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Números enormes: Intel Xeon Scalable Processor, o “Um Chip” para todos governar

Considerada a maior evolução nesta década, o novo Intel Xeon Scalable vem com a proposta de ser uma ferramenta de mudança para um mundo em rápida transformação.

A intel anunciou hoje a chegada na nova linha de processadores Xeon Scalable (codinome Skylake-SP “Purley”)…

,,,que sucede a atual linha Brickland/Grantley-EP no segmento de servidores com mais de um soquete:

Segundo Lisa Spelman VP e gerente geral de marketing do grupo de Xeon e Data Center da Intel, existe a percepção de que existem mudanças sísmicas ou até mesmo disruptivas nos negócios de seus clientes, impulsionada por uma onda de transformação digital que está acelerando dramaticamente a maneira com que criamos, coletamos, transmitimos e processamos dados…

…sendo que para enfrentar esses novos desafios a Intel desenvolveu uma nova plataforma coesa e unificada que combina recursos de computação, armazenamento e rede capaz de oferecer capacidades ainda maiores a custos igualmente menores para datacenters…

viabilizando assim uso dessas novas tecnologias em qualquer insústria que precise processar imensas quantidades de informação tanto local quanto remotamente com o objetivo de entregar serviços digitais da maneira mais ágil e segura possível:

E por quê “scalable”? A idéia por trás desse nome é que a empresa não quer só promover o novo Xeon como um chip, e sim como parte de uma plataforma integrada que agrega todo um conjunto de soluções de hardware, software e serviços com foco na chamada “escalabilidade”:

E para marcar essa grande mudança, o pessoal de marketing da Intel decidiu reformular a estratégia de marca desse produto, abandonando o tradicional sistema “BMW” baseado em números impares (E3, E5, E7) em favor de um novo esquema baseado no “valor” de metais nobres (platina, ouro, prata e bronze)…

… complementado por uma sequência numérica de 6 números (ou diferenciadores) onde o primeiro dígitos designam o nível do SKU, o segundo a geração do mesmo (começando pelo Skylake-SP = 1) e o terceiro e quarto dígitos a designação do SKU do processador propriamente dito. Se necessário, esses 4 dígitos serão seguidos de um código de até dois dígitos que identificam recursos adicionais:

Baseado nisso, o modelo topo de linha passa a ser o processador Xeon Platinum 81xx que pode vir equipado com até 28 núcleos de processamento e ser instalado em sistemas de até 8 soquetes, totalizando até 448 núcleos de processamento em um único servidor. Sendo ele mais indicado para sistemas de missão crítica, virtualização de ambientes, criação de núvens híbridas e até a execução de aplicações de data analytics em tempo real:

Já a linha Xeon Gold 61xx (até 22 núcleros e processamento) e Xeon Gold 51xx (até 14 núcleos) são produtos mais voltados para uso geral e aplicações mainstream…

… enquanto que o Xeon Silver 41xx é um produto mais simples, voltado para servidores de até 2 soquetes e cargas de trabalho mais moderadas. Finalmente o Xeon Bronze 31xx é o produto de entrada mais voltado para o segmento de valor e aplicações com carga de trabalho mais leves:

Inicialmente a Intel irá disponibilizar um total de 52 SKUs sendo 16 deles otimizados para máximo desempenho, 19 otimizados para ofecer uma melhor relação de desempenho x watt…

… mais nove SKUs voltados para uso extendido e que atendem as especificações térmicas do padrão NEBS (Network Equipment Building System)…

… e finalmente sete SKUs equipados com o chamado Intel Omni-Path Architecure (OPA) Fabric:

Aqui um exemplar do novo Xeon …

… compatível com o soquete LGA 3647 ou Socket P, por sinal, o mesmo usado pelo Xeon Phi.

Aqui temos outro tipo de encapsulamento (SKL-F package) equipado com o curioso conector Omni-Path Host Fabric Interface (HFI)…

… que permite ligar o barramento OPA (Omni-Path Fabric) do processador diretamente à um módulo QSFP por meio de um barramento PCIe x16:

Tecnicamente falando, essa nova plataforma SkyLake-SP “Purley”…

…substitui as atuais plataformas Xeon E7 “Brickland” e E5 “Grantley-EP” por uma única microarquietura mais focada no processamento de informações (ou data-centric)…

… de modo que ele pode vir equipado com até 28 núcleos físicos (ou 56 com HT) com 1 MB de cache L3, até 38,5 MB de cache LLC não inclusivo, até 3 portas UPI (UltraPath Interconnect, sucessor do QPI) de 10,4 GT/s, barramento PCIe 3.0 de 48 vias e o mais interessante — seis canais de memória DDR4 2666 contra quatro do Xeon E5-2600 v4:

Fora isso, o novo chip incorpora uma nova tecnologia de interconexão do tipo Mesh, subsistema de memória melhorado e I/O modular com seus dispositivos integrados, tecnologia Intel Speed Shift, suporte para o novo set de instruções Intel AVX-512 (64 SP flops/ciclo ou 32 DP flops/ciclo por núcleo, o dobro do seu antecessor)…

… que pode até ser usada para acelerar aplicações de Inteligência Artificial/aprendizado de máquina. Neste caso, vale a pena observar que a Intel reconhece que essa plataforma talvez não seja a mais veloz se comparada com as soluções da concorrência, mas eles defendem a idéia de que, no caso deles é possível executar tais aplicações num hardware de uso geral de maneira aceitável dispensado assim o uso de placas aceleradoras.

