Intel Xeon E5-2600 v4

CPU nicht nur für die Cloud: Intel Broadwell EP

| Autor: Klaus Länger

Bis zu 22 Kerne: Der Xeon E5-2600 v4 wird in Intels 14-Nanometer-Technik hergestellt.
Bis zu 22 Kerne: Der Xeon E5-2600 v4 wird in Intels 14-Nanometer-Technik hergestellt. (Bild: Intel)

Ohne die Cloud als Schlagwort geht offenbar nichts mehr. So hat Intel die jüngste „Xeon E5-2600“ -Generation v4 kurzerhand zum „Cloud-Prozessor" erklärt. Tatsächlich ist die CPU schlicht der neue Xeon-Prozessor für Dual-CPU-Konfigurationen in Servern oder Workstations.

Beim „Broadwell EP“, so die interne Intel-Bezeichnung, setzt der CPU-Hersteller nun den 14-Nanometer-Prozess ein. Der Vorgänger „Haswell EP“ war noch eine 22-Nanometer-CPU.

Der Die-Shrink erlaubte es den Entwicklern zusätzliche Funktionen zu integrieren und zudem auch noch die maximale Zahl der CPU-Kerne von 18 auf 22 zu steigern. Das neue Top-Modell mit 22 Cores und 44 Threads kann dabei auf 55 Megabyte Level-3-Cache zugreifen.

Die Xeon-E5-2600-v4-Modelle mit 16 bis 22 Cores basieren auf dem HCC-Chip mit doppeltem Ringbus und symmetrischer Anordnung der Kerne.
Die Xeon-E5-2600-v4-Modelle mit 16 bis 22 Cores basieren auf dem HCC-Chip mit doppeltem Ringbus und symmetrischer Anordnung der Kerne. (Bild: Intel)

Drei Grundmodelle mit unterschiedlichen Dies

Eigentlich gibt es wie beim Vorgänger Haswell EP auch beim Broadwell EP drei verschiedene Grundmodelle mit unterschiedlichen Die-Größen: „HCC“, „MCC“ und „LCC“. Das Kürzel HCC steht für High Core Count (HCC) und bezeichnet den Chip mit 16 bis 22 Cores. Der etwa 454 mm² große Die verfügt im Prinzip sogar über 24 Cores. Zwei sind aber abgeschaltet, um den Abstand zum kommenden Broadwell EX zu wahren.

Die Cores und die zugehörigen, jeweils 2,5 MB großen L3-Cache-Segmente sind in zwei symmetrische Ringe gegliedert, die durch zwei schnelle Brücken miteinander verbunden sind. Pro Ring gibt es einen eigenen DDR4-Memory-Controller mit jeweils zwei Kanälen. Der QPI-Link für die Verbindung zum zweiten Prozessor und der I/O-Teil der CPU mit insgesamt 40 PCI-Express-Lanes ist über einen der Ringe angebunden.

Das Volumenmodell wird wohl auch beim Broadwell EP die Medium-Core-Count-Version (MCC) mit 12 bis 14 Kernen und maximal 35 MB L3-Cache. Die beiden Ringe mit ebenfalls jeweils eigenem Speichercontroller sind hier asymmetrisch aufgebaut.

Das Einstiegsmodell mit vier bis zehn Kernen nennt sich Low Core Count (LCC). Hier gibt es nur einen Ring und einen Memory-Controller. Der verfügt allerdings über vier Kanäle, die maximal DDR4-2133 unterstützen.

Für die kleineren Modelle gibt es mit MCC und LCC zwei weitere Die-Varianten. Die letztere verfügt über nur einen Ringbus und einen 4-Kanal-Speichercontroller.
Für die kleineren Modelle gibt es mit MCC und LCC zwei weitere Die-Varianten. Die letztere verfügt über nur einen Ringbus und einen 4-Kanal-Speichercontroller. (Bild: Intel)

Der neue Xeon ist zum Vorgänger sockelkompatibel (LGA2011-3) verlangt aber zwingend nach DDR4-Speicher, die Versionen mit mehr als zehn Cores erfordern mit Ausnahme einiger Modelle mit niedriger Leistungsaufnahme DDR4-2400 für den Arbeitsspeicher. In einem Dual-Socket-Server können laut Intel bis zu 24 DIMMs eingesetzt werden.

Nun mit TSX-Unterstützung

Neben einigen kleineren Verbesserungen bei der Mikroarchitektur, die Sprungvorhersage und Cache-Zugriffe verbessern, ist vor allem die Unterstützung der Transactional Synchronization Extensions (TSX) wichtig.

Bei Broadwell EP ist TSX nun uneingeschränkt aktiviert. Bei Haswell hatte Intel die dort schon vorhandene TSX-Unterstützung per BIOS-Update abgeschaltet, da sie unter bestimmten Bedingungen zu Problemen führen konnte. Die TSX-Funktion, Intels Implementierung von Hardware-unterstütztem Transactional Memory, kann die bisher bei paralleler Programmierung auftretenden Deadlocks durch gesperrte Speicherbereiche weitestgehend beseitigen. Das führt bei HPC- oder Datenbank-Anwendungen zu einer erheblichen Geschwindigkeitssteigerung.

Intel hat bei den Broadwell-EP-Prozessoren zudem die Ausführung von AVX-Befehlen optimiert und einige neue Instruktionen eingeführt. Beim E5-2600 v4 können die Cores nun bei gemischen Workloads aus AVX2-Instruktionen und anderen Befehlen höhere Taktfrequenzen erreichen.

Zudem verfügt die CPU über einige neue Kryptografie-Befehle, mit denen die Performance beim Verschlüsseln von Daten gesteigert werden soll. Ein integrierter Zufallszahlengenerator soll zur Erstellung sicherer Schlüssel beitragen. Weitere Neuerungen sollen den Overhead bei Virtualisierung vermindern und das Management der Server vereinfachen.

22 Modelle am Start

Zum Start der Xeon-E5-2600-v4-Familie bietet Intel 22 verschiedene Modelle des neuen Prozessors an. Die Palette der Standard-Modelle beginnt mit dem Hexacore-Prozessor Xeon E5-2603 v4 mit 1,7 Gigahertz Taktfrequenz und 85 Watt Leistungsaufnahme und reicht über diverse Modelle zwischen vier und 20 Kernen bis hin zum Top-Modell Xeon E5-2699 v4 mit 22 Cores, 44 Threads und 2,2 GHz. Die Preisspanne startet bei 213 Dollar und endet bei 4.115 Dollar.

Dazu kommen noch drei Modelle mit vier, sechs und acht Kernen, die mit einem Basistakt jenseits der 3-GHz-Grenze arbeiten, die Workstation-CPU E5-2687W v4 mit 10 Cores und 3,0 GHz sowie zwei Low-Power- und fünf Storage-and-Communications-Prozessoren.

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