Uvedeny škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace

Společnost Intel uvedla na trh škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace (Sapphire Rapids), procesory Intel Xeon CPU Max Series (Sapphire Rapids HBM) a grafické karty Intel Data Center GPU Max Series (Ponte Vecchio). Tyto procesory jsou navrženy tak, aby zlepšily výkon, efektivitu, zabezpečení a možnosti datových center pro umělou inteligenci, cloud computing, sítě, edge computing a superpočítače. Společnost Intel spolupracuje se zákazníky, aby jim nabídla řešení a systémy na míru s využitím těchto nových produktů, které splňují potřeby výpočetní techniky ve velkém měřítku.

V současné době se po celém světě používá přes 100 milionů jednotlivých procesorů Xeon. Proč jsou tak populární? Jsou k dispozici v různých konfiguracích a jsou navrženy tak, aby byly škálovatelné, což umožňuje jejich použití v široké škále aplikací a prostředí. Lze je také přizpůsobit pro specifické úlohy nebo aplikace, nabízejí řadu bezpečnostních funkcí, které pomáhají chránit před hrozbami, jako je malware a úniky dat, a jsou vysoce energeticky úsporné.

Modely škálovatelných procesorů Intel Xeon 4. generace

Nové modely Xeon jsou k dispozici v šesti kategoriích, včetně Max 9400, Platinum 8000, Gold 6000, Gold 5000, Silver 4000 a Bronze 3000, a také řady Max. Každá řada nabízí řadu různých modelů, které lze detailněji rozdělit na cílové použití:

• Výkon pro všeobecné použití
• Hlavní univerzální
• Kapalinové chlazení pro všeobecné použití
• Jednoduchá zásuvka pro všeobecné použití („Řada Q“)
• Univerzální zařízení s dlouhou životností (IoT) („řada T“)
• Optimalizováno pro IMDB/analytiku/virtualizaci („H“)
• Optimalizováno pro 5G/sítě („řada N“)
• IaaS optimalizované pro cloud (řady „P“, „V“ a „M“)
• Optimalizovaná úložná a hyperkonvergovaná infrastruktura (řada „S“)
• Optimalizováno pro HPC (tj. řada procesorů Intel Xeon Max)

Například výkonné procesory Platinum 8400 jsou navrženy pro pokročilou analýzu dat, umělou inteligenci a hybridní cloudová datová centra a nabízejí vysoký výkon, platformní funkce a akceleraci pracovní zátěže, stejně jako vylepšené hardwarové zabezpečení a vícesocketové zpracování. Tyto procesory také nabízejí až 60 jader na procesor (nárůst o 20 jader ve srovnání s nejvyšším modelem Xeon 3. generace ), osm paměťových kanálů a akceleraci umělé inteligence s technologií Intel AMX.

Procesory Intel Xeon Gold 6400 a Gold 5400 jsou optimalizovány pro datová centra a multicloudové úlohy. Nabízejí vylepšenou rychlost paměti, kapacitu, zabezpečení a akceleraci úloh. Procesory Intel Xeon Silver 4400 poskytují základní výkon, vylepšenou rychlost paměti a energetickou účinnost pro základní výpočetní, síťové a úložné úlohy v datových centrech.

Zde je podrobný přehled každého procesoru Xeon a jeho cílového použití:

