Intel Xeon (Sapphire Rapids)

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Produktion:seit 2022
Produzent:Intel
Prozessortakt:2,0 GHz bis 3,7 GHz
UPI-Takt:4,8 GT/s bis 16 GT/s
L3-Cachegröße:22,5 MiB bis 112,5 MiB
Befehlssatz:x86/Intel 64 (AMD64)
Mikroarchitektur:Intel-Alder-Lake-Mikroarchitektur
Sockel:Sockel E - LGA4677
Name des Prozessorkerns:Alder Lake - Golden Cove

Mit über einem Jahr Verspätung wurde am 10. Januar 2023 die vierte Generation der „Intel Scalable Processors“ vorgestellt.[1] Sie löst die Ice Lake-Generation für 1-2 Sockel Server und die Cooper Lake-Generation für 4-8 Sockel Server ab. Es kommen sogenannte „Golden Cove“ CPU-Kerne aus dem 10nm++ bzw. SuperFIN / Intel 7 Fertigungsprozess zum Einsatz, die auf der Intel-Alder-Lake-Mikroarchitektur basieren.

Technik

Im Unterschied zu den Core-Modellen aus der Alder-Lake Baureihe kommen bei den Scalable-Processor-Xeons keine Effizienz-Kerne zum Einsatz. Erstmalig werden die Server-CPUs aus mehreren „Chips“ bzw. „Tiles“ / „Dies“ über EMIB-Brücken (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) zusammengesetzt, um eine höhere Kernanzahl zu erreichen, es gibt einen MCC-Chip, der bis zu 34 (max. 32 aktiv in 7x5 Anordnung) Kerne enthält sowie XCC-Varianten, die aus 4 „Tiles“ zusammengesetzt sind und bis zu 64 Kernen (maximal 60 aktiv, in 4x4 Anordnung) enthalten.

Variantemax. KerneAnzahl ChipletsFläche des ChipletsFläche Package
in Summe
MCC321ca. 490 mm²490 mm²
XCC154ca. 400 mm²1600 mm²
MAX - XCC
HBM2e
15
0
4
4x8
ca. 400 mm²
ca. 73 mm²
1600 mm²
ca. 2320 mm²

Arbeitsspeicher:

Hier wird es erstmalig auch CPU-Varianten unter dem Handelsnamen „Xeon Max“ geben, die 64 GByte High Bandwidth Memory (HBM2e) integriert haben. Dieser HBM kann in unterschiedlichen Modi genutzt werden:

  • als einziger Hauptspeicher (dann in der maximalen Speichergröße stark begrenzt auf 64 GB)
  • als zusätzliche DRAM-Kanäle neben den 8 normalen Kanälen mit DIMM-Steckplätzen (dann sind weitere Eingriffe nötig, um dies für die Applikationen nutzbar zu machen)
  • als Cache vor den normalen 8 DRAM-Kanälen (den DIMM-Modulen)

Die Anzahl der DDR-Kanäle ist gegenüber der letzten Generation von 6 auf 8 gestiegen, es wird anstelle von DDR4 in der letzten Xeon-Generation nun DDR5-Speicher unterstützt, d Die maximale Taktfrequenz der DDR5-Kanäle liegt bei 4800 MHz, die aggregierte Speicherbandbreite je Sockel steigt damit auf 8 x 48,0 GB/s, zusammen 384 GB/s. In maximal der Hälfte der 8 DDR5-Kanäle können auch Optane PMem 300 series - persistent Memory-Module gesteckt werden.

  • Es können Software Guard Extension (SGX) - Hauptspeicher Enklaven mit einer Größe von bis zu 512 GByte Größe genutzt werden

Wegen der gestiegenen Anzahl von Speicherkanälen wird ein neuer Sockel „E“, der LGA4677 notwendig. Dies führt auch dazu, dass eine neue Server-Plattform „Fox Creek Pass“ für diese CPU's genutzt werden muss, die bisherigen Server können also kein CPU-Upgrade erhalten. Als Chipsatz kommen neue C741 Codename Emmitsburg zum Einsatz, der mit einer DMI Generation 3 an die erste CPU angebunden ist.[2]

Je CPU werden 80 Lanes PCIe 5.0 herausgeführt. Diese sind auch in Mehrsockelsystemen verfügbar, so dass die Ein-/Ausgabebandbreite linear mit der Anzahl der Sockel steigt. Über die PCIe 5.0 Lanes kann das CXL 1.1 Protokoll genutzt werden, um externen Memory (persistent oder flüchtig) anzuschließen. Die Speicherhierarchie wird damit bei den Xeons komplex:

