Intel, 8 소켓 대응의 24 코어 프로세서 Xeon E7 v4 시리즈

~ Xeon E7 v3에 비해 약 1.3 배의 성능

 

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　미국 Intel은 6 일 (현지 시간) "Broadwell-EX"의 코드 네임으로 개발을 계속해 온 데이터 센터 (서버) 용 프로세서가 될 Xeon E7 v4 패밀리를 발표했다. Xeon E7 v4 제품군은 회사의 4 소켓 초 제품인 Xeon E7로는 처음으로 14nm 프로세스 룰로 제조되어 이전 세대가되는 Xeon E7 v3 제품군 (코드 명 : Haswell-EX)가 18 코어이었는데 대해 24 코어로 강화되고있다.

　Intel에 따르면 Xeon E7 v4는 Xeon E7 v3에 비해 대체로 1.3 배 정도의 성능을 제공하고 있으며, 5 년 전 2011 년에 출시 된 초대 Xeon E7의 4 소켓 서버 100 대분과 동일한 성능 를 33 대분으로 실현할 수있어 운영 비용도 절감 가능하다고한다.

E7은 8 소켓까지 지원

　Intel의 데이터 센터 용 프로세서는 서브 브랜드로 분류하면 Xeon E7, Xeon E5, Xeon E3의 3 종류가 있으며, 다음과 같은 차이가있다.

[표 1] Intel의 데이터 센터 용 프로세서의 3 개의 서브 브랜드

현재 제품	소켓 수	GPU	목표 시장
제온 E7의 V4 (Broadwell-EX)	4～8	-	미션 크리티컬 대규모 서버
제온 E5의 V4 (Broadwell-EP)	2～4	-	메인 스트림 서버
제온 E3의 V5 (스카이 레이크)	1	있음 / 없음	엔트리 서버

　가장 저가형되는 E3 시리즈는 싱글 소켓 서버용으로 자리 매김하고있다. 클라이언트 PC와 동일한 다이가 채용되고 있으며, 내장 GPU가 비활성화 된 SKU와 그대로 사용되는 SKU가 있고, 후자는 GPU의 트랜스 코딩 하드웨어를 이용하여 동영상의 속도 변환도 가능 되어있다. 현재 클라이언트 PC 용 6 세대 Core 프로세서와 공통의 다이된다 Skylake (개발 코드 명)가 채용되고 있으며, 최근 대만에서 열린 COMPUTEX TAIPEI에서 자사의 최신 제품이다 Xeon E3-1500 v5 ( 다른 기사 참조)가 발표되고있다.

　E5 시리즈는 메인 스트림 서버로 자리 매김 2 소켓 서버를위한 제품이다. 현재 일본에서 일반적으로 서버라고하는 것은이 2 소켓 E5 시리즈의 것을 의미하며 엔터프라이즈 서버 및 데이터 센터의 클라우드 서버 등이 E5 시리즈가 이용되는 경우가 많다. 현재의 최신 제품은 3 월 31 일 (미국 시간)에 발표 된 Xeon E5 v4 ( 다른 기사참조)된다.

　그리고 새로 발표 된 것이 Xeon E7 v4. E7 시리즈는 Intel의 자사 칩셋에서 4 소켓까지 타사 칩셋이면 8 소켓까지 대규모 구성에 대응하고 미션 크리티컬 서버 및 인 메모리 데이터베이스 등의 대규모 데이터베이스 서버용으로 자리 매김 있다. 작년 (2015 년) 발표 된 Xeon E7 v3 (개발 코드 명 : Haswell-EX)을두고 바꾸게된다.

Xeon E5 v4와 동일한 다이를 사용하면서 최대 24 코어로 확장 구현

　Xeon E7 v4는 CPU의 다이 자체는 Xeon E5 v4에 사용되고있는 Broadwell-EP와 같다. Broadwell-EP 다이의 특징 등에 관해서는 앞의 다른 기사 에서 자세하게 해설하고 있으므로, 그 쪽을 참조 바란다.

