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Neue Dual-CPU Server mitIntel Xeon Scalable Performance(Codename Purley/Skylake-SP)
@wefinet Werner Fischer, Thomas-Krenn.AG
Webinar, 17. Oktober 2017
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Intel Xeon Scalable Performance_ Das ist NEU:
_ Neue Mikroarchitektur_ AVX512_ Größere L2-Caches_ Memory Subsystem – 6 Channels/CPU_ RAS Funktionen
_ Die Prozessoren: Xeon Bronze, Silver, Gold & Platinum
_ Skylake-SP Server bei Thomas-Krenn
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Eine CPU für 1, 2, 4 und 8 Sockets
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Neue Mikroarchitektur48 (3x16) PCIe 3.0 Lanes
je CPU (bisher 44)
6 Memory Channelsje CPU (bisher 4)
max. 28 Cores(bisher 24)
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Mesh Architektur
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AVX-512LINPACK Benchmark zur Messung der Gleitkommaperformance:
→ Misst wie schnell ein Computer ein System von linearen Gleichungen löst→ Wird für Top500 Supercomputer-Liste verwendet
→ Schwerpunkt auf CPU, nicht auf Memory oder I/O Bandbreite→ Wird häufig auf CPU optimiert – echter Code muss vom Programmierer
ebenso angepasst werden, damit Performancevorteil entsteht
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AVX-512
_ FMA (Fused Multiply Add) Einheiten für AVX-512
_ 1 FMA (Bronze, Silber, Gold 5100)
_ 2 FMA (Gold 6100, Platinum)
_ AVX-512 Performancevorteil abhängig von Anwendung, vor allem Forschung, Finanz, KI, Deep Learning
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Optimierte Turbo Profile → höhere Taktfrequenz
_ Bisherige CPUs (Prior Generation) schalten ca. 1 Bin pro aktiven Core herunter
_ Skylake-SP CPUs schalten optimiert langsamer herunter
_ → Möglichkeit höherer Frequenzen bei mittlerer Anzahl aktiver Cores
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Größere L2 Caches – optimiert fürs RZ
_ On-Chip Balance von „shared-distributed“ → „private-local“
_ Shared L3 von „inclusive“ → „non-inclusive“
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1) Memory Read:direkt in L2(nicht mehr L2+L3)
2) Wenn Eintrag in L2 freigemacht werden muss, wird dieser in L3 übertragen (sowohl veränderte als auch unveränderte Einträge)
3) Daten, die von mehreren Cores genutzt werden, kommen in L3
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Cache Performance
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_ Skylake-SP Latenz etwas erhöht – für 4x so viel L2
_ Skylake-SP gute L3 Cache Latenzen bei mehr Cores (28 vs. 24)
Cache Performance
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Memory Subsystem 2 Memory Controllermit je 3 Channels
2 Memory Controllermit je 3 Channels
→ 6 Channels pro CPU,12 Channels bei Dual-CPU
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Memory Performance (Bandbreite/Latenz)
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Regeln für optimale Speicher-Performance
1) Kanäle: Alle bestückten Memory Channels sollten die selbe Gesamtkapazität (GB) und die selbe Anzahl an Ranks haben
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
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Regeln für optimale Speicher-Performance
1) Kanäle: Alle bestückten Memory Channels sollten die selbe Gesamtkapazität (GB) und die selbe Anzahl an Ranks haben
2) Controller: Alle (beide) Memory Controller einer CPU sollten die selbe Konfiguration von RAM Riegeln (DIMMs) haben
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
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Regeln für optimale Speicher-Performance
