Новые серверные процессоры AMD Epyc 7003 (Milan) и Intel Xeon (Ice Lake-SP)


Мне кажется, что от 2021 года мир ожидал чуть-чуть другого развития событии, во всяком случае нам в компании так казалось. В частности, мы думали, что будем вспоминать карантин и прочие ограничения 2020 года как прошедшие уникальные события, но оказалось, что и 2021 и возможно следующие годы еще долго будут напоминать различными факторами то в одной сфере нашей жизни то в другой.

В марте и апреле текущего года AMD и Intel соответственно представили обновленные серверные процессоры, а Intel даже изменил платформу и сокет. Эти события были запланированы, и мы ожидали обычный плавный переход на новые решения и даже разместили заказа на новые материнские платы X12D от Supermicro под процессоры Xeon Ice Lake-SP и процессор Epyc третьего поколения, с кодовым названием Milan. Но в какой-то момент все пошло не по плану, к концу весны 2021 года с выводом новой криптовалюты Chia начали пропадать с рынка жесткие диски больших объемов и быстрые SSD. Цены на эти детали стали расти с огромной скоростью. Затем нам сообщили, что нам не могут отгрузить детали к новой платформе. На тот момент нам не показалось это чем-то необычным, платформы новые и еще не доступны полноценно, хотя во всю шли разговоры о дефиците комплектующих в кремниевой индустрии. Сказались сразу несколько факторов: отложенный спрос, простой фабрик в период пандемии и небывалая засуха в Тайване.

В итоге получилось так, что к концу летам нам еще не удалось в живую протестировать новые процессора как от AMD так и от Intel, мало того, есть проблемы с отгрузкой даже платформ ранее генерации. Шторм дефицита комплектующих набрал свою силу и говорят будет бушевать как минимум до конца текущего года. Закон спроса и предложения никто не отменял, поэтому отсутствие предложения при огромном спросе вызвало и поднятие цена почти на весь спектр комплектующих используемых в серверах. Даже такие компании как Samsung, которые по идее не должны ощущать дефицит комплектующих, ибо сам их и производит не смог обеспечить себя в полном объеме необходимыми деталями и был вынужден отменить некоторые модели к выпуску.

Поэтому придется изучать новые процессора и платформы по сухим данным, которые нам предоставили производители. Начинать думаю нужно в хронологическом порядке. И так, AMD представила новые процессора Milan построенные на архитектуре Zen3, которые можно назвать следующим этапом развития линейки. Каких-то кардинальных изменений не произошло. Даже совместимость с предыдущими платформами сохранилась, т.е. речь идет о платформах поддерживающих процессоры Rome, это линейка Epyc 7002. В линейке Supermicro это материнские платы серии H12. Сообщается, что более ранняя линейка плат для платформы Naples (H11 по модельному ряду Supermicro) не будет поддерживать новые процессора. Хотя она то и процессоры Rome поддерживала с ограничениями, в частности был недоступен интерфейс PCI-E 4.0.

Новая линейка процессоров от AMD получила больше ядер и в некоторых моделях подросли тактовые частоты, за ними выросли цены и тепловой пакет. Переход на новую архитектуру Zen3 позволил увеличить IPC производительность почти на пятую часть по сравнению с предыдущей линейкой. В первую очередь за счет оптимизации внутри архитектуры. Новые CCX модули теперь слеплены целиком из 8 ядер и имеют общий кэш в третьего уровня равный 32Мб. Это позволило избавиться от задержек, которые ранее формировались между блоками четырех ядерными блоками CCX связанными шиной Infinity Fabric. Причем благодаря различным комбинациям этим модулей АМД может создавать различные модели процессоров под разные задачи. Более высокочастотные модели, но с меньшим кол-во ядер или наоборот многоядерные модели, но с низкими тактовыми частотами, но уже блоками по 8 ядер.

Линейка актуальных процессоров представлена ниже:

Технические характеристики и цены AMD EPYC 7003
МодельЯдраПотокиБазовая частота, ГГцBoost-частота, ГГцTDP, ВтcTDP Min, ВтcTDP Max, ВтОбъём L3-кеша, МбайтКаналы памяти DDR4Частота памяти (1DPC)Линии PCIe 4.0Цена (1Ku)
7763641282,453,5028022528025683200x128$7 890
7713641282,003,67522522524025683200x128$7 060
7713P641282,003,67522522524025683200x128$5 010
7663561122,003,5024022524025683200x128$6 366
764348962,303,6022522524025683200x128$4 995
754332642,803,7022522524025683200x128$3 761
7543P32642,803,7022522524025683200x128$2 730
751332642,603,6520016520012883200x128$2 840
745328562,753,452252252406483200x128$1 570
744324482,854,0020016520012883200x128$2 010
7443P24482,854,0020016520012883200x128$1 337
741324482,653,6018016520012883200x128$1 825
734316323,203,9019016520012883200x128$1 565
731316323,003,7015515518012883200x128$1 083
7313P16323,003,7015515518012883200x128$913
F-серия (оптимизация по частотам и объёму L3-кеша)
75F332642,954,0028022528025683200x128$4 860
74F324483,204,0024022524025683200x128$2 900
73F316323,504,0024022524025683200x128$3 521
72F38163,704,1018016520025683200x128$2 468

Так же была доработана система безопасности, в частности были оптимизированы методы шифрования и работы с оперативной памятью, что позволило еще больше изолировать отдельные блоки памяти виртуальных машин.

В целом, линейка процессоров стала выглядеть еще лучше, сильные стороны подтянули, слабые же остались как минимум на том же уровне. Если сравнивать новые процессоры AMD c линейкой Intel Xeon Cascade Lake Refresh, то сразу же бросается в глаза ряд преимуществ, это и 8 канальный контроллер памяти с шиной на 3200Мгц во всей линейке семейства и 128 линии PCI-E и высокая плотность ядер на сокет, которая позволяет создавать бюджетные однопроцессорные конфигурации, но с хорошими процессорными мощностями.

