A következő generációs Xeon Scalable processzorokkal kapcsolatban már elég sok információ kiszivárgott a különböző pletykák jóvoltából, ám nemrégiben hivatalos részletek is napvilágot láttak, ugyanis az Intel illetékesei a HotChips 2023 alkalmával betekintést engedtek az érkező processzorok „mélylélektanába”, vagyis abba, milyen tulajdonságokra és újításokra számíthatunk architektúra terén.
Csepegnek a részletek az újdonságokkal kapcsolatban
A következő generációs szerverprocesszorok között megtaláljuk a Sierra Forest és Granite Rapids családok tagjait, amelyek között elég sok különbség lesz mind célterületek, mind pedig felépítés terén. A Sierra Forrest a következő generációs, energiahatékonyságra optimalizált processzormagokban rejlő lehetőségeket kamatoztatja, ezzel szemben a Granite Rapids már a teljesítményre optimalizált processzormagokra épülhet, így a klasszikus Xeon Scalable kínálatra emlékeztethet. A következő év folyamán érkező szerverprocesszorok a nemrégiben bemutatott Sapphire Rapids modellekhez hasonlóan chipletes felépítést alkalmaznak majd, itt viszont már fejlettebb gyártástechnológiák juthatnak szerephez. A két IO chiplet mindkét esetben Intel 7 gyártástechnológiával készül, míg a processzormagokat tartalmazó chipleteket az Intel 3 gyártástechnológia alkalmazásával készítik el. Mindkét friss fejlesztés a Birch Stream platformban foglalhat helyet, ahol I/O kompatibilitás, memória, processzorfoglalat és firmware tekintetében egyaránt lesz átjárás a két család között, sőt, igazából szoftveres támogatás terén is elmondható ugyanez, vagyis a vásárlók igényeiknek megfelelően használhatják egyik vagy másik sorozat tagjait az adott platformon belül.
Az Intel természetesen sokat vár a két új fejlesztéstől, ugyanis a Granite Rapids esetében 2x-3x nagyobb teljesítmény elérésére lesz lehetőség a vegyes AI terhelésformák esetében, ami részben a 2,8x-os memória-sávszélesség növekedésnek is köszönhető. Ezzel egy időben az E-Core típusú processzormagok köré épülő Sierra Forest modellek is jókora előrelépést hoznak, hiszen rack-sűrűség terén 2,5x-ös, míg wattonkénti teljesítmény tekintetében 2,4x-es javulást hozhatnak. Az összehasonlítás alapját mindkét esetben a 4. generációs Xeon Scalable processzorok, vagyis a Sapphire Rapids sorozat tagjai adták.
Célkeresztben az új architektúrák köré épülő processzormagok
A Sierra Forest modelleknél, amelyek csak és kizárólag E-Core típusú processzormagokat tartalmaznak, a Sierra Glen architektúra jut szerephez, ami elsősorban a konténerben futó környezetek, illetve a natív felhős környezetek számára jöhetnek jól, illetve minden egyéb olyan terhelésformánál, amelyek képesek profitálni a nagy mennyiségű processzormagból. Ezek az új processzormagok kettő- vagy négymagos fürtökben foglalnak helyet, pont azért, hogy az Intel különböző konfigurációkat készíthessen velük, így eltérő piaci igényeket is kielégíthet az egyes processzortípusokkal.
Például van lehetőség arra, hogy a magonkénti L2 Cache kapacitása nagyobb legyen és a magonként elérhető teljesítmény is növekedjen, hála a kétmagos moduloknak, ahol egy-egy processzormagra több teljesítmény juthat a több tápellátás jóvoltából. Minden egyes ilyen processzormag-fürt esetében ugyanakkora órajelen és magfeszültségen üzemelnek majd az egyes magok, és egy-egy teljes fürtre maximum 4 MB-nyi L2 Cache, illetve 3 MB-nyi L3 Cache juthat. Az L1 Cache kapacitása a korábbihoz képest duplájára, azaz 64 KB-ra növekszik.
Ahogy azt megszokhattuk, az E-Core részleg nem kap Hyper-Threading támogatást, valamint az AMX és az AVX-512 utasításkészletet sem támogatják majd. Cserébe lesz AVX10 támogatás, valamint az AVX-IFMA és az AVX-DOT-PROD-INT8 utasításkészlet támogatása is rendelkezésre áll a BF16 és az FP16 mellett.
Ezzel szemben a Granite Rapids modellek már csak és kizárólag P-Core típusú, azaz teljesítményre hangolt processzormagokkal gazdálkodhatnak majd, amelyek ezúttal a Redwood Cove architektúra köré épülnek. Ezeknél a processzormagoknál ugyancsak megduplázták az elsőszintű utasítás gyorsítótár kapacitását, így az szintén 64 KB-os lesz, ami segít az adatközpontok szegmensére jellemző terhelésformák kezelésének javításában. Az L2 Cache magonként 2 MB-os, míg az L3 Cache magonként 4 MB-os lesz. Ezeknél a processzorkagoknál fejlődött az elágazás-becsléseket végző motor, valamint a lebegőpontos számítási teljesítmény is javult, hála annak, hogy az FP műveleteket már 4 és 5 helyett 3 ciklus alatt végzi el a rendszer, ami jótékonyan hat az órajelenként végrehajtható műveletek számára (IPC). Az új processzormagok egyebek mellett tápellátás-menedzsment terén is fejlődnek, ami javíthatja az energiahatékonyságot.
