پردازنده‌های مقیاس‌پذیر اینتل زئون: بخش سوم (مدل Gold)

در بخش اول و دوم سری مقالات پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون مدل برنز(Bronze) و سیلور(Silver) بررسی شد. در بخش سوم همراه ما باشید برای آشنایی با مدل گلد (Gold). اگر به‌دنبال خرید مدل گلد از پردازنده‌های مقیاس‌پذیر اینتل هستید تا انتهای این مقاله همراه ما باشید تا با آگاهی و دانش کافی خرید کنید.

اصلی‌ترین و مهمترین سخت‌افزار در هر وسیله الکترونیکی واحد پردازنده یا Central Processing unit است که به آن CPU گفته می‌شود. این سخت‌افزار مهم عملیات محاسباتی و ریاضی، انتقال اطلاعات از یک حافظه به حافظه دیگر و تصمیم‌گیری برای جهش از دستوری به دستور دیگر را انجام می‌دهد. CPU از تعداد زیادی ترانزیستور ساخته‌شده که قدرت و توان آن رابطه مستقیم با قدرت و توان کلی کامپیوتر دارد. به‌طوری که اگر پردازنده قدرت و پردازش بالایی داشته باشد کامپیوتر یا لپ تاپ می‌تواند از عهده کارهای سخت برآید.

با گذشت زمان نسل‌های مختلفی از CPU ها معرفی وروانه بازار شده است. کمپانی اینتل (Intel) سال‌های زیادی است که در زمینه تولید و عرضه پردازنده‌ها فعالیت می‌کند.

پردازنده‌های نوین زئون (Xeon) توسط کمپانی اینتل با هدف پردازش در سرورها، دیتا سنترها و ورک استیشن‌ها ساخته شد.

این پردازنده‌ها قدرت پردازشی بسیار بالایی دارند و کاربرد اصلی آن‌ها در ایستگاه‌های کاری یا سرورهای نظامی و صنعتی پیشرفته است. ایستگاه‌های کاری یا سرورها که مجهز به پردازنده‌های زئون هستند، عموما در حال انجام محاسبات سنگین هستند، مانند: رایانش ابری، برنامه‌های تحلیل داده، مدیریت سلاح‌ها و رادارهای نظامی، تولید صنعتی، برنامه‌های جمع‌آوری اطلاعات و غیره. البته از این سری پردازنده‌ها در سیستم‌های خانگی یا اداری هم استفاده می‌شود اما باید بودجه بیشتری نسبت به سایر پردازنده‌های اینتل پرداخت شود.

همانطور که در بخش اول سری مقالات پردازنده‌های اینتل گفته شد در حال حاضر (اوایل ۲۰۲۲) پردازنده‌های Xeon در چهار گروه Xeon E ، Xeon W ، Xeon D و Xeon Scalable روانه بازار شده‌اند که از نظر تعداد هسته، فرکانس و کش از پردازنده‌های Core I (پردازنده‌های خانگی یا دسکتاپی اینتل) بالاتر هستند.

پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون (Xeon Scalable) که موضوع بحث این مقاله است نسل جدید پردازنده‌های اینتل هستند که قبلاً با نام Skylake-SP شناخته می‌شد. این پردازنده از یک مدل tick-tock بر پایه فناوری پردازش ۱۴ نانومتر ساخته شده است. تغییرات عمده بر روی معماری Tock که میکروچیپ پردازنده است، انجام شده است، در حالی که Tick با تغییری در قالب کوچکتر بر روی تکنولوژی Processor است.

پردازنده‌های نسل جدید در واقع پلتفرم انتخابی اینتل برای مقیاس‌پذیرترین و قابل‌اطمینان‌ترین عملکرد با بیشترین تنوع از ویژگی‌ها و یکپارچه‌سازی‌ها هستند که برای پاسخگویی به نیازهای بیشترین تنوع و حجم کاری طراحی شده‌اند.

در ادامه مقاله همراه ما باشید برای بررسی تخصصی  مدل گلد (Gold) از سری پردازنده‌های مقیاس‌پذیر Intel Xeon.

پردازنده مقیاس‌پذیر Intel Xeon مدل Gold

شالوده جدید عملکرد با پشتیبانی از حافظه پایدار اینتل Optane در سال ۲۰۱۷ پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون مدل Gold است که به‌عنوان دسته‌ای از CPU های اینتل می‌توان از آن در سرورهای HPE استفاده کرد.

