Intel har förbättrat mikroarkitekturen hos sin serverprocessor Xeon. Resultatet är upp till 80 procents bättre prestanda vid samma effektförbrukning, jämfört med föregångaren.

För några år sedan införde Intel en strategi som går ut på att företaget vart annat år skall introducera en ny generation av processgeometri (d v s minska strukturernas dimensioner ett steg). De mellanliggande åren skall man utnyttja den nu förhoppningsvis stabila och inarbetade processen till att införa en ny mikroarkitektur.
Strategin har hittills varit mycket framgångsrik. Men man kan fråga sig hur länge det går att fortsätta med tanke på de allt svårare tekniska problem och alltmer enorma kostnader som varje ny processgeneration medför.

Bättre mikroarkitektur
För ett år sedan började Intel tillverka Xeon-processorer i sin nya 32 nm processgeneration. Nyligen presenterade man en ny Xeon-serie baserad på samma process, men med en förbättrad mikroarkitektur som både ger högre prestanda och lägre effektförbrukning.

Thomas Melzer från Intel förevisar en fullproppad, Xeon-baserad PC. Tack vare låg effektförbrukning och vattenkylning är datorn nästan helt tyst. (Foto: Anders Ljungström)

Den nya produktfamiljen Xeon E5-2600 tillhör klassen EP (Efficient Performance), vilket betyder att den prestandamässigt ligger i mitten bland Xeon-processorerna.
Xeon E5-2600 finns i versioner med 2, 4, 6 eller 8 kärnor. Två processorer kan samarbeta i dubbla socklar, vilket ger 16 kärnor. Med funktionen Hyper-threading kan varje kärna exekvera två trådar, vilket gör att ett processorpar kan hantera upp till 32 trådar samtidigt.
För kommunikation mellan processorer använder Intels mest avancerade processorer en datalänk kallad QPI (QuickPath Interconnect). Nytt i Xeon E5-2600 är att processorn har dubbla QPI, vilka vardera har en kapacitet på upp till 8 gigatransfereringar/sekund.

Enkelt blockschema över Xeon E5-2600. Nya funktioner är rödmarkerade.

Minneskapaciteten har ökats genom att man nu kan använda upp till fyra kanaler med 1600 MHz DDR3-minne. För kommunikation med omvärlden finns nu integrerat PCI Express 3.0 med upp till 40 banor per sockel. PCIe-systemet sitter på samma ringbuss som förbinder processorkärnorna, vilket ger mycket snabb access till anslutna enheter.

Skriv direkt i cache
En ny funktion kallad Data Direct I/O (DDIO) gör att externt anslutna enheter kan läsa/skriva data direkt i processorns cacheminne, utan att behöva gå via huvudminnet. Detta ger väsentligt förkortade latenstider.
Intel Turbo Boost är en funktion som gör att en eller flera processorkärnor tillfälligt kan överklockas om andra kärnor har låg belastning eller går på tomgång. Funktionen har förbättrats, bl a med ökad intelligens som utnyttjar den tillgängliga effekten bättre.

Xeon E5-2600 är uppbyggd av 2,26 miljarder transistorer på en yta av 416 mm².

För att i än högre grad utnyttja effekten i serversystem har Intel utvecklat hjälpprogrammen Node Manager och Data Center Manager. Programmen övervakar den aktuella effektförbrukningen och kan vid behov begränsa vilka resurser olika delar av systemet skall få tillgång till.
Vidare finns Advance Vector Extensions, en uppsättning instruktioner som i vissa fall kan fördubbla antalet flyttalsoperationer per klockcykel i beräkningsintensiva tillämpningar.
Alla dessa nyheter och förbättringar kan enligt Intel ge upp till 80 procent högre prestanda vid samma effektnivå, jämfört med föregående generation.
Anders Ljungström

Filed under: Mikroprocessorer