Intel Nehalem EX: 8-core CPU's voor high-end servers

Inleiding

Eind 2008 introduceerde Intel met de Core i7 desktopprocessor de Nehalem processorarchitectuur. De vernieuwingen bestonden ondermeer uit de integratie van de geheugencontroller binnen de processor, de komst van de nieuwe QuickPath chip-naar-chip verbinding, de terugkeer van HyperThreading en de Turbo modus. Een paar maanden later kwam de Nehalem architectuur in de vorm van de Xeon 5500 processor ook beschikbaar voor dual-socket servers. Sinds begin dit jaar heeft Intel ook Nehalem processors beschikbaar voor notebooks. Daarmee zijn bijna alle productsegmenten voorzien. Het laatst overgebleven deel van de markt is vandaag aan de beurt, met de introductie van de Nehalem-EX processors (codenaam Beckton). Intels nieuwe architectuur komt nu ook beschikbaar voor high-end server met 4, 8 of nog meer sockets.

In onze berichtgeving over de Nehalem architectuur de laatste jaren, hebben we al vaker geschreven dat de vernieuwingen in de architectuur juist bij systemen met veel processors tot hun recht komen. Door de integratie van de geheugencontroller schaalt het aantal geheugenkanalen binnen een systeem immers voor het eerst met het aantal aanwezige processors. Dankzij de QuickPath interface kunnen alle processors voor het eerst rechtstreeks met elkaar communiceren, zodat alle communicatie niet langer via een centrale chipset hoeft te lopen.

Intel heeft haar Nehalem architectuur voor het MP-server segement flink uitgebreid. Ondanks dat de processors nog gebaseerd zijn op het 45nm productieprocedé heeft Intel de processors ondermeer uitgevoerd met 8 cores, 24 MB L3-cache, vier DDR3-geheugenkanalen en vier QuickPath verbindingen. Met 2,3 miljard transistors is Beckton de meest complexe processor die tot nu toe de fabrieken van Intel heeft verlaten. De nieuwe processors komen op de markt als Xeon 7500 reeks en zijn bedoeld voor mission critical enterprise toepassingen. In dit artikel bespreken we de specificaties en mogelijkheden van de nieuwe processors en bekijken we één van de eerste servers die er gebruik van maken, de Dell R810.

In de afbeelding hierboven zien we schematisch hoe het Xeon MP platform zich de afgelopen vijf jaar heeft ontwikkeld. Links zie je de opbouw van een 4-socket systeem met Xeon MP processors uit 2005, destijds nog gebaseerd op de Pentium 4 architectuur. Alle vier de processors zijn via een gedeelde frontside bus verbonden met de chipset. Die frontside bus is duidelijk de bottleneck binnen het systeem; wanneer één van de CPU's deze in gebruik heeft, is externe communicatie voor de andere CPU's tijdelijk niet mogelijk. Met de Clarksboro Xeon chips in 2007 (gebaseerd op de Intel Core architectuur) werd het probleem al gedeeltelijk opgelost door iedere processor met een eigen frontside bus te verbinden met de chipset. Nog altijd bleef de bottleneck bestaan dat een trip langs de chipset nodig was wanneer twee CPU's data wilden uitwisselen, of wanneer de geheugenmodules aangesproken dienden te worden. Rechts zien we het nieuwe platform, zoals Intel dat vandaag introduceert: de geheugenmodules zijn rechtstreeks verbonden met de processors en dankzij QuickPath kunnen alle chips binnen de server rechtstreeks met elkaar communiceren. Intel belooft dan ook een ongekende prestatiewinst ten opzichte van de vorige generatie.