Funkce	Škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace		Řada procesorů Intel Xeon Max
	Extrémní počet jader (XCC)	Střední počet jader (MCC)	Paměť s vysokou šířkou pásma (HBM)
Konstrukce zápustek	Čtyři dlaždice propojené pomocí MDF desky přes Intel Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB)	Jeden monolitický čip	Čtyři dlaždice propojené pomocí MDF desky přes Intel Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB)
Počítání jádra	Až 60 aktivních jader	Až 32 aktivních jader	Až 56 aktivních jader
Rozsah TDP	225 až 350 W	125 až 350 W	350W
Memory	DDR5 @ 4800 (1 DPC), 4400 (2 DPC), 16 GB DRAM, 8 kanálů Paměť Intel Optane PMem 300 (Crow Pass) s rychlostí 4400 MT/s		DDR5 @ 4800 (1 DPC), 4400 (2 DPC), 8 kanálů 64 GB paměti HBM2e s až 1.14 GB/jádro
Intel UPI	UPI 2.0 @ 16 GT/s, až 4 propojovací porty Ultra Path	UPI 2.0 @ 16 GT/s, až 3 propojovací porty Ultra Path	UPI 2.0 @ 16 GT/s, až 4 propojovací porty Ultra Path
Škálovatelnost	1 zásuvka, 2 zásuvky, 4 zásuvky, 8 zásuvek	1 zásuvka, 2 zásuvky, 4 zásuvky	1 zásuvka, 2 zásuvky
PCIe/Compute Express Link	PCIe 5.0 (80 linek), Až 4 zařízení podporována prostřednictvím Compute Express Link (CXL) 1.1
Bezpečnost	Intel sgx Minimální velikost mezipaměti enklávových stránek (EPC) 256 MB		Intel SGX (pouze v plochém režimu)
Integrované IP akcelerátory	Intel QAT, DLB, IAA, DSA (až 4 zařízení od každého)	Intel QAT, DLB (až 2 zařízení od každého), Intel DSA, IAA (1 zařízení od každého)	Intel DSA (4 zařízení)

Procesory Intel Xeon Scalable 4. generace si kladou za cíl zlepšit výkon a řešit různé výpočetní problémy související s umělou inteligencí, analytikou, sítěmi, zabezpečením, úložištěm a vysoce výkonnými výpočty (HPC). Tyto procesory jsou pozoruhodné tím, že mají nejvíce vestavěných akcelerátorů ze všech CPU.

Podle společnosti Intel mohou zákazníci se 4. generací procesorů Intel Xeon Scalable očekávat průměrné zlepšení výkonu v následujících oblastech:

• 9násobné zlepšení účinnosti na watt při použití vestavěných akcelerátorů,
• Úspora energie 70 wattů na procesor v optimalizovaném režimu napájení s minimální ztrátou výkonu,
• Snížení celkových nákladů na vlastnictví a spotřeby energie o padesát pět procent ve srovnání s předchozími generacemi.

Škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace – vylepšená energetická účinnost

Nový optimalizovaný režim napájení (Optimized Power Mode) dokáže u specifických úloh ušetřit až 20 procent energie socketu s méně než 5% dopadem na výkon. Inovace v oblasti vzduchového a kapalinového chlazení mohou dále snížit celkovou spotřebu energie v datovém centru.

Škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace jsou vybaveny velkým počtem vestavěných akcelerátorů, které mohou pomoci šetřit energii na úrovni platformy a snížit potřebu další akcelerace. To může zákazníkům pomoci dosáhnout jejich cílů v oblasti udržitelnosti. Navíc se očekává, že nově zavedený režim optimalizovaného napájení poskytne až 20% úsporu energie socketu s minimálním dopadem na výkon pro specifické úlohy.

Inovace v oblasti chlazení vzduchem a kapalinou mohou dále snížit celkovou spotřebu energie v datových centrech. Procesory Xeon 4. generace byly také vyrobeny s využitím 90 a více procent obnovitelné elektřiny v závodech Intel s pokročilými zařízeními na recyklaci vody.

Nové pokroky ve výkonu umělé inteligence

Ve srovnání s předchozí generací dosahují procesory Xeon 4. generace až 10krát vyššího výkonu v reálném čase při inferenci a trénování pomocí PyTorch s využitím akcelerátorů Advanced Matrix Extension (Intel AMX).

PyTorch je framework strojového učení pro vytváření a trénování neuronových sítí. Inference v reálném čase zahrnuje použití trénovaného modelu neuronové sítě k vytváření predikcí nebo rozhodnutí v reálném čase na základě nových vstupních dat. Vyšší výkon inference a trénování v reálném čase v PyTorchu je pro procesory Intel zásadní, protože jim umožňuje efektivněji spouštět úlohy strojového učení, které zahrnují predikci nebo rozhodování v reálném čase.

To je obzvláště užitečné v aplikacích, kde jsou rychlé a přesné predikce nebo rozhodnutí klíčové. Vyšší výkon v úlohách strojového učení může navíc vést k rychlejšímu trénování modelů a přesnějším predikcím, stejně jako k možnosti používat větší a složitější modely.