مدل گلد پردازنده‌های اینتل در دو سری‌ ۵۰۰۰ و۶۰۰۰ معرفی شده است که برای مراکز داده‌ enterprise، محاسبات Multi-Cloud و شبکه، بهینه‌شده‌اند. هر چند سری ۵۰۰۰ دارای قابلیت اطمینان بالا است ولی سری ۶۰۰۰ از پردازنده‌های رده بالای intel Xeon Gold محسوب می‌شود که حداکثر با ۸۸ هسته و قابلیت پشتیبانی از ۳۶ ترابایت حافظه ارائه می‌شود.

تمام پردازنده‌های Xeon Gold از فناوری Quick Assist با معماری Omni-Path پشتیبانی می‌کنند که روی چیپ‌ست تعبیه یا به‌عبارتی یکپارچه شده است و از طریق کارت‌های جانبی PCIe توسعه می‌یابند.

به جز SKUهای «R»، همه مدل‌های Gold از ۳ پیوند Ultra Path Interconnect یا ((UPI) نیز پشتیبانی می‌کنند که همان اتصال داخلی مسیر اینتل است. اینتل از رمز­گذاری و سرعت‌های جدید استفاده می­‌کند تا از پهنای باند بین سوکتی بالاتر استفاده کند. مدل ۵۱۲۲ تنها مدل سری ۵۱۰۰ است که از یک FMA ثانویه که بر روی پورت پنجم فعال شده است بهره می‌برد.

پیوند UPI یک اتصال منسجم برای سیستم‌های چند پردازنده‌ای مقیاس‌پذیر با آدرس مشترک است که از اصول ارتباطی snoop مبتنی بر دایرکتوری با سرعت انتقال ۱۰.۴ گیگ در ثانیه استفاده می‌کند. پردازنده‌های پشتیبانی معمولاً دو یا سه پیوند UPI دارند.

نسل دوم Xeon Scalable Gold در اوایل سال ۲۰۱۹ معرفی شد. این پردازنده‌ها بر اساس یک فرآیند ۱۴ نانومتری پیشرفته بر اساس ریز معماری Cascade Lake ساخته شدند که سرعت clock بالاتری را امکان‌پذیر می‌کند و با تغییرات سخت‌افزاری در برابر آسیب‌پذیری‌های مختلف مصون شده است. پردازنده‌های Gold همچنین دستورالعمل‌های جدیدی را برای تسریع یادگیری ماشین و پشتیبانی از حافظه پایدار (Persistent Memory)معرفی کرده است.

پردازنده‌های Gold اینتل برای مراکز داده، محاسبات چند ابری یا ابر ترکیبی، و حجم کاری شبکه و ذخیره‌سازی بهینه شده است و برای طیف وسیعی از بارهای کاری از جمله SQL Server مناسب است.

نسل سوم پردازنده‌های Xeon Scalable Gold با نام رمزCooper Lake-SP  در اواخر سال ۲۰۲۰ به بازار عرضه شد. این خانواده‌ همچنان با استفاده از فرایند ساخت ۱۴ نانومتری اینتل تولید می‌شوند و سرعت کلاک بالاتری نسبت به پردازنده‌های Cascade ارائه می‌دهند.

نسل جدید همچنین به قابلیت‌های پیشرفته برای انجام وظایف مرتبط با هوش مصنوعی مجهز شده و ویژگی مقیاس‌پذیری آن با استفاده در سیستم‌های ۸ سوکته مبتنی بر پلتفرم Cedar Island گسترش پیدا کرده است.

اینتل در پردازنده‌‌های زئون نسل ۳ از فناوری جدیدی با نام SST) Speed Select Technology) استفاده کرده است. فناوری SST اینتل در دو حالت (Core Power (CP و (Turbo Frequency (TF عملکرد پردازنده را باتوجه‌به نوع بار کاری بهینه می‌کند.

ویژگی‌ها 

همانطور که گفته شد سه نسل از پردازنده‌های Gold به بازار عرضه شده است در ادامه ویژگی هر کدام ازاین محصولات بررسی می‌شود: آنچه در ادامه اشاره می‌شود راهنمای مناسبی برای خرید شما خواهد بود.