 

제온 E7 V4

 

CPU 소켓은 기존과 동일한 Socket R1 (LGA2011)

　그러나 Xeon E7 v4에서는 Xeon E5 v4에서는 비활성화되어 있던 일부 기능이 활성화되어있다. 구체적으로는 다음의 세 가지 점.

1. CPU 코어가 최대 24 코어까지 (Xeon E5 v4는 22 코어까지)
2. RAS 기능
3. SMI 의한 대용량 메모리 탑재가 가능하게

　Xeon E5 v4, Xeon E7 v4 공통으로 사용되는 Broadwell의 LCC (Large Core Count)라는 최대 구성의 다이에는 24 코어가 내장되어있다. 그러나 Xeon E5 v4에서는 최대 구성에서도 2 개의 코어가 비활성화 된 22 코어 구성으로되어있다. 한편, Xeon E7 v4는 최대 24 코어 구성의 SKU가 준비되어 있으며, HT (Hyper Threading) 기술을 사용하는 경우에는 최대 48 논리 코어로 이용할 수있다. 최대 8 소켓 구성이 가능하게되기 때문에 1대로 192 코어 / 384 스레드는 시스템을 구축 할 수있다.

 

 

 

 

Xeon E5 v4의 LCC와 동일한 최대 24 코어 구성. Xeon E5 v4는 22 코어까지이지만, Xeon E7 v4는 24 코아후루의 SKU가된다 (출처 : Intel Xeon Processor ??E7 v4 Family Architecture Review 2016 년 Intel Corporation)

　또한 Xeon E5 v4에서는 비활성화되어 있었고, RAS (Reliability Availability Serviceability, 안정성 / 가용성 / 관리 기능) 기능이 활성화되어있다. RAS 오류 등을 점검하고 대처하는 기능으로, 미션 크리티컬 서버에 이용되는 Xeon E7 시리즈는 필수라고도 할 수있는 기능. Intel에서는 회사의 RAS 기능을 "Intel RunSure Technology"로 통칭하고있다.

　이 RAS 기능은 매 세대 기능을 추가하고 이전 세대에서는 향상된 MCA Gen.2 주소 범위 메모리 미러링 여러 계급, 스페어 링, DDR4 명령 / 주소 패리티 오류 복구 등의 기능이 추가되었습니다. Broadwell-EX 세대에서는 OS 및 ISV이 기능을 소프트웨어에 통합 할 수 있도록 확장되어 있으며, 기본적으로는 이전 세대와 동일한 기능을 탑재된다.

　메모리 주위에도 차이가있다. Xeon E7에서는 SMI라는 버퍼를 외부에 장착하고 먼저 DIMM 모듈을 장착하는 형태로 메모리를 탑재한다. Xeon E7 v4에도와 마찬가지로 Intel SMI Gen.2라는 제 2 세대의 SMI 컨트롤러를 이용하여 버퍼에 대해 6 개의 DIMM을 장착 할 수있다. 버퍼를 4 개 장착 가능하며, 1 소켓 당 최대 24 개의 DIMM을 장착 할 수있다.

　Xeon E7 v4는 새로운 128GB의 3DS LR-DIMM이 지원된다. 이를 이용한 경우에는 4 소켓 시스템은 24 (1 소켓 당 24DIMM) × 4 × 128GB에서 1??2TB 8 소켓 시스템에서 24TB라는 엄청난 양의 메인 메모리를 사용할 수있게된다. 또한, 메모리 동작 클럭 등은 Xeon E7 v3와 같다.

 

 

 

 

메모리 주위는 Xeon E7 v3와 기본적으로 같지만, 새롭게 128GB의 3DS LR-DIMM이 지원된다. 8 소켓의 경우 24TB까지 메모리를 증설 할 수있는 (출처 : Intel Xeon Processor ??E7-8800 / 4800 v4 Product Family Performance UPDATE 2016 년 Intel Corporation)

　또한 기존에는 2 구성에서만 지원되었던 캐시 스눕 새로운 방식 COD (Cluster on Die)에 대해 4 소켓 구성에도 대응한다. COD는 프로세서 내부를 두 개의 클러스터로 분할하여 2 개 홈 에이전트의 디렉토리 캐시라는 14KB의 캐시 테이블을 먼저 참조 거기서 히트하지 않는 경우에만 홈 에이전트가 스눕하는 구조 다. 그러면 LLC (Last Level Cache)의 적중률을 높이고하고 메모리 지연 시간 감소, 메모리 대역폭의 효율적인 이용도있다.