Společnost Intel proto uvádí, že jejich nové škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace mohou poskytnout ještě další možnosti pro zpracování přirozeného jazyka a u velkých jazykových modelů dosahují až 20násobného zrychlení.

Software pro umělou inteligenci od společnosti Intel, testovaný s více než 400 modely strojového a hlubokého učení umělé inteligence v různých odvětvích a aplikacích, lze použít s preferovaným nástrojem umělé inteligence vývojáře pro zvýšení produktivity a urychlení vývoje umělé inteligence. Sada je navržena tak, aby byla přenosná, což umožňuje její použití na pracovní stanici a nasazení na okraji sítě i v cloudu.

Síťové schopnosti

Procesory Intel Xeon Scalable 4. generace také nabízejí speciálně optimalizované modely pro vysoce výkonné sítě s nízkou latencí a okrajové úlohy. Tyto procesory hrají klíčovou roli v budování softwarově definované budoucnosti pro odvětví, jako jsou telekomunikace, maloobchod, výroba a chytrá města. U jádrových úloh 5G mohou vestavěné akcelerátory pomoci zvýšit propustnost a snížit latenci, zatímco vylepšení správy napájení zvyšují rychlost odezvy a efektivitu platformy.

Dokážou také zdvojnásobit kapacitu virtualizované rádiové přístupové sítě (vRAN) ve srovnání s procesory Xeon 3. ^generace (bez větší spotřeby energie). Obecně platí, že procesory s vyšší kapacitou vRAN dokáží efektivněji a účinněji zpracovávat síťový datový provoz, například snižovat latenci a zlepšovat celkový výkon. To je obzvláště důležité pro aplikace, které vyžadují komunikaci v reálném čase.

Společnost Intel uvádí, že to poskytovatelům komunikačních služeb umožní zdvojnásobit výkon na watt a splnit jejich potřeby v oblasti výkonu a energetické účinnosti. Zvýšení počtu sítí vRAN by také organizacím umožnilo snadnější škálování s ohledem na změnu počtu úloh vRAN, což znamená větší flexibilitu v síťových zdrojích (např. bez nutnosti dalšího hardwaru, napájení nebo infrastruktury).

HPC

Produkty 4. generace Intel Xeon Scalable a Intel Max Series nabízejí škálovatelnou a vyváženou architekturu, která kombinuje CPU a GPU s otevřeným softwarovým ekosystémem oneAPI pro náročné výpočetní úlohy v oblasti HPC a umělé inteligence. Společnost Intel tvrdí, že tato architektura je speciálně navržena pro řešení nejobtížnějších problémů současnosti.

Otevřený software OneAPI je sada nástrojů a knihoven, které vývojářům umožňují psát kód, který může běžet na různých hardwarových platformách (včetně CPU, GPU a dalších specializovaných procesorů) s využitím jediné sady programovacích rozhraní. To může usnadnit vývoj a optimalizaci aplikací pro různá výpočetní prostředí.

V Jones Farm společnosti Intel nahlédl StorageReview do zákulisí společnosti Borealis. Společnosti Intel, HPE a Argonne National Laboratory pracují na dodání superpočítače Aurora, který bude vybaven novým procesorem Xeon 4. generace a platformami GPU pro datová centra, které byly dnes oznámeny.

Borealis je dvourackový minisystém umístěný v laboratoři Jones Farm v Oregonu, který ověřuje systém Aurora a jeho nové technologie. Má stejnou architekturu a design jako Aurora a je testován za účelem ověření všech komponent softwaru a systémů kapalinového chlazení předtím, než bude systém instalován ve velkém měřítku v Národní laboratoři Argonne.

Řada procesorů/grafických karet Intel Xeon Max

Řada procesorů Intel Xeon CPU Max je prvním procesorem x86 s pamětí s vysokou propustností, který se dostal na trh, což mu umožňuje akcelerovat mnoho úloh HPC bez nutnosti změn kódu. Společnost označuje řadu Intel Data Center GPU Max za svůj procesor s nejvyšší hustotou a bude k dispozici v různých provedeních, aby vyhovovala řadě potřeb zákazníků.

