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Com o lançamento dos "Avoton" Atom C2000 chips para servidores, a Intel está colocando a sua segunda geração de 64 bits, processadores Atom de classe de servidor para o campo - e que é sem dúvida o primeiro tal Atom que é verdadeiramente projetado para cargas de trabalho de servidores modernos .
A C2000 tem bastante computação glamour, bastante capacidade de memória e memória integrada, periférica e controladores de rede tudo sobre o dado. É verdadeiramente um system-on-a-chip, semelhante aos Atom e ARM SoC que são comuns em telefones, tablets e outros equipamentos portáteis.
Embora a tecnologia embalado em fichas Avoton, e as variantes "Rangeley" que foram otimizadas especificamente para uso em dispositivos de rede, é tão crocante como de costume, talvez a coisa mais importante sobre os C2000s é algo que você não pode ver as especificações .
E aquela coisa, diz Ronak Singhal, engenheiro diretor sênior no Data Center da Intel e do Grupo de Sistemas Conectados, é a cooperação entre o Atom e equipes de desenvolvimento de processadores Xeon. Muitos engenheiros chave trabalhar em ambos os dias, e os chips serão gravados nos mesmos processos mais ou menos ao mesmo tempo indo para a frente, também.
"Estamos tomando as lições de um projeto e aplicá-lo para o outro", disse ele. "Temos vindo a trabalhar em Xeons por um longo tempo, e tudo o que aprendemos sobre potência e desempenho que podemos aplicar para o que estamos fazendo para o nosso Atom SoC para os servidores.
"As coisas que aprendemos em celulares e tablets em nossas SoCs Atom, aqueles podem migrar até Xeon. Estamos aprendendo a aproveitar as tecnologias muito bem, e nós estamos fazendo a polinização cruzada de pessoas também."
Não fique com a ideia errada. A Intel não gostaria de ter uma linha de produtos complicado. Nenhum fornecedor de TI faz. Mas porque os clientes do servidor, armazenamento e rede estão vindo para Chipzilla com necessidades cada vez mais divergentes e eles querem ter processadores, redes e outros aspectos do sistema sintonizado com precisão para cargas de trabalho - e dentro de um orçamento específico, também - Intel tem pouca escolha senão para ser mais flexível do que no passado.
Morre baleado do processador C2000 Avoton
"O que alguém quer do lado do HPC é muito diferente do que um provedor de serviços em nuvem quer do outro lado, e tende a ser muito diferente do que um dispositivo de armazenamento ou um cliente de comunicações quer", explica Singhal.
"Obviamente, nós queremos satisfazer as necessidades de cada um desses clientes, e vamos criar mais e mais direcionado soluções. O desafio para nós é como podemos criar peças que atendem as necessidades de todos os clientes e fazê-lo de tal uma maneira que não há coerência entre as características e fazê-lo de tal forma que é algo que nós podemos realmente construir. Nós não podemos criar soluções personalizadas para todos no mundo. Nós simplesmente não temos a escala para fazer isso ".
O que a Intel pode fazer, no entanto, é fazer um processador Atom respeitável com muitos recursos Xeon-ish e acrescentar que a mistura de Xeon E3, E5 e E7 chips para servidores, bem como para o paralelo coprocessador Xeon Phi e, assim, ter um portfolio mais amplo de CPUs do que tinha há uma década, quando tinha Xeon e Itanium chips que não eram compatíveis com o binário. (Sim, El Reg sabe sobre o ambiente de emulação x86, no início Itaniums).
O chip Avoton é implementado em Trigate processos de cozimento da Intel atuais 22 nanômetros de bolacha, assim como os iminentes "Ivy Bridge-EP" Xeon E5 fichas v2 será. Ele é de 34 milímetros por 28 milímetros de tamanho. Os anteriores "Centerton" chips Atom S1200 foram gravadas em processos de 32 nanômetros. Esse psiquiatra ajuda Intel empinar muito mais sobre o núcleo, e também permite a Intel para criar projetos mais eficientes em termos de energia.
Avoton visa microservers, que são definidos aproximadamente como caixas de soquete único com slot de memória modesto e expansão periférica, bem como um pequeno espaço físico para fazer subir densidade de rack e, em teoria, um baixo custo por unidade de desempenho de mais gordo e mais padrão dois soquetes máquinas x86.
Em outras palavras, foi dirigido aos mesmos clientes que tinham sido remoendo as anteriores "Centerton" S1200s Atom, bem como os iminentes de 64 bits ARM chips para servidores de Calxeda, Advanced Micro Devices, Micro Aplicada, Marvell, e alguns outros que podem saltar para o jogo (possivelmente até mesmo Samsung).