 

 

 

 

 

COD 기능이 4 소켓에서도 이용할 수있게된다 (출처 : Intel Xeon Processor ??E7 v4 Family Architecture Review 2016 년 Intel Corporation)

　덧붙여 Xeon E7 v4 (Broadwell-EX) Xeon E7 v3 (Haswell-EX) Xeon E7 v2 (Ivy Bridge-EX)의 3 세대 기능 및 스펙은 다음과 같다. CPU 소켓은 기존과 동일한 Socket R1 (LGA2011)가된다.

 

 

[표 2] Xeon E7 v4, Xeon E7 v3, Xeon E7 v2 사양 비교

	제온 E7 v2를	제온 E7 V3	제온 E7 V4
소켓	소켓 R1
플랫폼 코드 명	Brickland
공정 기술	22 나노		14nm
CPU 코어	최대 15	최대 18	최대 24
最大 TDP	165W
AVX	AVX1 (8DP FLOPS / 시계 / 코어)	AVX2 (16DP FLOPS / 시계 / 코어)	AVX2 (16DP FLOPS / 시계 / 코어)
VT-x 새로운 기능	미 대응	지원	지원
FMA	미 대응	지원	지원
TSX	미 대응	지원	지원
QPI	3xQPI 1.1 (최대 8GT / 초)	3xQPI 1.1 (최대 9.6GT / 초)	3xQPI 1.1 (최대 9.6GT / 초)
LLC	최대 37.5MB	최대 45메가바이트	최대 60메가바이트
스눕 모드	예배 규칙서	예배 규칙서	Directry / COD
메모리	DDR3	DDR3 / DDR4	DDR3 / DDR4
SMI 속도	2,667MT / 초	3,200MT / 초	3,200MT / 초
DIMM 수	24DIMM / 소켓
EMCA	V1	V2	V2
MCA 복구 - 실행 경로	○	○	○
MCA 복구 - 실행 I / O	○	○	○
의 PCIe LER	○	○	○
기반 메모리 미러링 주소	-	○	○
Muliple 순위 스페어 링	-	○	○
명령에 대한 DDR4 복구 / 패리티 오류	-	○	○
OS / ISV 통합	-	-	-
I / O	32xPCIe 3.0,1xDMI2 (4 개)

이전 세대에 비해 대체로 1.3 배의 성능 향상을 실현

 

　Xeon E7 v4에 준비되어있는 SKU는 다음과 같이되어있다.

 

[표 3] Xeon E7 v4의 SKU 구성

	최대 소켓 수	코어 / 스레드	주파수	터보 부스트	LLC	QPI	TDP	가격 (달러)
E7-8890 V4	8	24/48	2.2GHz의	○	60메가바이트	9.6GT / 초	165W	7,174
E7-8880 V4	8	22/48	2.2GHz의	○	55메가바이트	9.6GT / 초	150W	5,895
E7-8870 V4	8	20/40	은 2.1GHz	○	50메가바이트	9.6GT / 초	140W	4,672
E7-8860 V4	8	18/36	2.2GHz의	○	45메가바이트	9.6GT / 초	140W	4,061
E7-4850 V4	4	16/32	은 2.1GHz	○	40메가바이트	8GT / 초	115W	3,003
E7-4830 V4	4	14/28	2GHz의	○	35메가바이트	8GT / 초	115W	2,170
E7-4820 V4	4	10/20	2GHz의	-	25메가바이트	6.4GT / 초	115W	1,502
E7-4809 V4	4	8/16	은 2.1GHz	-	20메가바이트	6.4GT / 초	115W	1,223
E7-8891 V4	8	10/20	2.8GHz의	○	60메가바이트	9.6GT / 초	165W	6,841
E7-8893 V4	8	4/8	3.2GHz의	○	60메가바이트	9.6GT / 초	140W	6,841
E7-8867 V4	8	18/36	2.4	○	45메가바이트	9.6GT / 초	165W	4,672