Реальное применение AMD

Но здесь начинают всплывать нюансы, которые не видны за этими промо материалами, когда мы окунаемся в реальность и пытаемся собрать недорогой сервер с одним хорошим процессором, ядер ведь много зачем городить два процессора в 1U? То неожиданно, приходит понимание, что заказчик планирует использовать RAID, причем бюджетный на SATA. Портов как бы можем держать то 16 для таких устройств, но распаяли 8, а функции RAID не завезли и нужно докупать пусть и простой, но дополнительный контроллер. Вроде есть огромное кол-во линии PCI-E, но нет аналога VROC. Да и сама платформа, от нашего любимого Supermicro в один процессор получается дороже аналогичной для Intel. Вот и выходит, что AMD становится интересным в среднем ценовом сегменте и выше, а здесь у Intel есть уже свои киллер фичи, такие как 4-х процессорная конфигурация, оперативная память Optane оптимизация всего и вся под свои платформы. А с выходом новой линейки процессоров Xeon Ice Lake-SP все это будет выглядеть еще ярче.

Пусть даже это требует переход на новый сокет. В серверах очень редко встречается такая ситуация, когда заказчик вдруг решил модернизировать процессора, обычно к этому времени, когда клиент решился на модернизацию, целесообразнее купить уже новую платформу или обновиться на топы в своей линейке, чтобы ничего сильно не менять. Благо, что к тому моменту, когда это наступает, обычно топовые когда-то процессора становятся доступнее младших моделей современной линейки. Конкретный пример: у нас часто находятся заказчики, которые меняют купленные когда-то Xeon E5-2620v3 на топовые E5-2690v4 оставаясь в рамках своей платформы. А вот если у вас когда-то уже были E5-2699v4, целесообразнее прыгнуть сразу на платформу Scalable.  

Путаница с Cooper-Lake и Ice Lake SP

В ответ на выходки AMD, Intel представляет полностью обновленную линейку Intel Xeon на Socket 4189 c кодовым названием Ice Lake-SP, на самом деле на этом сокете ранее уже выходили процессоры Cooper Lake, это какое-то промежуточное поколение между Cascade Lake Refresh и Ice Lake-SP, причем в линейке процессоров Cooper Lake были только 4 и 8 процессорные модели из линейки Gold и Platinum и они не совместимы с платами которые будут выпущены под процессоры Ice Lake-SP хоть и имеют одинаковый сокет и цифровое поколение. Эти процессора можно узнать по префиксам H или HL в конце названии модели. Это важно. Сами по себе эти процессоры действительно выглядят промежуточно, они выполнены по литографии 14 nm, но уже поддерживают PCI-E 4.0 и модели Platinum могут работать с памятью на шине до 3200Мгц. Модели имеют до 6 UPI, что делает возможным построение платформ с 4 и 8 центральными процессорами. Большой объем работ был произведен в области оптимизации процессоров для работы с машинным обучением, внедрены новые блоки, а объем поддерживаемой оперативной памяти вырос до 4,5ТБ у некоторых моделей. Т.е. эти процессора это такой задел для больших и очень мощных серверов, которые могут выполнять огромный спектр задач с высокой нагрузкой и не спасовать переда задачами ИИ, которые в последнее время на себя брали только видеокарты.

Так выглядит модельный ряд процессоров Cooper Lake

Процессор Intel® Xeon® Gold 5318H
(24,75 МБ кэш-памяти, 2,50 ГГц)
183,80 GHz2,50 GHz24,75 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8380H
(38,5 МБ кэш-памяти, 2,90 ГГц)
284,30 GHz2,90 GHz38,5 MB
Процессор Intel® Xeon® Gold 6328H
(22 МБ кэш-памяти, 2,80 ГГц)
164,30 GHz2,80 GHz22 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8360H
(33 МБ кэш-памяти, 3,00 ГГц)
244,20 GHz3,00 GHz33 MB
Процессор Intel® Xeon® Gold 5320H
(27,5 МБ кэш-памяти, 2,40 ГГц)
204,20 GHz2,40 GHz27,5 MB
Процессор Intel® Xeon® Gold 6330H
(33 МБ кэш-памяти, 2,00 ГГц)
243,70 GHz2,00 GHz33 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8353H
(24,75 МБ кэш-памяти, 2,50 ГГц)
183,80 GHz2,50 GHz24,75 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8354H
(24,75 МБ кэш-памяти, 3,10 ГГц)
184,30 GHz3,10 GHz24,75 MB
Процессор Intel® Xeon® Gold 6348H
(33 МБ кэш-памяти, 2,30 ГГц)
244,20 GHz2,30 GHz33 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8376H
(38,5 МБ кэш-памяти, 2,60 ГГц)
284,30 GHz2,60 GHz38,5 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8356H
(35,75 МБ кэш-памяти, 3,90 ГГц)
84,40 GHz3,90 GHz35,75 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8376HL
(38,5 МБ кэш-памяти, 2,60 ГГц)
284,30 GHz2,60 GHz38,5 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8380HL
(38,5 МБ кэш-памяти, 2,90 ГГц)
284,30 GHz2,90 GHz38,5 MB
Процессор Intel® Xeon® Gold 6328HL
(22 МБ кэш-памяти, 2,80 ГГц)
164,30 GHz2,80 GHz22 MB
Процессор Intel® Xeon® Platinum 8360HL
(33 МБ кэш-памяти, 3,00 ГГц)
244,20 GHz3,00 GHz33 MB