Řada procesorů Xeon CPU Max nabízí v balení 64 GB paměti s vysokou propustností, což výrazně zvyšuje propustnost dat pro úlohy HPC a AI. Ve srovnání s nejvýkonnějšími škálovatelnými procesory Intel Xeon 3. generace poskytuje řada procesorů Xeon CPU Max až 3.7krát vyšší výkon v různých reálných aplikacích, jako je modelování energetických a zemních systémů. Šířka pásma procesoru je pro úlohy HPC a AI zásadní, protože často vyžadují zpracování a přesun velkého množství dat mezi procesorem a pamětí. V opačném případě může dojít k omezení výkonu systému a k delšímu zpracování.

Řada grafických procesorů Data Center GPU Max, která obsahuje více než 100 miliard tranzistorů v pouzdře se 47 dlaždicemi, přináší zvýšenou propustnost pro úlohy zahrnující fyziku, finanční služby a biologické vědy. V kombinaci s procesory Xeon CPU Max Series může platforma dosáhnout až 12.8krát vyššího výkonu než předchozí generace při spuštění molekulárně dynamického simulátoru s otevřeným zdrojovým kódem LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator).

Společnost Intel v srpnu 2022 uvedla na trh řadu datových center GPU Flex . Jedná se o kartu založenou na technologii Xe HPG, která disponuje až 16 (8 na GPU) X jádry, 16 TFLOPS a 16 GB paměti.

Intel na vyžádání

Intel On-Demand je služba, která umožňuje zákazníkům rozšířit nebo upgradovat akcelerátory a hardwarově vylepšené funkce dostupné na většině procesorů Intel Xeon Scalable 4. generace. Službu spravuje společnost Intel a poskytovatelé hardwaru a skládá se z API pro objednávání licencí a softwarového agenta pro poskytování a aktivaci licencí.

Zákazníci se mohou rozhodnout pro zakoupení funkcí na vyžádání při nákupu nebo jako upgrade po zakoupení. Společnost Intel také pracuje na modelu zavádění měření, v němž lze funkce zapínat a vypínat podle potřeby a platba je založena na využití. Zavedení aktivačního modelu s procesory Xeon 4. generace umožňuje zákazníkům vybrat si plně vybavené prémiové SKU nebo přidat funkce kdykoli během životního cyklu procesoru.

Mezi počáteční poskytovatele služeb na vyžádání patří společnosti H3C, Inspur, Lenovo, Supermicro a Variscale, přičemž Intel spolupracuje s dalšími poskytovateli na jejich plánech podpory.

DRM na úrovni čipu neboli správa digitálních práv označuje technologii řídící přístup k určitým funkcím nebo možnostem počítačových čipů. V kontextu služby Intel On-Demand by DRM na úrovni čipu mohlo být potenciálně použito k omezení přístupu k určitým funkcím nebo možnostem škálovatelných procesorů Intel Xeon 4. generace, pokud nebudou zakoupeny nebo aktivovány prostřednictvím služby On-Demand. To by mohlo mít dopad na právo na opravu, protože by to mohlo jednotlivcům nebo nezávislým opravárnám ztížit přístup k určitým aspektům systémů vybavených službou Intel On-Demand a jejich opravu.

Environmentální udržitelnost je důležitým faktorem, pokud jde o používání a likvidaci technologických produktů, včetně podnikových procesorů. I když Intel On-Demand může zákazníkům umožnit rozšířit nebo upgradovat možnosti jejich procesorů, není jasné, jaký dopad může tato služba mít na environmentální udržitelnost produktů. Vzhledem k tomu, že TDP balíčku se s aktivací nemění, může být nutné vzít v úvahu spotřebu energie nepoužívaných funkcí a potenciál pro zvýšení elektronického odpadu v důsledku upgradu nebo výměny. Pro společnosti jako Intel je zásadní, aby zvážily dopady svých produktů a služeb na životní prostředí a pracovaly na udržitelnějších řešeních.