 

 

 

　Intel은 성능 데이터도 공개하고있다. 이전 세대의 최상위 SKU가되는 Xeon E7-8890 v3 (18 코어, 2.5GHz, 165W)과 신제품의 최상위 SKU가되는 Xeon E7-8890 v4 (24 코어, 2.2GHz, 165W)의 비교에서는 SPECfp_rate_base2006에서 1.19 배, SPECint_rate_base2006에서 1.28 배, SPECjbb2015 Multi-JVM Critical에서 1.29 배, TPC-E SQL Server에서 1.3 배, SAP Sales and Distribution 2T LINUX에서 1.33 배, SAP Sales and Distribution 2T Windows에서 1.33 배, SPECvirt_sc 2013 에서 1.35 배라는 결과라고한다. Intel에 의하면, 이러한 결과는 대체로 이전 세대에 비해 약 1.3 배 성능이 향상하고 있다고 평가하고있다.

 

 

 

 

Xeon E7-8890 v4 및 Xeon E7-8890 v3 비교. Xeon E7-8890 v4가 평균 1.3 배의 성능 향상 (출처 : Intel Xeon Processor ​​E7-8800 / 4800 v4 Product Family Performance UPDATE 2016 년 Intel Corporation)

　5 년 전에 발매 된 Westmere-EX 세대의 Xeon E7-4870 (10 코어)와 Xeon E7-8890 v4의 비교에서는 33 대의 4 소켓의 Xeon E7-8890 v4는 100 대의 4 소켓의 Xeon E7-4870과 동등한 성능으로 네트워크 / 유지 보수 비용이 최대 92 % 전기 / 공조 비용이 최대 73 %, 소프트웨어 라이센스 비용이 최대 67 % 절감되는 장점이 있다고한다.

 

 

 

 

Xeon E7-8890 v4와 5 년 전 Xeon E7-4870의 4 소켓 서버를 동일한 성능에서 대수로 비교하면 Xeon E7-4870 100 대에 Xeon E7-8890 v4는 33 대에서 끝난다. 네트워크 / 유지 보수 비용이 최대 92 % 전기 / 공조 비용이 최대 73 %, 소프트웨어 라이센스 비용이 최대 67 % 절감된다 (출처 : Intel Xeon Processor ​​E7-8800 / 4800 v4 Product Family Performance UPDATE 2016 년 Intel Corporation)

　2 소켓의 Xeon E5-2699 v4 (22 코어)와 4 소켓의 Xeon E7-8890 v4 (24 코어) 비교의 경우에는 20 개의 2 소켓 Xeon E5-2699 v4 서버가 9 개의 4 소켓 Xeon E7-8890 v4 서버와 동등한 성능으로 TCO는 25 % 낮아진다.

 

 

 

2 소켓의 Xeon E5-2699 v4 (22 코어)와 Xeon E7-8890 v4 (24 코어)의 비교 (출처 : Intel Xeon Processor ​​E7-8800 / 4800 v4 Product Family Performance UPDATE 2016 년 Intel Corporation)

　경쟁 업체와의 비교에서는 IBM POWER8 (E870)과 Xeon E7-8890 v4와 비교 데이터도 공개되어 있으며, 성능은 Xeon E7-8890 v4가 IBM POWER8 (E870)를 40 % 상회하면서 전력은 절반 . 그러면 비용은 IBM POWER8 (E870)에 비해 10 배 높은 것으로 Intel은 주장하고있다.

 

 

 

IBM POWER8 (E870) と の 比較 (出典 : 인텔 제온 프로세서 / 4800 E7-8800 V4의 제품군 성능 UPDATE, 2016 年, 인텔)