Bonyolultabb csempés felépítés jön, mint amit a Sapphire Rapids modelleknél megszokhattunk
Az Intel a Sapphire Rapids család esetében négy darab chipletre, illetve csempére osztotta fel a dizájnt, ez a Sierra Forest és a Granite Rapids esetében bonyolultabbnak ígérkezik. Az új processzoroknál az I/O funkciókat két darab HSIO chiplet kezeli, mindketten Intel 7 gyártástechnológiával készülnek majd, ami segít egyensúlyt teremteni költségek, fogyasztás, illetve teljesítmény terén. Ezzel szemben a memóriavezérlők és a processzormagok saját dedikált chipletekbe kerülnek majd, fejlettebb gyártástechnológiát használva. Ezzel a módszerrel a memóriavezérlő közelebb kerül a processzormagokhoz, ami segíthet a késleltetés csökkentésében, illetve a memória-alrendszer teljesítményének akár jelentős mértékű növelésében is.
Maguk a HSIO lapkák, amelyek a különböző I/O vezérlőket tartalmazzák, a chip tokozásának felső és alsó részén foglalnak helyet, közöttük pedig EMIB összekötők teremtenek kapcsolatot, de hogy pontosan hány sávon keresztül, az egyelőre nem derült ki. A két HSIO lapka között kettő vagy három darab Compute Die kap majd helyet, amelyek a processzormagokat és a memóriavezérlőket tartalmazzák.
A Compute Die részleg minden esetben csak egyfajta processzormag-típust tartalmazhat, azaz a Granite Rapids esetében Redwood Cove, míg a Sierra Forest esetében Sierra Glen architektúra köré épülő processzormagok állnak majd rendelkezésre. Olyan szerverprocesszorok egyelőre nem készülnek, amelyek P-Core és E-Core részleggel egyaránt rendelkeznek ugyanazon a tokozáson belül. A Compute chipleteknél az Intel 3 gyártástechnológiája jut szerephez, ami EUV rétegekkel is dolgozik majd, valamint olyan nagy sűrűségű könyvtárakat is tartalmaz, amelyek az Intel 4 esetében nem érhetőek el. Érdekesség, hogy a Granite Rapids modellek eredetileg az Intel 4 gyártástechnológiával készültek volna, de az Intel csapta időközben Intel 3 csíkszélességre akart váltani, így a fejlesztés debütálása 2023 helyett 2024-re csúszott, de a 2024-es rajtot a jelek szerint már sikerül tartani.
A Granite Rapids modellek lényegében klasszikus Xeon Scalable processzoroknak tekinthetőek, amelyek csak és kizárólag teljesítményre hangolt processzormagokat tartalmaznak majd. Mindegyik processzormagokhoz 2 MB-nyi L2 Cache és 4 MB-nyi L3 Cache társul majd, azt viszont nem árulta el a gyártó, magszám terén pontosan meddig skálázódik a dizájn. Annyi kiderült, hogy az új processzorok akár nyolcutas szerverek építésére is használhatóak lesznek, vagyis egyetlen szerver akár nyolc darab Granite Rapids processzort is tartalmazhat.
A Sierra Forest processzorok esetében már csak energiahatékonyságra optimalizált processzormagokkal találkozunk, amelyek kisebb kivitelben érkeznek és már nem is a teljesítményre hangolt dizájnokat veszik célba, hanem az ARM alapú központi egységeket, amelyek egyre népszerűbbek az adatközpontok szegmensében. Az E-Core típusú processzormagok kettő- vagy négymagos fürtökben foglalnak helyet a rendszerben, az adott fürt viszont minden esetben csak maximum 4 MB-nyi L2 Cache és maximum 3 MB-nyi L3 Cache társaságában működhet. A Sierra Forest processzoroknál nem titok a maximális magszám, ezek a processzorok akár 144 magos kivitelben is elérhetőek lesznek. A fejlesztés során a legfőbb szempont az volt, hogy a végső termékek energiahatékonyság, helykihasználás, illetve teljesítménysűrűség terén minél jobbak lehessenek. A magas magszámmal rendelkező Sierra Forest processzoroknál minden egyes Compute chiplet maximum 48 processzormaggal rendelkezhet majd. Ezek a termékek várhatóan egy- és kétutas konfigurációkban kaphatnak helyet, TDP terén pedig akár 200 W-ra is lehet számítani.