نسل اول: ویژگی‌ Skylake سری ۵۱۰۰ و ۶۱۰۰

• دارای ترانزیستورهای ۱۴ نانومتری تقویت‌شده بر اساس معماری میکرواستراکچر Skylake
• مناسب طراحی‌های SoC
• استفاده از ارتباطات شبکه داخلی (Mesh Interconnect) بر اساس معماری موزاییکی (Tile-based)
•  استفاده از فناوری AVX-512 در یک طراحی سلسله مراتبی
• مجهز به ۲۲ هسته و ۴۴ رشته
• توان مصرفی ۸۵ – ۲۰۰ وات
•  ۷۶۸ گیگابایت حافظه با استفاده از رم‌های DDR4-2400 یا DDR-2666 با ۸ کانال
•  پشتیبانی از فناوری ECC
•  در مدل‌هایی که پسوند «M» دارند، امکان پشتیبانی تا ۱.۵ ترابایت حافظه به ازای هر سوکت
• ورودی و خروجی PCIe ۳ با ۴۸ لنز
• پشتیبانی از فناوری‌های ISA
• دارای ساختاربندی Hyper-Threading، Turbo Boost، Speed Shift، vPro، VT-x، TSX
• دیوایس مدیریت حجم (VMD)
•  کنترل اجرای مبتنی بر مدل (MBE)
• فناوری حفاظت از کلیدها (KPT)
• فناوری امن‌سازی پلتفرم (PTT)

نسل دوم: ویژگی Cascade سری ۵۲۰۰ و۶۲۰۰

• دارای ترانزیستورهای ۱۴ نانومتری تقویت‌شده بر اساس معماری میکرواستراکچر Cascade Lake
• توان مصرفی ۸۵ – ۲۰۰ وات
•  استفاده از فناوری AVX-512 در یک طراحی سلسله مراتبی
• ۷۶۸ گیگابایت حافظه با استفاده از رم‌های DDR4-2400 یا DDR-2666 با ۸ کانال
•  پشتیبانی از فناوری ECC
•  در مدل‌هایی که پسوند «M» دارند، امکان پشتیبانی تا ۲ ترابایت حافظه به ازای هر سوکت
• در مدل‌هایی که پسوند «L» دارند، امکان پشتیبانی تا ۴ ترابایت به ازای هر سوکت
• ورودی و خروجی PCIe ۳ با ۴۸ لنز
• پشتیبانی از فناوری‌های ISA
• دارای ساختاربندی Hyper-Threading، Turbo Boost، Speed Shift، vPro، VT-x، TSX
• دیوایس مدیریت حجم (VMD)
•  کنترل اجرای مبتنی بر مدل (MBE)
• فناوری حفاظت از کلیدها (KPT)
•  فناوری امن‌سازی پلتفرم (PTT)

• حداکثر فرکانس ۳.۹ گیگاهرتز
• قابلیت ارتقا تا ۸۸ هسته

نسل سوم: ویژگی Cooper Lake-SP سری ۵۳۰۰ و۶۳۰۰

• استفاده از فرایند ۱۴ نانومتری اینتل بر پایه معماری Cooper Lake-SP
• پشتیبانی از چینش ۴ سوکته
•  استفاده از سوکت socket P+) LGA 4189)
• پشتیبانی از ۶ ترابایت حافظه  در هر سوکت
• دارای حداکثر ۳۲ هسته
• توان حرارتی ۱۵۰ – ۱۶۵ وات
• دارای ۳۳/۰۰ مگابایت حافظه با ۸ کانال
• مجهز به قابلیت‌های پیشرفته برای امور مربوط به هوش مصنوعی
• پشتیبانی از فناوری جدید SST  یا (Speed Select Technology)
• پشتیبانی از استاندارد SGX یا (Software Guard Extensions)
• ارسال داده ها در فرمت BF16 از طریق فناوری AVX-512 در هسته های Xeon
• گسترش ویژگی مقیاس‌پذیری با قابلیت استفاده در سیستم‌های ۸ سوکته مبتنی بر پلتفرم Cedar Island
• دارای ۶ لینک UPI یا UltraPath Interconnect
• مجهز به ۴۸ خط اتصال محیطی PCI-Express 3.0

بالاترین پردازنده در نسل سوم Xeon 6348H با ۲۴هسته و ۴۸ رشته است. این چیپ فرکانس پایه ۲.۳ گیگاهرتز و بوست ۴.۲ گیگاهرتز را با جمع حافظه کش ۳۳ مگابایت در اختیار دارد. توان حرارتی این نسخه ۱۶۵ وات اعلام شده .

