinsner). Сложности, с которыми компания столкнулась в серверном сегменте, пока не миновали полностью, по его словам. Часто упоминаемые процессоры Xeon семейства Sapphire Rapids хороши, как поясняет Зинснер, но они не способны решить все потребности клиентов с точки зрения совокупной стоимости владения. По этой причине, как добавил финансовый директор, Intel будет готовить к анонсу новые продукты. До конца года будут представлены процессоры Emerald Rapids, которые станут «шагом в правильном направлении», как выразился Зинснер.

При этом лишь в следующем году выход процессоров Sierra Forest и Granite Rapids, выпускаемых по технологии Intel 3, станет переломным моментом с точки зрения быстродействия продуктов. Именно они позволят Intel реально укрепить позиции на серверном рынке в дальнейшем, как резюмировал финансовый директор компании. График выхода этих процессоров несколько ускорен относительно первоначального, и темпами освоения техпроцесса Intel 3 руководство компании вполне довольно.

По мнению Зинснера, 2024 год станет для Intel периодом стабилизации рыночных позиций в серверном сегменте. В 2025 году распространение начнут получать процессоры Granite Rapids, и это уже позволит, в сочетании с последующим появлением процессоров Clearwater Forrest, рассчитывать на увеличение рыночной доли компании, поскольку к тому моменту она «получит реальное преимущество на уровне быстродействия продуктов», как заявил финансовый директор.

В 2024 году одновременно с экспансией новых центральных процессоров Intel будет способствовать распространению своих ускорителей вычислений Gaudi, а в 2025 году выйдут ускорители Falcon Shores. Программная экосистема, поддерживаемая Intel, должна позволить раскрыть преимущества GPU этой марки в серверном сегменте. Компания собирается активно наращивать объёмы поставок ускорителей семейства Gaudi, и «в разумные сроки» намерена представить ускорители поколения Gaudi3. Ощутимой выручкой такие ускорители компанию обеспечат лишь в следующем году, поскольку клиентам требуются «многие месяцы» на адаптацию ускорителей к своим конкретным типам вычислительных нагрузок.

На конференции Hot Chips 2023 компания Intel рассказала, как в ближайшем будущем переосмыслит свои серверные процессоры. Были раскрыты подробности о строении Granite Rapids и Sierra Forest, которые выйдут в следующем году. Эти процессоры станут модульными, легко масштабируемыми и получат чиплетную (тайловую в терминологии Intel) компоновку. В их составе будет использоваться до трёх вычислительных чиплетов и до двух чиплетов ввода-вывода.

Как следует из доклада Intel, чиплетное строение процессоров будет внедряться не только в потребительских Meteor Lake, но и в серверных Granite Rapids и Sierra Forest, которые выйдут в 2024 году в рамках платформы Birch Stream. Вычислительные чиплеты обоих процессоров будут производиться по технологии Intel 3, следующей после Intel 4, применяемой при изготовлении Meteor Lake, и первой, в которой компания собирается использовать EUV-литографию. В единое целое составляющие Granite Rapids и Sierra Forest чиплеты будут соединяться посредством мостиков EMIB.

Несмотря на то, что оба типа процессоров ориентированы на одну и ту же платформу, разница между ними концептуальная. Granite Rapids будет строиться на производительных ядрах, а Sierra Forest станут процессорами, сделанными исключительно из энергоэффективных ядер. Это и определит состав их чиплетов. Таким образом, в отличие от потребительских CPU, применять гибридный дизайн в серверных решениях Intel не собирается.

В производительных P-ядрах будущих серверных CPU найдёт применение архитектура Redwood Cove, которая дебютирует ещё в Meteor Lake. Ядра Redwood Cove получат увеличенный до 64 Кбайт L1-кеш для инструкций, оптимизации в предсказании ветвлений, улучшенные алгоритмы работы с памятью и проч. Чиплеты, основанные на Redwood Cove, предположительно смогут получить до 40 ядер и до 160 Мбайт L3-кеша, что в теории позволит построить 120-ядерный Granite Rapids с почти полугигабайтным кешем.

Энергоэффективные E-ядра также перейдут на общую с Meteor Lake архитектуру Crestmont, в которой, как и в Redwood Cove, найдут своё место некоторые оптимизации. При этом такие ядра сохранят кластерную компоновку с единым на четыре ядра L2-кешем объёмом 4 Мбайт. Благодаря специальному «уплотнённому» дизайну, Intel намеревается упаковать в одном чиплете до 72 Е-ядер, что означает теоретическую возможность появления 144-ядерных Sierra Forest. Существует и обратная возможность — в кластере Crestmont два ядра могут деактивироваться, что позволит создавать варианты Sierra Forest с увеличенным объёмом кеш-памяти. Поддержка AVX-512 в Crestmont ожидаемо не появится, но зато Intel говорит о том, что процессоры Sierra Forest не выйдут за пределы 205 Вт по тепловому пакету, даже если они обладают более чем сотней ядер.