1) Kanäle: Alle bestückten Memory Channels sollten die selbe Gesamtkapazität (GB) und die selbe Anzahl an Ranks haben
2) Controller: Alle (beide) Memory Controller einer CPU sollten die selbe Konfiguration von RAM Riegeln (DIMMs) haben
3) CPUs: Alle CPUs eines Servers (z.B. beide CPUs eines Dual-CPU Servers) sollten die selbe Konfiguration RAM Riegeln (DIMMs) haben
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silver, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
Slot 0
Slot 1
Slot 0
Slot 1
Slot 0
Slot 1
Memory Controller 0
Slot 0
Slot 1
Slot 0
Slot 1
Slot 0
Slot 1
Memory Controller 1
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silver, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
DIMM
Memory Controller 0 Memory Controller 1
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silber, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
DIMM
Memory Controller 0 Memory Controller 1
18% Performance(STREAM Triad relative memory bandwidth)
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silber, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
DIMM
Memory Controller 0
DIMM
Memory Controller 1
35% Performance(STREAM Triad relative memory bandwidth)
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silber, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
DIMM DIMM
Memory Controller 0
DIMM DIMM
Memory Controller 1
67% Performance(STREAM Triad relative memory bandwidth)
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silber, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
DIMM DIMM DIMM
Memory Controller 0
DIMM DIMM DIMM
Memory Controller 1
97% Performance(STREAM Triad relative memory bandwidth)
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CPU(z.B. Xeon Bronze, Silber, Gold, Platinum)
Optimale Speicher-Performance – Beispiele
Weitere Informationen: https://lenovopress.com/lp0742
DIMM
DIMM
DIMM
DIMM
DIMM
DIMM
Memory Controller 0
DIMM
DIMM
DIMM
DIMM
DIMM
DIMM
Memory Controller 1
100% Performance(STREAM Triad relative memory bandwidth)
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RAS (Reliability, Availability, Serviceability)
_ Neue und erweiterte RAS Funktionen:
_ Standard RAS (Bronze/Silver)
_ Advanced RAS (Gold/Platinum)
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RAS (Reliability, Availability, Serviceability)
_ Adaptive Data Correction (ADC)
_ Adaptive Double DRAM Device Correction (ADDDC) – Advanced
_ Advanced Error Detection and Correction (AEDC)
_ LMCE (4&8 Socket) – Advanced_ ab Linux Kernel 4.2/4.3, in KVM Gästen ab Kernel 4.8 (siehe Git Commits)
Weitere Informationen: https://software.intel.com/en-us/articles/new-reliability-availability-and-serviceability-ras-features-in-the-intel-xeon-processor
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Intel Xeon Scalable Performance_ Das ist NEU:
_ Neue Mikroarchitektur_ AVX512_ Größere L2-Caches_ Memory Subsystem – 6 Channels/CPU_ RAS Funktionen
_ Die Prozessoren: Xeon Bronze, Silver, Gold und Platinum
_ Skylake-SP Server bei Thomas-Krenn
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CPU 3100 Serie 4100 Serie 5100 Serie 6100 Serie 8100 Serie
Cores 6-8 4-12 4-14 6-22 4-28
Max. Taktfrequenz 1,7 GHz (8C) 2,2 GHz (10C) 3,6 GHz (4C) 3,4 GHz (6C) 3,6 GHz (4C)
AVX-512 1 FMA 1 FMA 1 FMA 2 FMAs 2 FMAs
UPI Links 2 2 2 31 31
UPI Geschwindigkeit 9,6 GT/s 9,6 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s
DDR4 Support MT/s 2133 24002 24002 26662 26662
Hyperthreading
Turbo Boost 2.0
Turbo Max. Freq. 3,0 GHz (alle) 3,7 GHz (4C) 4,2 GHz (12C) 3,8 GHz (28C)
RAS Standard Standard Advanced Advanced Advanced
1) abhängig von Mainboard 2) abhängig von den verwendeten RAM-Riegeln