نسخه Xeon Gold 6328HL در لاین آپ Xeon Gold می‌تواند از ۴.۵ ترابایت حافظه پشتیبانی کند. این مدل از ۱۶ هسته ۳۲ رشته پردازشی در فرکانس ۲.۸ گیگاهرتز پایه و۴.۳ گیگاهرتز بوست با توان حرارتی ۱۶۵ وات بهره می‌برد.

از میان این پردازنده‌ها تنها سه نسخه از Intel SST پشتیبانی خواهند کرد که شامل Xeon Gold 6328HL و Xeon Gold 6328H و Xeon Gold 5320H است.

محصولات

اینتل ۱۰۴ محصول بر پایه مدل Gold پردازنده‌های مقیاس‌پذیر از سال ۲۰۱۷ تا کنون به بازار عرضه کرده است. در ادامه ۲۱ محصول سال ۲۰۲۱ آمده است.

1. Intel® Xeon® Gold 5318N Processor (36M Cache, 2.10 GHz)
2. Intel® Xeon® Gold 6312U Processor (36M Cache, 2.40 GHz)
3. Intel® Xeon® Gold 5320T Processor (30M Cache, 2.30 GHz)
4. Intel® Xeon® Gold 5320 Processor (39M Cache, 2.20 GHz)
5. Intel® Xeon® Gold 5315Y Processor (12M Cache, 3.20 GHz)
6. Intel® Xeon® Gold 6346 Processor (36M Cache, 3.10 GHz)
7. Intel® Xeon® Gold 6336Y Processor (36M Cache, 2.40 GHz)
8. Intel® Xeon® Gold 5318S Processor (36M Cache, 2.10 GHz)
9. Intel® Xeon® Gold 6338T Processor (36M Cache, 2.10 GHz)
10. Intel® Xeon® Gold 6342 Processor (36M Cache, 2.80 GHz)
11. Intel® Xeon® Gold 6326 Processor (24M Cache, 2.90 GHz)
12. Intel® Xeon® Gold 6334 Processor (18M Cache, 3.60 GHz)
13. Intel® Xeon® Gold 5317 Processor (18M Cache, 3.00 GHz)
14. Intel® Xeon® Gold 5318Y Processor (36M Cache, 2.10 GHz)
15. Intel® Xeon® Gold 6338N Processor (48M Cache, 2.20 GHz)
16. Intel® Xeon® Gold 6314U Processor (48M Cache, 2.30 GHz)
17. Intel® Xeon® Gold 6354 Processor (39M Cache, 3.00 GHz)
18. Intel® Xeon® Gold 6330 Processor (42M Cache, 2.00 GHz)
19. Intel® Xeon® Gold 6348 Processor (42M Cache, 2.60 GHz)
20. Intel® Xeon® Gold 6330N Processor (42M Cache, 2.20 GHz)
21. Intel® Xeon® Gold 6338 Processor (48M Cache, 2.00 GHz)

جمع‌بندی

اینتل پس از معرفی ۴ نسل از پردازنده‌های سروری خود، نسل جدیدی از این پردازنده‌ها را با عنوان پردازنده‌های مقیاس‌پذیر اینتل Xeon به بازار عرضه کرد که مبنای تامین امنیت و سرعت برای مراکز داده است که سبب پیشرفت در بزرگترین پلت‌فرم‌ها در این دهه شده‌اند. در این پست پس از اشاره مختصر به پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون اینتل، مدل Gold به‌عنوان نسل دوم از پردازنده‌های اینتل زئون Scalable به‌تفصیل بررسی شد.

در بخش بعد برای بررسی پیشرفته‌ترین مدل پردازنده مقیاس‌پذیر زئون اینتل همراه ما باشید:

بخش چهارم: پردازنده Intel Xeon Scalable Platinum

کمپانی ارمغان اشراق با گردآوری مجموعه کاملی از پردازنده‌های زئون در کنار تیم مجرب و متخصص خود آماده پاسخگویی به شما عزیزان برای خرید و مشاوره این محصولات است.