В отличие от AMD, которая размещает контроллер памяти в чиплете ввода-вывода, Intel собирается оставить контроллер памяти в одном чиплете с вычислительными ядрами. Каждый чиплет получит поддержку восьми каналов DDR5, но в целом серверные процессоры будут оперировать не более чем 12 каналами памяти, даже при их сборке из трёх вычислительных чиплетов. В то же время встроенный контроллер памяти будет серьёзно переделан, он получит поддержку не только привычных DIMM, но и новых MCR-модулей (с мультиплексированными рангами) в которых на уровне архитектуры заложено параллельное использование рангов. Эта техника, по расчётам Intel, увеличит пропускную способность на 30-40 %.

Что же касается чиплетов ввода-вывода, то в них разместится универсальный контроллер UPI/PCIe 5.0/CXL 2.0, внешние интерфейсы и, при необходимости, дополнительные сопроцессоры. Такие чиплеты будут изготавливаться по технологии Intel 7, и в одном серверном процессоре их может быть сразу два. В общей сложности это позволит реализовать в Xeon до 136 линий PCIe 5.0/CXL 2.0 и до 6 межпроцессорных соединений UPI.

Согласно существующей версии планов, первыми на рынок придут процессоры Sierra Forest, но Granite Rapids должны быть выпущены «вскоре после них». В недавнем квартальном отчёте Intel указала, что техпроцесс Intel 3 внедряется по плану и будет развёрнут для серийного производства в первой половине 2024 года. Это означает, что первые Sierra Forest могут быть анонсированы менее, чем через год.

Intel сообщила, что приостановила поставки некоторых процессоров Xeon Sapphire Rapids из-за выявленной ошибки, вызывающей остановку работы системы, природа которой пока не уточняется. По некоторым данным, поставки отдельных моделей процессоров были остановлены в середине июня и пока не возобновились.

Источник изображения: Intel

«Нам стало известно о проблеме с частью процессоров Intel Xeon со средним числом ядер (монолитные чипы Sapphire Rapids MCC) четвёртого поколения, которая при определённых условиях может прерывать работу системы, и мы её активно изучаем. Проблема не наблюдалась при запуске доступного в продаже программного обеспечения, и с другими моделями процессоров Intel Xeon четвёртого поколения (в том числе XCC и HBM) проблема не обнаруживалась. Из соображений предосторожности мы временно приостановили поставки некоторых Sapphire Rapids MCC, пока не будем уверены в устранении ошибок прошивки, и рассчитываем возобновить поставки в ближайшее время», — сообщил представитель Intel ресурсу Tom's Hardware. В компании добавили, что переработка прошивки, скорее всего, не повлияет на производительность процессоров, которые затронула проблема.

Источник изображения: Intel

Чипы Intel Sapphire Rapids выпускаются в двух вариантах: решения XCC состоят из четырёх кристаллов с вычислительными блоками, тогда как MCC представлены одним монолитным кристаллом. Первая конфигурация используется в моделях, у которых от 36 до 60 ядер, а вторая — в процессорах, у которых до 32 ядер. Проблема коснулась моделей MCC — самых массовых в линейке Sapphire Rapids. Их поставки приостановлены в конце июня, утверждает старший аналитик SemiAnalysis Дилан Патель (Dylan Patel). Intel не подтвердила ни ассортимент «проблемных» процессоров, ни сроки приостановки поставок; в компании также не дали пояснений по поводу характера проблемы. Зато известно, что решить её, вероятно, поможет новая прошивка — это избавит производителя от замены уже проданного товара, но может создать некоторые сложности для клиентов, которые успели приобрести эти чипы.

Источник изображения: tomshardware.com

Сложившаяся ситуация не является чем-то из ряда вон выходящим: на старте поставок процессоров семейства Intel Skylake у них были выявлены 53 ошибки, и ещё о 40 компания сообщила через полгода. А недавно стало известно, что процессоры AMD EPYC Rome зависают через 1044 дня непрерывной работы, и производитель ничего не собирается с этим делать. Некоторые ошибки действительно не исправляются, поскольку не считаются достаточно критическими, другие удаётся преодолеть программными средствами. И лишь в совершенно исключительных случаях производители решаются на кардинальные меры. С другой стороны, и поставки приостанавливаются тоже нечасто.