  1. CPU-Register
  2. 1st + 2nd Level Cache je Kern
  3. gemeinsamer 3rd Level Cache
  4. optional bei der MAX-Baureihe der HBM2e DDR Speicher, entweder als 4th Level Cache oder als Zusatz DDR-Kanäle
  5. die 8 Kanäle DDR5 Speicher, entweder flüchtig oder teilweise mit Optane persistenten Speicher, dann aber langsamer
  6. optional entfernter CXL-Speicher über CXL 1.1 - PCIe 5.0
  7. persistente NVMe-Geräte über PCIe 5.0
  8. langsamere Speichergeräte über Erweiterungsbusse wie SAS, SATA

Es stellt sich die Frage, ob alle diese Schichten nutzbringend von existierenden Anwendungen verwendet werden können.

Je CPU sind bis zu 4 UPI-Kanäle (UPI 2.0) mit 16 GT/s vorhanden, um Mehrsockelsysteme zu verbinden.

Es kommt bei der 4. Generation wieder eine Befehlssatzerweiterung hinzu: die Advanced Matrix Extension (AMX), die selbst eine Erweiterung der AVX-512 Rechenwerke sind.

Von Intel beworben werden eine Reihe von Hardware-Beschleuniger-Bausteinen in den CPUs:

  • die schon länger bekannte QAT - Quick Assist Technology (Kryptografie-Beschleuniger)
  • DLB - Dynamic Load Balancer
  • DSA - Data Streaming Accelerator
  • IAA - In-Memory Analytics Accelerator

Diese Schaltungen sind aber jeweils nicht in allen Modellen vorhanden bzw. in unterschiedlichen Anzahlen vorhanden. Der maximale Hauptspeicherausbau beträgt 4TB RAM je Sockel bei der Verwendung von 256 GB DIMM Modulen und ist nicht mehr modellspezifisch.

Modelle

Namenssystematik

1. Stelle: Verkaufsklasse - Bronze (3), Silver (4), Gold (5,6), Platinum (8), MAX (9) 2. Stelle: Generation (4) 3.+4. Stelle: Modellnummer Buchstabe:

  • H: Virtualisierungs optimiert
  • P: IaaS optimiert
  • Q: Flüssigkeitskühlung
  • N: Netzwerkoptimiert
  • M: Media optimiert
  • S: Storage & Hyperconverged optimiert
  • T: Verlängerter Lebenszyklus
  • V: SaaS optimiert
  • U: Einsockelvariante
  • Y: Unterstützt Intel® Speed Select Technology - Performance Profile (Intel® SST-PP) 2.0
  • +:

Die unterschiedlichen Optimierungen bedeuten unterschiedliche Anzahlen von Beschleuniger-Schaltungen im Chip.