Fora isso, essa plataforma também traz melhorias no seus recursos de virtualização e segurança como o MBE (Mode Based Execution), PPK (Page Protection Keys) , MPX ( Memory Protection Extension) e itens opcionais como o barramento Omni-Path (Intel OPA). Já o seu TDP varia de 70~205 Watts.

No geral, a empresa afirma que sua nova plataforma oferece ~10% a mais de desempenho em aplicações de números inteiros se comparado com seu antecessor rodando na mesma frequência:

Outra grande novidade do Skylake-SP é a sua nova arquitetura de interconexão do tipo Mesh que interliga os diversos componentes por meio de uma rede na forma de matriz…

… ao contrário do seu antecessor que adotava uma arquitetura na forma de anel (embaixo) que obrigava alguns dados a dar literalmente “uma volta no chip”para chegar no seu destino. Segundo a empresa, esse novo arranjo facilita a escalabilidade do processador, aumentando a largura de banda para o tráfego de dados ao mesmo tempo que reduz o tempo de latência.

No jargão da indústria, a versão de núcleos do Skylake-SP e chamado de XCC (Extreme Core Count) e do mesmo modo, esse novo chip também tem versões HCC (high core count) e (LCC) Low Core Count:

Aqui uma visão das diversas opções de configuração desse processador em sistemas de 2, 4 e 8 soquetes interconectados por 2 ou 3 barramentos UPI:

Junto com o Skylake-SP a Intel também está introduzindo um novo PCH (Platform Controller Hub) Intel 620 “Lewisburg”

… que irá suceder a atual série 610 “Wellsburg”:

Trata-se de um chipset bastante versátil (disponível em várias versões) e que pode ser implementado de diversos modos…

… e além de incorporar melhorias incrementais (recursos maiores e/ou mais velozes), ele também traz novos recursos, entre eles o chamado Innovation Engine (uma nova tecnologia que permitirá aos integradores orimizarem o firmware dos seus sistemas), suporte para NVM Express e, em especial a segunda geraçào do Quick Assist Technology que acelera tarefas como compressão/descompressão e criptografia de dados. Segundo a empresa essa implementação no Lewisburg chega a ser de 50~70% mais veloz que o chipset 8955 “Coleto Creek”:

Com relação ao desempenho, a empresa afirma que sua nova plaforma Skylake-SP oferece um ganho médio de 1,65x se comparado com seu antecessor, rodando diversas aplicações e benchmarks em sistemas com dois soquetes…

… e um ganho médio de 1,5x em sistemas de quatro soquetes:

Em aplicações de alto desempenho (HPC) essa média chegou a 1,63x:

Sob o ponto de vista das empresas, a chegada de uma nova plataforma não vem só com a promessa de mais do mesmo (só que um pouco mais rapidinho) e sim de uma combinação de novos recursos, como por exemplo uma maior densidade de núcleos de processamento por servidor, o que permite um suporte a um número também maior de máquinas virtuais, o que pode chegar a uma densidade de até 4,8 máquinas por 1 se comparado com um sistema de 4~5 anos atrás…

… o que pode representar uma redução de custos de até 65% se levarmos em consideração a aquisição de licensas de software e os custos de manutenção dos sistemas e da infraestrutura do datacenter.

Com relação a disponibilidade de preço a Intel deve divulgar essa informação em breve.

Fiquem ligados!

 

Bonus Track:

No mês passado, fomos convidados pela Intel para participar de um workshop de pré-lançamento do Purley no JF Conference Center localizado no Jones Farm Campus da empresa em Hilsboro no grande estado do Oregon

… onde passamos dois dias bem divertidos junto com mais uns 30~40 jornalistas de todo o mundo para conhecer melhor esse novo chip…

… além de ter contato com equipamentos bem interessantes que a gente não costuma ver nas lojas e muito menos fora de um servidor:

Mas é claro que a estrela do evento foram os servidores basedos no Skylake-SP que pudemos ver já funcionando em cores e ao vivo:

Esse sistema em especial estava equipado com quatro processadores Intel Xeon Platinum 8180 (28 núcleos com HT de 2,5 GHz e 38,5 MB de cache) totalizando 224 processadores lógicos, 768 GB de SDRAM DDR4 2666 e um disco SSD de 2,5″ Intel S3710 de 1,2 TB. Ele estava sendo alimentado or uma fonte dupla de 1.600 watts:

Ele estava rodando Linux Ubuntu 16.04 LTS e rodando MP_LINPAK:

Já esse outro é um sistema mais “modesto”…

… equipado com dois processadores Xeon Platinum 8180, equipado com 112 processadores lógicos, 384 GB de RAM e um disco SSD de 2,5″ Intel S3710 de 800 GB. Ele estava sendo alimentado or uma fonte dupla de 1.100 watts:

Este servidor já estava rodando o Windows Server 2012 R2…

… onde pudemos conferir que ele contava com 112 núcleos ativos:

Ele por sinal estava rodando o Cinebench R15 com alguns resultados bem curiosos diga-se de passagem:

Wai-wai!

 

Disclaimer: Mário Nagano viajou para Hilsboro a convite da Intel. As fotos bacanas (e a idéia de jantar um hambúrguer de alce) são dele mesmo.

 

Desde o século passado Mario Nagano analisa produtos e já escreveu sobre hardware e tecnologia para veículos como PC Magazine, IDGNow!, Veja e PC World. Em 2007 ele fundou o Zumo junto com o Henrique assumindo o cargo de Segundo em Comando, Editor de Testes e Consigliere.