В потребительском сегменте Intel давно перешла на гибридную архитектуру процессоров, объединяющую в разных пропорциях производительные и относительно мощные ядра, а также более экономичные ядра. Образец серверного процессора Intel Xeon поколения Sapphire Rapids, который на Computex 2023 был разогнан до 7,2 ГГц, использовал только производительные ядра в количестве 16 штук, и они в совокупности потребляли 800 Вт.

Источник изображения: Level1Techs

По сути, как поясняет PC Gamer, вывод о высоком энергопотреблении такой комбинации является единственным практически ценным итогом эксперимента, который команда Level1Techs провела в рамках состязаний по оверклокингу, проходившему на этой неделе на Тайване под эгидой G.Skill и прочих местных поставщиков компьютерных комплектующих и аксессуаров.

Дело в том, что на частоте 7,2 ГГц при активности всех ядер образец процессора Intel Sapphire Rapids не смог до конца пройти какие-либо тесты, позволяющие судить о быстродействии системы в таком режиме работы. Удалось лишь выяснить, что каждое из процессорных ядер на такой частоте потребляет по 50 Вт, что даёт совокупное энергопотребление на уровне 800 Вт. На частоте 6,1 ГГц данный процессор смог пройти тест Cinebench R23 с результатом около 46 000 баллов. До места в первой десятке результатов для процессоров с 16 ядрами этого мало, но среди процессоров марки Intel такой результат является выдающимся.

Заодно эксперимент показывает, почему Intel в потребительском сегменте рынка решила «разбавить» производительные ядра энергоэффективными, ведь это позволяет сдерживать рост энергопотребления. Настольные процессоры Alder Lake оснащаются производительными ядрами той же серии Golden Cove, что и Sapphire Rapids.

Судя по материалам, недавно появившимся в Сети, компания Intel начала снабжать партнёров инженерными образцами серверных процессоров Emerald Rapids, а также процессоров для настольных компьютеров семейства Meteor Lake-S.

Источник изображения: Rubaitul Azad/unsplash.com

Согласно данным сетевого информатора @Fan_of_Toasters, опубликованным в Twitter, компания Intel начала доставлять партнёрам тестовые образцы поколения процессоров Meteor Lake-S для настольных ПК, а также серверных процессоров Xeon пятого поколения — Emerald Rapids. Документ, датируемый 21 апреля, свидетельствует о том, что процессоры Xeon Emerald Rapids поставляются клиентам для системного тестирования и отладки. Процессоры относятся к решениям ES2 (Engineering sample 2 — инженерные образцы второй версии). Ожидается, что они будут официально представлены позже в текущем году.

Источник изображения: @Fan_of_toasters

Дополнительно известно, что сетевой источник YuuKi_AnS поделился снимками двух новых серверных Intel Emerald Rapids, один из которых демонстрируется с расширенной печатной платой, возможно — для размещения памяти HBM DRAM или дополнительных контроллеров. Как сообщает портал WccfTech, внешний вид недвусмысленно свидетельствует о том, что на снимке — именно Emerald Rapids, а не Sapphire Rapids. Известно, что Xeon пятого поколения должны представить в IV квартале 2023 года, процессоры получат до 64 ядер (до 128 потоков). Модели будут выпускаться с различными конфигурациями кристаллов. Флагманский вариант будет иметь компоновку из двух чиплетов. Для сравнения, процессоры предыдущего поколения имеют по 4 чиплета. Кроме того, модели получат до 320 Мбайт кэш-памяти уровня L3 и будут поддерживать уже используемый сокет LGA 4677.

Источник изображения: YuuKi_AnS/unsplash.com

Ещё более интересной выглядит информация о настольных чипах Meteor Lake-S. Если ранее ходили слухи об отмене выпуска процессоров данного семейства, то, если информация о передаче образцов подтвердится, это может означать, что некоторые чипы Meteor Lake-S для настольных компьютеров всё же появятся.

Несколько месяцев назад в Сети была обнародована информация о том, что изначальные планы относительно Meteor Lake-S для настольных компьютеров включали несколько артикулов для платформы LGA 1851 со следующими конфигурациями:

• MTL-S 22 (6 P-ядер и 16 E-ядер), 4 графических ядра Xe и 125 Вт TDP;
• MTL-S 22 (6P+16E), 4 ядра Xe и 65 Вт TDP;
• MTL-S 22 (6P+16E), 4 ядра Xe и 35 Вт TDP;
• MTL-S 14 (6P+8E), 4 ядра Xe и 65 Вт TDP;
• MTL-S 14 (6P+8E), 4 ядра Xe и 35 Вт TDP.

Если процессоры Meteor Lake всё-таки остаются в планах Intel, по данным WCCFTech, в продажу они должны поступить уже в 2024 году.