Intel Xeon (Sapphire Rapids)

Familie von Prozessoren für Server und Workstations

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.

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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

Technik Bearbeiten

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.

Variante max. Kerne Anzahl Chiplets Fläche des Chiplets Fläche Package
in Summe
MCC 32 1 ca. 490 mm² 490 mm²
XCC 15 4 ca. 400 mm² 1600 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 Bearbeiten

Namenssystematik Bearbeiten

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 Name Erhältlich Chip-Variante UPI-Links Max. Sockel Anz Kerne Max Turbo Frequenz Basis Frequenz Cache TDP
Bronze 3408U Q1'23 MCC 0 1 8 1.90 GHz 1.80 GHz 22.5 MB 125 W
Silver 4410T Q1'23 MCC 2 2 10 4.00 GHz 2.70 GHz 26.25 MB 150 W
Silver 4410Y Q1'23 MCC 2 2 12 3.90 GHz 2.00 GHz 30 MB 150 W
Silver 4416+ Q1'23 MCC 2 2 20 3.90 GHz 2.00 GHz 37.5 MB 165 W
Gold 5411N Q1'23 MCC 3 1 24 3.90 GHz 1.90 GHz 45 MB 165 W
Gold 5412U Q1'23 MCC 0 1 24 3.90 GHz 2.10 GHz 45 MB 185 W
Gold 5415+ Q1'23 MCC 3 2 8 4.10 GHz 2.90 GHz 22.5 MB 150 W
Gold 5416S Q1'23 MCC 3 2 16 4.00 GHz 2.00 GHz 30 MB 150 W
Gold 5418N Q1'23 MCC 3 2 24 3.80 GHz 1.80 GHz 45 MB 165 W
Gold 5418Y Q1'23 MCC ? ? 24 3.80 GHz 2.00 GHz 45 MB 185 W
Gold 5420+ Q1'23 MCC 3 2 28 4.10 GHz 2.00 GHz 52.5 MB 205 W
Gold 5423N Q1'23 LCC ? ? 20 4.00 GHz 2.10 GHz 37.5 MB 145 W
Gold 5433N Q1'23 LCC ? ? 20 4.10 GHz 2.30 GHz 37.5 MB 160 W
Gold 6403N Q3'23 MCC ? ? 24 3.60 GHz 1.90 GHz 45 MB 185 W
Gold 6414U Q1'23 XCC 0 1 32 3.40 GHz 2.00 GHz 60 MB 250 W
Gold 6416H Q1'23 MCC 3 4 18 4.20 GHz 2.20 GHz 45 MB 165 W
Gold 6418H Q1'23 MCC 3 4 24 4.00 GHz 2.10 GHz 60 MB 185 W
Gold 6421N Q1'23 MCC 3 1 32 3.60 GHz 1.80 GHz 60 MB 185 W
Gold 6423N Q3'23 MCC ? ? 28 3.60 GHz 2.00 GHz 52.5 MB 195 W
Gold 6426Y Q1'23 MCC 3 2 16 4.10 GHz 2.50 GHz 37.5 MB 185 W
Gold 6428N Q1'23 MCC 3 2 32 3.80 GHz 1.80 GHz 60 MB 185 W
Gold 6430 Q1'23 XCC 3 2 32 3.40 GHz 2.10 GHz 60 MB 270 W
Gold 6433N Q3'23 MCC ? ? 32 3.60 GHz 2.00 GHz 60 MB 205 W
Gold 6433NE Q3'23 MCC ? ? 32 3.60 GHz 2.00 GHz 60 MB 205 W
Gold 6434 Q1'23 MCC 3 2 8 4.10 GHz 3.70 GHz 22.5 MB 195 W
Gold 6434H Q1'23 MCC 3 4 8 4.10 GHz 3.70 GHz 22.5 MB 195 W