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CPU 3100 Serie 4100 Serie 5100 Serie 6100 Serie 8100 Serie
Cores 6-8 4-12 4-14 6-22 4-28
Max. Taktfrequenz 1,7 GHz (8C) 2,2 GHz (10C) 3,6 GHz (4C) 3,4 GHz (6C) 3,6 GHz (4C)
AVX-512 1 FMA 1 FMA 1 FMA 2 FMAs 2 FMAs
UPI Links 2 2 2 31 31
UPI Geschwindigkeit 9,6 GT/s 9,6 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s
DDR4 Support MT/s 2133 24002 24002 26662 26662
Hyperthreading
Turbo Boost 2.0
Turbo Max. Freq. 3,0 GHz (alle) 3,7 GHz (4C) 4,2 GHz (12C) 3,8 GHz (28C)
RAS Standard Standard Advanced Advanced Advanced
1) abhängig von Mainboard 2) abhängig von den verwendeten RAM-Riegeln
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CPU 3100 Serie 4100 Serie 5100 Serie 6100 Serie 8100 Serie
Cores 6-8 4-12 4-14 6-22 4-28
Max. Taktfrequenz 1,7 GHz (8C) 2,2 GHz (10C) 3,6 GHz (4C) 3,4 GHz (6C) 3,6 GHz (4C)
AVX-512 1 FMA 1 FMA 1 FMA 2 FMAs 2 FMAs
UPI Links 2 2 2 31 31
UPI Geschwindigkeit 9,6 GT/s 9,6 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s
DDR4 Support MT/s 2133 24002 24002 26662 26662
Hyperthreading
Turbo Boost 2.0
Turbo Max. Freq. 3,0 GHz (alle) 3,7 GHz (4C) 4,2 GHz (12C) 3,8 GHz (28C)
RAS Standard Standard Advanced Advanced Advanced
1) abhängig von Mainboard 2) abhängig von den verwendeten RAM-Riegeln
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CPU 3100 Serie 4100 Serie 5100 Serie 6100 Serie 8100 Serie
Cores 6-8 4-12 4-14 6-22 4-28
Max. Taktfrequenz 1,7 GHz (8C) 2,2 GHz (10C) 3,6 GHz (4C) 3,4 GHz (6C) 3,6 GHz (4C)
AVX-512 1 FMA 1 FMA 1 FMA 2 FMAs 2 FMAs
UPI Links 2 2 2 31 31
UPI Geschwindigkeit 9,6 GT/s 9,6 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s
DDR4 Support MT/s 2133 24002 24002 26662 26662
Hyperthreading
Turbo Boost 2.0
Turbo Max. Freq. 3,0 GHz (alle) 3,7 GHz (4C) 4,2 GHz (12C) 3,8 GHz (28C)
RAS Standard Standard Advanced Advanced Advanced
1) abhängig von Mainboard 2) abhängig von den verwendeten RAM-Riegeln
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CPU 3100 Serie 4100 Serie 5100 Serie 6100 Serie 8100 Serie
Cores 6-8 4-12 4-14 6-22 4-28
Max. Taktfrequenz 1,7 GHz (8C) 2,2 GHz (10C) 3,6 GHz (4C) 3,4 GHz (6C) 3,6 GHz (4C)
AVX-512 1 FMA 1 FMA 1 FMA 2 FMAs 2 FMAs
UPI Links 2 2 2 31 31
UPI Geschwindigkeit 9,6 GT/s 9,6 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s 10,4 GT/s
DDR4 Support MT/s 2133 24002 24002 26662 26662
Hyperthreading
Turbo Boost 2.0
Turbo Max. Freq. 3,0 GHz (alle) 3,7 GHz (4C) 4,2 GHz (12C) 3,8 GHz (28C)
RAS Standard Standard Advanced Advanced Advanced
1) abhängig von Mainboard 2) abhängig von den verwendeten RAM-Riegeln
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Intel Xeon Scalable Performance_ Das ist NEU:
_ Neue Mikroarchitektur_ AVX512_ Größere L2-Caches_ Memory Subsystem – 6 Channels/CPU_ RAS Funktionen
_ Die Prozessoren: Xeon Bronze, Silver, Gold und Platinum
_ Skylake-SP Server bei Thomas-Krenn
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4 x PCIe 3.0 x16
2 x PCIe 3.0 x8
14 (!) x SATA3
2 CPU Sockets
2 UPI Links
16 DIMM Slots
2 x LAN(1 oder 10GBit)
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Ausblick
Xeon Scalable PlatformBronze 3100,Silber 4100,
Gold 5100/6100,Platinum 8100
Xeon Scalablefamily refresh
“Cascade Lake”1
(Ende?) 2018,NVDIMMs,pmem.io
1) Quelle: Intel Pressemeldung “Intel Shows 1.59x Performance Improvement in Upcoming Intel Xeon Processor Scalable Family” (16.05.2017)
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Hohe MemoryPerformance: +60%
Level 2 Cache: +300%(4x so viel wie bisher)
OptimierteTurbo Boost Profile
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Intel Xeon Scalable Performance Systeme:
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