Škálovatelný výkon 4. generace procesorů Intel Xeon Testování

Důraz škálovatelných procesorů Intel Xeon 4. generace na zlepšení efektivity vyniká v některých našich prvních benchmarkových testech. U těchto nových procesorů se uvádí, že dosahují o 53 procent (pro všeobecné výpočetní účely) vyšší efektivity než u škálovatelných procesorů Xeon 3. generace díky vylepšeným výrobním postupům a 2.9násobnému průměrnému zlepšení účinnosti na watt s využitím vestavěných akcelerátorů v cílených úlohách.

Kromě těchto vylepšení jsou čipy střední třídy nové generace stejně výkonné jako modely nejvyšší třídy minulé generace, což z nich činí cenově dostupnou volbu pro provozovatele datových center. Tyto čipy střední třídy mohou datovým centrem pomoci optimalizovat náklady a dosáhnout lepší celkové efektivity tím, že nabízejí podobný výkon jako vlajkové modely za nižší cenu.

Měli jsme několik možností, jak otestovat výkon Sapphire Rapids. Abychom demonstrovali zlepšení efektivity, otestovali jsme platformu střední třídy 4. generace s duálními procesory Xeon 8454Y (3 995 dolarů) a porovnali ji s špičkovou platformou 3. generace s duálními procesory 8380 (9 400 dolarů). Díky novým vylepšením 4. generace byl náš systém střední třídy schopen v benchmarkech držet krok s vlajkovým modelem předchozí generace.

CINEBENCH
	2 x 4. generace 8452Y (2.0 GHz x 36)	2 x 3. generace 8380 (2.3 GHz x 40)
Vícejádrové	60075	70540
Jednojádrový	841	985
Násobitel jádra	71.40x	71.63x

Benchmark renderování v Blenderu CLI
	2 x 4. generace 8452Y (2.0 GHz x 36)	2 x 3. generace 8380 (2.3 GHz x 40)
Netvor	652.526942	671.145395
Veřejné haraburdí	401.119468	407.141514
Třída	308.802541	320.507039
Celková cena	1362.448951	1398.793948

Navíc jsme v interním testu trénování modelu umělé inteligence zaznamenali přibližně 5% nárůst výkonu, který u 3. generace 8380 dosáhl 95 minut oproti 90 minutám u 4. generace 8452Y. 

Celkově vzato, vylepšení efektivity, které nabízejí škálovatelné procesory Intel Xeon 4. generace, z nich činí atraktivní volbu pro provozovatele datových center, kteří chtějí snížit spotřebu energie a náklady. Procesory pro všeobecné použití nabízejí vynikající rovnováhu mezi výkonem a efektivitou, což z nich činí solidní volbu pro širokou škálu úloh. Těšíme se na testování specifických akcelerátorů na úlohách datových center, včetně akcelerátoru ukládání dat.

Dopad na trh

Vzhledem k tomu, že se procesory Intel Xeon Scalable 4. generace konečně dodávají do podniků, poskytovatelé cloudových služeb je již nějakou dobu mají, v datových centrech stále probíhá bitva s procesory AMD Genoa . I když je na vysoké úrovni velmi snadné se podívat na obrovský počet PCI linek Genoa a prohlásit je za vítěze. Výběr správného CPU je však v dnešní době mnohem složitější. Existuje křehká rovnováha mezi cenou, energií, výkonem a kvalifikací s dalšími komponentami v systému. A nezanedbávejme důležitost pochopení pracovní zátěže, abychom ji sladili se správným CPU.

Takže dnes neexistuje jednoduchá odpověď na otázku, kdo je lepší, zda Genoa nebo Sapphire Rapids. To se bude nějakou dobu projevovat, než Dell, HPE, Supermicro, Lenovo a další uvedou systémy na trh. S nástupem nových SSD disků v serverech, podporou propustnosti Gen5 a novými vysokorychlostními síťovými a akceleračními možnostmi, jako jsou DPU , je hra v plném proudu. Nejde však o bitvu specifikací. Úkolem podnikových IT oddělení je být co nejpečlivější a nejinformovanější, aby zajistilo investice do systémů, které adekvátně podporují potřeby jejich aplikací. A to může být největší výzva ze všech. Vzhledem k tolika možnostem mohou být sofistikovaní IT partneři nyní důležitější než kdy jindy.