Gold 6438M Q1'23 MCC 3 2 32 3.90 GHz 2.20 GHz 60 MB 205 W
Gold 6438N Q1'23 MCC 3 2 32 3.60 GHz 2.00 GHz 60 MB 205 W
Gold 6438Y+ Q1'23 MCC 3 2 32 4.00 GHz 2.00 GHz 60 MB 205 W
Gold 6442Y Q1'23 MCC 3 2 24 4.00 GHz 2.60 GHz 60 MB 225 W
Gold 6443N Q3'23 MCC ? ? 32 3.60 GHz 2.00 GHz 60 MB 195 W
Gold 6444Y Q1'23 MCC 3 2 16 4.00 GHz 3.60 GHz 45 MB 270 W
Gold 6448H Q1'23 MCC 3 4 32 4.10 GHz 2.40 GHz 60 MB 250 W
Gold 6448Y Q1'23 MCC 3 2 32 4.10 GHz 2.10 GHz 60 MB 225 W
Gold 6454S Q1'23 XCC 4 2 32 3.40 GHz 2.20 GHz 60 MB 270 W
Gold 6458Q Q1'23 MCC 3 2 32 4.00 GHz 3.10 GHz 60 MB 350 W
Platinum 8444H Q1'23 XCC 4 8 16 4.00 GHz 2.90 GHz 45 MB 270 W
Platinum 8450H Q1'23 XCC 4 8 28 3.50 GHz 2.00 GHz 75 MB 250 W
Platinum 8452Y Q1'23 XCC 4 2 36 3.20 GHz 2.00 GHz 67.5 MB 300 W
Platinum 8454H Q1'23 XCC 4 8 32 3.40 GHz 2.10 GHz 82.5 MB 270 W
Platinum 8458P Q1'23 XCC 3 2 44 3.80 GHz 2.70 GHz 82.5 MB 350 W
Platinum 8460H Q1'23 XCC 4 8 40 3.80 GHz 2.20 GHz 105 MB 330 W
Platinum 8460Y+ Q1'23 XCC 4 2 40 3.70 GHz 2.00 GHz 105 MB 300 W
Platinum 8461V Q1'23 XCC 0 1 48 3.70 GHz 2.20 GHz 97.5 MB 300 W
Platinum 8462Y+ Q1'23 XCC 3 2 32 4.10 GHz 2.80 GHz 60 MB 300 W
Platinum 8468 Q1'23 XCC 4 2 48 3.80 GHz 2.10 GHz 105 MB 350 W
Platinum 8468H Q1'23 XCC 4 8 48 3.80 GHz 2.10 GHz 105 MB 330 W
Platinum 8468V Q1'23 XCC 3 2 48 3.80 GHz 2.40 GHz 97.5 MB 330 W
Platinum 8470 Q1'23 XCC 4 2 52 3.80 GHz 2.00 GHz 105 MB 350 W
Platinum 8470N Q1'23 XCC 4 2 52 3.60 GHz 1.70 GHz 97.5 MB 300 W
Platinum 8470Q Q1'23 XCC 4 2 52 3.80 GHz 2.10 GHz 105 MB 350 W
Platinum 8471N Q1'23 XCC 4 1 52 3.60 GHz 1.80 GHz 97.5 MB 300 W
Platinum 8480+ Q1'23 XCC 4 2 56 3.80 GHz 2.00 GHz 105 MB 350 W
Platinum 8480C Q1'23 ? ? ? 56 3.80 GHz 2.00 GHz 105 MB 350 W
Platinum 8490H Q1'23 XCC 4 8 60 3.50 GHz 1.90 GHz 112.5 MB 350 W
Max 9460 Q1'23 XCC 3 2 32 3.50 GHz 2.70 GHz 75 MB 350 W
Max 9462 Q1'23 XCC 3 2 40 3.50 GHz 2.20 GHz 97,5 MB 350 W
Max 9468 Q1'23 XCC 4 2 48 3.50 GHz 2.10 GHz 105 MB 350 W
Max 9470 Q1'23 XCC 4 2 52 3.50 GHz 2.00 GHz 105 MB 350 W
Max 9480 Q1'23 XCC 4 2 60 3.50 GHz 1.90 GHz 112.5 MB 350 W

Chip - Baureihen Bearbeiten

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

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  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).