Rangeley é um puxão de Avoton que gira em torno da Tecnologia QuickAssist (QAT) acelerador no chip, que conecta em Plane Kit de Desenvolvimento de Dados da Intel para os fabricantes de equipamentos de rede para suco AES, DES/3DES, Kasumi, RC4, e Snow3G cifras, MD5, SHA1, SHA2 e autenticação AES-XCBC e Diffie-Hellman, RSA, DSA, e ECC criptografia de chave pública. Este coprocessador QAT pode processar cifras em 10Gb/sec. E pelo jeito, nem todos os chips Rangeley terá este acelerador QAT ativado, para ser mais preciso, apenas quatro dos oito SKUs vontade. A razão para isso é que o acelerador QAT é uma substância controlada e que o governo dos EUA tem controles de exportação sobre ele.
Os chips Rangeley também estará disponível para compra a partir Intel por muito mais tempo do que os Avotons, o que é uma exigência de rede e fabricantes de equipamentos de telecomunicações, e também têm reforçado especificações térmicas e confiabilidade que estes clientes precisam, antes de colocar um processador em suas artes. Equipamentos de rede lá fora, no campo em um ambiente muito mais dura do que o centro de dados típico, embora alguns centros de dados estão funcionando mais quente para economizar na conta de energia elétrica e não seria surpreendente ver os servidores robustos usando Rangeley em vez de Avoton para militares e outros clientes. Intel fornecida não cobrar muito de um prémio para Rangeley.
Diagrama de blocos do processador Atom C2000 (clique para ampliar)
Como a Intel já havia divulgado, o Avoton e Rangeley processadores Atom C2000 são baseados na arquitetura "Silvermont", que traz a execução out-of-order para o núcleo do átomo pela primeira vez e também acaba com a arquitetura de barramento frontal de idade que a Intel morto nos chips Xeon de volta com o "Nehalem" Xeon 5500S em 2009. A arquitetura Silvermont também se destaca em relação ao projeto Saltwell usado nos átomos Centerton anteriores em que o gasoduto instrução tem latências mais baixas e maior rendimento e esportes mais eficientes e preditores filiais precisas e um gasoduto recuperação mais rápida. Os caches L1 e L2 no chip Avoton também têm menores latências e maior largura de banda.
O núcleo Avoton leva a instrução de 64 bits definido a partir dos 2 processadores Core e tece no SSE4.1, SSE4.2, popcnt, PREFETCHW, AES-NI, e algumas outras instruções dos "Westmere-EP" chips Xeon 5600 . Avoton tem 32 KB de cache L1 de dados e 24KB de cache L1 de instruções. Os núcleos são cookie-cuttered para o dado em pares que têm um cache compartilhado 1MB L2. A C2000 tem suporte para VT-x2 virtualização, mas não suporta a implementação HyperThreading da Intel de multithreading simultâneo para apresentar cada núcleo como dois núcleos virtuais para o sistema operacional. Esse apoio VT-x2 permite tabelas estendidas página, IDs de processadores virtuais e convidados irrestrito e uma instrução chamada VMFUNC permite que o código executado em uma partição convidado para invocar hypervisor funções.
O chip tem dois controladores de memória DDR3, o que pode conduzir memória DDR3 normal rodando a 1,5 volts ou memória menor potência rodando a 1,3 volts; cartões de memória rodando a 1.6GHz são suportados.
Cada controlador possui dois slots DIMM, para um máximo de quatro slots com um total de 64GB de memória principal usando 8Gb chips de memória. O controlador de memória tem realmente 38-bit endereçamento físico e 48 bits de endereçamento virtual, caso você esteja se perguntando. (Só porque tem um chip de processamento de 64 bits não significa que ele tem uma memória completa endereçamento de 64 bits.) Os controladores de memória têm reforçado esfregar memória ECC e outras guloseimas para dar-lhe a confiabilidade da memória de classe de servidor. Estes incluem um DDR scrambler, injeção de erro com o endereço / fonte partida, e uma demanda baseada em hardware e motor de patrulha. O chip tem 25.6GB/sec de pico de largura de banda de memória da memória principal e para os caches L2.
