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Intel Xeon D, i primi System on Chip per il settore server

Intel ha presentato la nuova famiglia di processori Xeon D-1500, i primi System on Chip (SoC) per il settore server e, allo stesso tempo, la terza generazione di SoC a 64 bit. La produzione è già stata avviata e sono più di 50 i progetti (networking, archiviazione, IoT e microserver) che debutteranno nella seconda metà dell'anno.

Intel Xeon D SoC

Basati sul processo produttivo a 14 nanometri e l'architettura Broadwell, gli Xeon D-1500 arrivano sul mercato sotto forma di due modelli, Xeon D-1520 e Xeon D-5140, entrambi con Hyper-Threading. Questi chip integrano (sul package) core di calcolo, capacità di rete e sistema di I/O (input – output).

SoC Intel Xeon D die

Il die di un SoC Intel Xeon D

Il primo, venduto a 199 dollari, è un quad-core con frequenza di 2.2 GHz ma in grado di arrivare a 2.5 GHz con tutte e quattro le unità (Turbo Boost). Con carichi single-thread il chip può spingersi fino a 2.6 GHz. Lo Xeon D-1540, disponibile a un prezzo di 581 dollari, ha otto core a 2 GHz e arriva a 2.5 GHz con tutti i core in modalità Turbo. Il processore raggiunge una frequenza di 2.6 GHz con un solo core in modalità Turbo.

Intel Xeon D diagramma blocchi

Diagramma a blocchi delle caratteristiche di un SoC Intel Xeon D

Ogni core all'interno di questa architettura ha a disposizione 32 KB di cache L1 data e 32 KB di cache L1 istruction, 256 KB di cache L2 e 1,5 MB di cache L3 (o LLC, Last Level Cache). Nel sistema si possono installare sia memorie di tipo DDR4 con una frequenza di 2133 MHz che memorie DDR3L fino a 1600 MHz.

Intel Xeon D specifiche

Slide di presentazione Intel Xeon D – clicca per ingrandire

Nello specifico i chip supportano due canali di memoria (due DIMM per canale) in cui si possono inserire 128 GB di RDIMM (32 GB per DIMM) e 64 GB di UDIMM e SODIMM (16 GB per DIMM), almeno per quanto riguarda le DDR4. Inoltre, si possono usare soluzioni di memoria ECC ma anche "non ECC".

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Gli acquirenti di questi Xeon avranno a disposizione anche 24 linee PCI Express 3.0, che possono essere divise in molteplici modalità, anche in sei slot raggiunti da quattro linee ciascuno.

Intel Xeon E3-1245 v3 Intel Xeon E3-1245 v3
Intel Xeon E5-2670 v3 Intel Xeon E5-2670 v3

I processori offrono anche otto linee PCIe Express 2.0 per i dispositivi di I/O, sei porte SATA III (6 Gbps), quattro porte USB (quattro USB 3.0 e altrettante 2.0) e due porte 10 gigabit Ethernet in grado di lavorare in modalità 1G e 2.5G. Nonostante l'integrazione dell'Ethernet nell SoC Intel indica un TDP di 45 watt per ambedue i chip.

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I nuovi Xeon offrono anche funzionalità dedicate all'archiviazione e networking tra cui "Non-Transparent Bridging (NTB), l'Asynchronous DRAM self-refresh (ADR) e la tecnologia Intel Quick Data". Secondo il colosso statunitense la nuova famiglia è in grado di offrire prestazioni fino a 3,4 volte maggiori rispetto ai chip Intel Atom di precedente generazione (modello C2750 Avoton con 8 core Silvermont) e prestazioni per watt fino a 1,7 volte migliori.

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L'azienda indica anche di un miglioramento del 5,5% per quanto concerne le istruzioni per ciclo di clock (IPC) rispetto all'architettura Haswell. L'architettura Broadwell mette in campo un supporto AVX 2.0 completo (256 bit integer) e Dual FMA, per un raddoppio delle prestazioni nel rapporto tra operazioni in virgola mobile e ciclo di clock rispetto alla serie Xeon precedente.

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C'è il supporto AES-NI per la codifica delle informazioni, la tecnologia Trusted Execution Technology (TXT) e il supporto alla virtualizzazione (Intel VT). Non manca anche il pieno supporto alle Intel Transactional Synchronized Extensions (Intel TSX) per avere prestazioni multi-thread superiori.

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I cambiamenti all'architettura hanno riguardato anche gli HWP, sigla che identifica gli Hardware Power States. Si tratta di un meccanismo che libera il sistema operativo dalla necessità effettuare decisioni sulla frequenza (e non solo). Ciò permette di controllare la policy a livello rack e datacenter tramite un'interfaccia indipendente del sistema operativo.

Intel Xeon D specifiche

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L'hardware può usare informazioni non disponibili al software e prendere una decisione sui p-state più precisa, migliorando i consumi dell'intero sistema. Il software non deve calcolare le richieste di frequenza, così l'hardware può effettuare decisioni sui p-state più rapide e viene eliminata la dipendenza da ecosistemi esterni.

La presentazione dei SoC Xeon D di Intel in video

Le caratteristiche di questi nuovi chip Xeon rappresentano un passo avanti per rispondere alle necessità future: poter creare infrastrutture a basso consumo e alta densità con caratteristiche RAS (Reliability, Availability e Serviceability).

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Entro il 2020 si stima infatti che nel mondo vi saranno 50 miliardi di dispositivi e un volume di dati di 44 zettabyte. Numeri enormi che richiedono datacenter complessi e potenti, ma che al tempo stesso devono assicurare la sostenibilità economica di chi li realizza e offre servizi. Tra i primi a credere nei nuovi chip troviamo Robert Hoffmann, CEO di 1&1 Internet AG. L'azienda sta infatti valutando la nuova piattaforma di Intel per implementarla nella propria infrastruttura.