Intel Xeon Scalable der 5. Generation Emerald Rapids als Zwischenschritt

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Gerade einmal elf Monate nach der Vorstellung von „Sapphire Rapids“ betritt dessen Nachfolger „Emerald Rapids“ die Bühne. Der Prozessor passt auf die bisherigen Mainboards und soll mit mehr Cores und Cache vor allem bei KI-Aufgaben eine höhere Leistung liefern.

Sapphire Rapids, die 4. Generation der „Xeon-Scalable“-Prozessoren, war für Intel technologisch ein wichtiger Schritt als erste Intel-CPU mit mehreren Tiles und integrierten Beschleunigern. Aber die neue CPU kam später als geplant und sie hat es nicht geschafft, den weiteren Aufstieg von AMD im Server-Segment zu bremsen.

Nach Zahlen der Marktforscher von Mercury Research aus dem November 2023 ist der Anteil von AMDs Epyc CPUs im 3. Quartal 2023 auf 23,3 Prozent gestiegen – von zuvor 17,5 Prozent im Q3/22. Nun soll Emerald Rapids als Xeon Scalable der 5. Generation diese Entwicklung umkehren oder Intel als Zwischenschritt zumindest so lange Luft verschaffen, bis mit dem „P-Core“-Prozessor „Granite Rapids“ und „Sierra Forest“ mit seinen bis zu 288 E-Cores im kommenden Jahr ein ganz großer Schritt für Intels Xeon ansteht. Denn auch Emerald Rapids wird weiterhin im Intel-7-Verfahren hergestellt, während für die CPU-Tiles der Nachfolger der EUV-Prozess Intel 3 verwendet wird.

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Sapphire Rapids wird vorerst auch nicht komplett abgelöst. Denn Emerald Rapids kommt nur für Single- oder Dual-Socket-Systeme. Der Markt für 4- und 8-Wege-Server wird weiter mit Xeons der 4. Generation bedient und auch die CPU-„Max“-Serie mit zusätzlichem HBM bekommt keinen Emerald-Rapids-Nachfolger.

Bis zu 64 statt maximal 60 Cores

Die maximale Zahl der Prozessorkerne steigt bei Emerald Rapids von 60 auf 64, ist also von den bis zu 96 Kernen bei „AMD Epyc“-CPUs der „Genoa“-Serie immer noch weit entfernt. Dabei nutzt Intel die mit „Raptor Lake“ eingeführte, verbesserte „Raptor-Cove“-Microarchitektur.

Vor allem aber erhöht Intel bei den CPUs mit vielen Cores die Größe des Last-Level-Caches massiv auf bis zu 320 MB bei den Platinum-Spitzenmodellen mit 64 Cores. Er ist damit fast dreimal so groß wie beim Vorgänger. Für die CPUs mit mehr als 32 Kernen setzt Intel nun in einem XCC-Package (Extreme Core Count) nicht mehr vier, sondern nur noch zwei Tiles mit entsprechend mehr CPU-Cores ein. Das macht die CPU weniger komplex und sorgt für weniger Latenz.

Zudem unterstützen die neuen CPUs einen schnelleren Hauptspeicher. Bei einem Riegel pro Speicherkanal ist nun bei einigen Modellen DDR5-5600 statt DDR5-4800 möglich. Die Geschwindigkeit der UPI-Links für die Verbindung zweier CPUs steigt um 25 Prozent auf 20 GT/s und CXL unterstützt nun auch das Memory-Protokoll für Speichererweiterungen und nicht nur die Anbindung von Beschleunigern.

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Für die Xeon-Scalable-Modelle mit bis zu 32 Cores nutzt Intel weiterhin monolithische Dies, allerdings nun zwei verschiedene, zum schon bei Sapphire Rapids eingesetzten MCC (Medium Core Count) kommt nun ein EE-LCC-Package (Edge Enhanced Low Core Count) mit bis zu 20 Kernen für besonders effiziente Prozessoren.

Ein Sonderfall ist zudem der Xeon Gold 6530 mit 32 Cores und 160 MB Cache, der einem XCC-Tile entspricht. Alle anderen MCC-Prozessoren bieten hier wie bei Sapphire Rapids maximal 60 MB.

Die verschiedenen Beschleuniger sind auch bei Emerald Rapids an Bord. Für mehr Leistung bei Deep-Learning Inference- und Training-Workloads soll neben den „Advanced Vector Extensions“ 512 (AVX-512) vor allem die „Advanced Matrix Extensions“ (AMX) sorgen. Daneben gibt es noch „Quickassist Technology“ (QAT), „Data Streaming Accelerator“ (DSA), „In-Memory Analytics Accelerator“ (IAA), „Crypto Acceleration“ sowie einen „Dynamic Load Balancer“ (DLB).

Diese Beschleunigereinheiten sind in verschiedener Kombination bei optimierten Prozessormodellen für den Netzwerkbereich, für Cloud-Anbieter oder für Storage und HCI aktiviert. Bei anderen Prozessoren können sie per Intel On Demand auch nachträglich in Form eines Upgrades aktiviert werden.

KI als Verkaufsargument

Intel verspricht gegenüber Sapphire Rapids eine Mehrleistung von bis zu 20 Prozent und sogar 36 Prozent mehr Performance pro Watt. Vor allem stellt Intel die KI-Fähigkeiten der Emerald-Rapids-Prozessoren heraus, die vom größeren Cache der XCC-Modelle mit mehr als 40 Prozent Mehrleistung gegenüber Sapphire Rapids überproportional profitieren.

So könnten sie bei vielen Anwendungen zusätzliche GPUs überflüssig machen, verspricht Intel. Gegenüber den Xeon-Scalable-Prozessoren der 3. Generation, die noch nicht über entsprechende Erweiterungen verfügen, soll die Leistung beim KI-Training und die Inferenz um das bis zu 14fache höher liegen.

Schnelle Verfügbarkeit

Die Emerald-Rapids-Prozessoren passen in den Sockel „FCLGA4677“ des Vorgängers und lassen sich so schnell in vorhandene Serverdesigns integrieren. Zudem sind die CPUs bereits in der Massenproduktion und entsprechend verfügbar. Das soll sowohl den Herstellern der Rechner als auch dem Channel die Arbeit erleichtern.

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