O chip Avoton também tem quatro PCI-Express 2.0 - Não 3.0 - controladores com um total de dezesseis faixas de capacidade. Para os tipos de cargas de trabalho que a Intel está perseguindo, 80 pistas rodando a 3,0 velocidades PCI-Express, como dois soquetes Xeon E5 oferece, hoje, é um pouco demais. Parte da razão pela qual os controladores on-chip PCI-Express não tem que trabalhar tão duro é que o chip Avoton tem duas portas SATA 3.0 e quatro portas SATA 2.0 para ligar para armazenamento físico e um controlador Ethernet integrada, que podem ser configuradas como quatro pistas de corrida em cada 1Gb/sec ou 2.5Gb/sec. (El Reg não estava ciente disso, mas interruptor ASICs da Broadcom, Intel, Marvell, Hewlett-Packard, Cisco Systems e apoiar este modo 2.5Gb/sec, de acordo com Brad Burres, um dos designers do chip Avoton). Este controlador Ethernet on-die é baseado em chip da Intel "Powerville" i350 discreto Ethernet controlador, que foi goosed com o apoio 2.5Gb/sec como foi gravado na Avoton die.
O Avoton também tem um controlador para conduzir quatro portas USB 4.0 e um outro controlador para vários dispositivos de I / O legado.
A plataforma Edisonville baseado no Avoton Atom
De certa forma, uma Avoton SoC é como um servidor de Nehalem-EP bebê implementado em um único die. Ele tem oito núcleos e 64 GB de memória e, provavelmente, tem mais ou menos o mesmo desempenho de um sistema Nehalem mid-line tinha cerca de cinco anos atrás. (Nós vamos descobrir mais quando Intel libera alguns benchmarks.)
Curiosamente, o chip inclui uma interconexão de estilo Nehalem trave chamado de Agente do Sistema Silvermont, ou SSA, que fornece uma interface ponto-a-ponto para os módulos de CPU de dois núcleos e seus caches L2 compartilhado. Este agente sistema mantém a coerência de cache através dos núcleos e também links para o tecido do sistema On-chip Intel. O IOSF foi criado para todos os SoCs da Intel para o cliente e dispositivos de servidor. Ele tem uma tela de alta velocidade para esses controladores PCI-Express 2.0 e, em seguida, um tecido derivado de velocidade média que os outros controladores na ranhura em fieira.
Isso permite que os slots PCI-Express executar desobstruída por outros periféricos. O IOSF suporta cabeçalhos PCI-Express e regras de ordenação para os sistemas operacionais existentes e outros softwares de armazenamento pode fazer uso desse ônibus, sem modificações. Este ônibus IOSF funciona a 400 MHz, e você pode engrenar-lo para economizar energia, se você não precisa dele para correr tão rápido. "Haswell" Core Intel Xeon e os projetos têm IOSF ônibus, e assim fazer suas recentes gerações de chipsets de servidor Xeon.
Os Avoton chips Atom C2000, os preços não incluído
Há cinco processadores Avoton destinadas a servidores e oito processadores Rangeley destinadas a equipamentos de rede que são todos baseados no mesmo núcleo. Eles têm dois, quatro ou oito núcleos ativados e, dependendo do modelo executado em 1.7GHz, 2.0GHz ou 2,4 GHz com Turbo Boost da adição de 200MHz ou 300MHz. (Um chip de Rangeley, a uma execução em 2.0GHz, não tem Turbo Boost.) O controlador de quatro portas SATA 2.0 não está habilitado em todos os modelos da Avoton, eo chip C2350 low-end tem apenas dois núcleos, apenas um canal de memória, e sem portas SATA 2.0, e é assim que a Intel é capaz de obter o seu ponto de design térmico até 6 watts.
Eis como o Avoton and chips Rangeley mapear contra o Atom S1200 e os E3 processadores Xeon v3:
Os chips Avoton e Rangeley contra Atom S1200 e Xeon E3 alternativas (clique para ampliar)
Vai ser muito interessante ver como microservers com base nas fichas Avoton comparar com aqueles baseados nos processadores Xeon E3 em termos de desempenho e retorno para os investimentos. Em tempo, a Intel ainda não tinha finalizado preços para o Avoton and chips Rangeley, por isso não podemos fazer qualquer comparação ainda.
O que podemos dizer é que, quando você soma tudo isso, um segmento Avoton pode fazer o dobro do trabalho como um fio Centerton ou pode fazer o mesmo trabalho por cerca de um quinto do consumo de energia. Quando você dimensiona os núcleos acima de dois com Centerton a oito com Avoton, você pode empurrar muito mais trabalho pela Avoton. Dependendo da carga de trabalho, a Avoton top-bin pode fazer algo entre cinco e dez vezes o trabalho de um Centerton. ®
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