Érdekes lesz, hogy az egyes Compute chipletek esetében modellenként változó méretekkel találkozhatunk, az egyetlen Compute chiplet köré épített termékeknél pedig nagyobb magfürtökkel találkozhatunk. Ezzel egy időben az egyes Compute chipleteknél elérhető memóriacsatornák számában is lesznek különbségek. Az egylapkás dizájnoknál három memóriavezérlőt használnak majd, míg a kettő vagy több Compute lapkából felépített modelleknél már darabonként kettő memóriavezérlő állhat rendelkezésre.
A magtípustól függetlenül minden Compute lapka tartalmazza a processzormagokat, az L2 és L3 gyorsítótárat, valamint az összekötőt és a Caching Home Agent névre keresztelt funkciót. Minden lapka végein találunk még DDR5-6400 MHz-es memóriatámogatást kínáló memóriavezérlőket is, amelyek maximum 12 memóriacsatornát kínálhatnak, természetesen csatornánként egy vagy két memóriamodul támogatásával. A DDR memória mellett akár MCR memória is használható, ami a normálhoz képest 30-40%-kal magasabb memória-sávszélességet biztosít.
Az egyes Compte lapkák esetében az L3 Cache osztott lesz az összes többi processzormaggal, amit egy logikailag monolitikusnak tekinthető hálós kapcsolat biztosít. Az L3 Cache igény szerint akár particionálható NUMA al-fürtökbe is, ami segít a késleltetés optimalizálásában bizonyos terhelésformák esetében. A mesh igazából egy nagy egységesített megosztott gyorsítótárrá fogja össze az L3 Cache szeleteket, ennek kapacitása pedig akár fél gigabájtnál is több lehet, azaz közel ötször akkora, mint ami a Sapphire Rapids esetébe elérhető. A lapkák közötti kapcsolat akár 1 TB/s feletti is lehet.
A tokozás részét képező HSIO lapkák, amelyekből kettő áll rendelkezésre, összesen 136 darab PCI Express 5.0-s sávot tesznek elérhetővé a rendszer számára, amelyek akár CXL 2.0-s eszközök kiszolgálására is képesek – utóbbi az egyes, kettes és hármas típusú eszközökre is vonatkozik. A HSIO lapkák összesen maximum 6 darab UPI linket kínálnak, ami 144 sáv meglétét jelenti, de ezzel egy időben a tömörítéssel, kriptográfiával, illetve adatstreameléssel kapcsolatos gyorsítókat is tartalmaznak, valahogy úgy, ahogy a Sapphire Rapids esetében már láthattuk. Minden egyes HSIO lapka külön tápvezérlő áramkörrel rendelkezik, ami menedzseli a Compute chipleteket, igaz, az egyes Compute chipletek még külön tápvezérléssel is rendelkeznek, amelynek köszönhetően egymástól függetlenül is működhetnek, amennyiben szükséges. Az új processzoroknál már nem követelmény a platformvezérlő hub (PCH), a processzorok önmaguktól is képesek bootolni, amiben az AMD EPYC sorozatának tagjaira hasonlítanak.
Az útiterv
Szóba került az is, hogyan áll a vállalat útiterv terén, vagyis a terveknek megfelelően jelennek-e meg az egyes termékek, vagy számíthatunk-e csúszásra. Jó hír, hogy csúszásoknak jele egyelőre nincs, a terveknek megfelelően érkeznek az új fejlesztések. Ez a Sierra Forest esetében azt jelenti, hogy a következő év első félévében megjelenhet kereskedelmi forgalomban, majd nem sokkal később a Granite Rapids is tiszteletét teheti a piacon.
A nagyteljesítményű szerverprocesszorok piacán jelenleg a tavaly megjelent AMD EPYC Genoa és az idén piacra dobott Sapphire Rapids processzorok feszülnek egymásnak, de az év negyedik negyedévében az Intel Emerald Rapids processzorai is megjelennek. Utóbbiak az Intel ígéretei szerint több processzormaggal és magasabb órajelekkel büszkélkednek majd. Az AMD nemrégiben tette elérhetővé a Genoa-X processzorokat, az Intel háza táján pedig a HBM memóriával ellátott Xeon Max processzorok jelentek meg nemrégiben. Jövőre az AMD már a Turin modellekkel készül, így az Intel Granite Rapids processzorainak azokkal az Epyc sorozatú szerverprocesszorokkal kell versenyezniük.
Az energiahatékonyságra kigyúrt processzormagokkal érkező Sierra Forest processzorok természetesen nem a Turin, hanem a Bergamo modellek ellen vehetik fel a versenyt, amelyek Zen 4c processzormagokkal rendelkeznek és igazából már jelen is vannak a piacon. Ezek a modellek az Intel térfeléről csak 2024 első felében kapnak kihívókat, ahogy fentebb már említettük. Noha az AMD háza táján az 5. generációs EPYC szerverprocesszorok még 2024 vége előtt megjelennek, a második generációs Zen 4c alapú modellekről még nem esett szó. Az Intelnél ezzel szemben a második generációs E-Core alapú szerverprocesszorok már biztosan érkeznek 2025-ben, és ezek a Clearwater Forest kódnevet viselik majd.