Produkt NameErhältlichChip-VarianteUPI-LinksMax. SockelAnz KerneMax Turbo FrequenzBasis FrequenzCacheTDP
Bronze 3408UQ1'23MCC0181.90 GHz1.80 GHz22.5 MB125 W
Silver 4410TQ1'23MCC22104.00 GHz2.70 GHz26.25 MB150 W
Silver 4410YQ1'23MCC22123.90 GHz2.00 GHz30 MB150 W
Silver 4416+Q1'23MCC22203.90 GHz2.00 GHz37.5 MB165 W
Gold 5411NQ1'23MCC31243.90 GHz1.90 GHz45 MB165 W
Gold 5412UQ1'23MCC01243.90 GHz2.10 GHz45 MB185 W
Gold 5415+Q1'23MCC3284.10 GHz2.90 GHz22.5 MB150 W
Gold 5416SQ1'23MCC32164.00 GHz2.00 GHz30 MB150 W
Gold 5418NQ1'23MCC32243.80 GHz1.80 GHz45 MB165 W
Gold 5418YQ1'23MCC??243.80 GHz2.00 GHz45 MB185 W
Gold 5420+Q1'23MCC32284.10 GHz2.00 GHz52.5 MB205 W
Gold 5423NQ1'23LCC??204.00 GHz2.10 GHz37.5 MB145 W
Gold 5433NQ1'23LCC??204.10 GHz2.30 GHz37.5 MB160 W
Gold 6403NQ3'23MCC??243.60 GHz1.90 GHz45 MB185 W
Gold 6414UQ1'23XCC01323.40 GHz2.00 GHz60 MB250 W
Gold 6416HQ1'23MCC34184.20 GHz2.20 GHz45 MB165 W
Gold 6418HQ1'23MCC34244.00 GHz2.10 GHz60 MB185 W
Gold 6421NQ1'23MCC31323.60 GHz1.80 GHz60 MB185 W
Gold 6423NQ3'23MCC??283.60 GHz2.00 GHz52.5 MB195 W
Gold 6426YQ1'23MCC32164.10 GHz2.50 GHz37.5 MB185 W
Gold 6428NQ1'23MCC32323.80 GHz1.80 GHz60 MB185 W
Gold 6430Q1'23XCC32323.40 GHz2.10 GHz60 MB270 W
Gold 6433NQ3'23MCC??323.60 GHz2.00 GHz60 MB205 W
Gold 6433NEQ3'23MCC??323.60 GHz2.00 GHz60 MB205 W
Gold 6434Q1'23MCC3284.10 GHz3.70 GHz22.5 MB195 W
Gold 6434HQ1'23MCC3484.10 GHz3.70 GHz22.5 MB195 W
Gold 6438MQ1'23MCC32323.90 GHz2.20 GHz60 MB205 W
Gold 6438NQ1'23MCC32323.60 GHz2.00 GHz60 MB205 W
Gold 6438Y+Q1'23MCC32324.00 GHz2.00 GHz60 MB205 W
Gold 6442YQ1'23MCC32244.00 GHz2.60 GHz60 MB225 W
Gold 6443NQ3'23MCC??323.60 GHz2.00 GHz60 MB195 W
Gold 6444YQ1'23MCC32164.00 GHz3.60 GHz45 MB270 W
Gold 6448HQ1'23MCC34324.10 GHz2.40 GHz60 MB250 W
Gold 6448YQ1'23MCC32324.10 GHz2.10 GHz60 MB225 W
Gold 6454SQ1'23XCC42323.40 GHz2.20 GHz60 MB270 W
Gold 6458QQ1'23MCC32324.00 GHz3.10 GHz60 MB350 W
Platinum 8444HQ1'23XCC48164.00 GHz2.90 GHz45 MB270 W
Platinum 8450HQ1'23XCC48283.50 GHz2.00 GHz75 MB250 W
Platinum 8452YQ1'23XCC42363.20 GHz2.00 GHz67.5 MB300 W
Platinum 8454HQ1'23XCC48323.40 GHz2.10 GHz82.5 MB270 W
Platinum 8458PQ1'23XCC32443.80 GHz2.70 GHz82.5 MB350 W
Platinum 8460HQ1'23XCC48403.80 GHz2.20 GHz105 MB330 W
Platinum 8460Y+Q1'23XCC42403.70 GHz2.00 GHz105 MB300 W
Platinum 8461VQ1'23XCC01483.70 GHz2.20 GHz97.5 MB300 W
Platinum 8462Y+Q1'23XCC32324.10 GHz2.80 GHz60 MB300 W
Platinum 8468Q1'23XCC42483.80 GHz2.10 GHz105 MB350 W
Platinum 8468HQ1'23XCC48483.80 GHz2.10 GHz105 MB330 W
Platinum 8468VQ1'23XCC32483.80 GHz2.40 GHz97.5 MB330 W
Platinum 8470Q1'23XCC42523.80 GHz2.00 GHz105 MB350 W
Platinum 8470NQ1'23XCC42523.60 GHz1.70 GHz97.5 MB300 W
Platinum 8470QQ1'23XCC42523.80 GHz2.10 GHz105 MB350 W
Platinum 8471NQ1'23XCC41523.60 GHz1.80 GHz97.5 MB300 W
Platinum 8480+Q1'23XCC42563.80 GHz2.00 GHz105 MB350 W
Platinum 8480CQ1'23???563.80 GHz2.00 GHz105 MB350 W
Platinum 8490HQ1'23XCC48603.50 GHz1.90 GHz112.5 MB350 W
Max 9460Q1'23XCC32323.50 GHz2.70 GHz75 MB350 W
Max 9462Q1'23XCC32403.50 GHz2.20 GHz97,5 MB350 W
Max 9468Q1'23XCC42483.50 GHz2.10 GHz105 MB350 W
Max 9470Q1'23XCC42523.50 GHz2.00 GHz105 MB350 W
Max 9480Q1'23XCC42603.50 GHz1.90 GHz112.5 MB350 W

Chip - Baureihen

  • 4. Generation Scalable Processors
  • Xeon W 34xx Workstation Processors

Einzelnachweise

  1. 4th-gen-intel-xeon-scalable-sapphire-rapids. Serve The Home, abgerufen am 12. Januar 2023 (englisch).
  2. Chipsatz C741. Intel, abgerufen am 12. Januar 2023 (englisch).