[Pro] Intel Xeon E5 v4 Broadwell-EP review: Broadwell voor servers

Power management

Dankzij de overstap op het 14nm procedé is de Broadwell-generatie bij een zelfde prestatie niveau per definitie een stuk zuiniger dan de voorgaande generatie. De kleinere transistors bieden zodoende de mogelijkheid om binnen dezelfde grenzen qua stroomverbruik / warmteproductie meer cores / hogere klokfrequenties te bieden, zoals we al uiteen hebben gezet op pagina 3 van dit artikel. Dit alles moet ervoor zorgen dat de performance-per-watt flink toeneemt, iets wat we verderop op verschillende manieren in kaart hebben gebracht. 

Buiten de evidente verbeteringen als gevolg van de nieuwe transistorgeneratie, vinden we in Xeon E5 v4 processors nog een aantal andere verbeteringen. Allereerst hebben de Broadwell CPU's een ingebouwd, hardwarematig powermanagement dat het schakelen tussen verschillende prestatieniveaus (frequenties, voltages, etc.) overneem van het OS. Dit is nog niet zo uitgebreid als de Speedshift technologie zoals we die kennen van Skylake op de desktop, maar is een eerste stap. Het voordeel van hardwarematige verwerking is dat er sneller geschakeld kan worden tussen verschillende standen en dat er betere keuzes gemaakt kunnen worden aangezien de CPU zélf inzichten heeft die het OS normaal gesproken moeten missen. Op dit moment zijn er twee HWPM profielen; performance en energy efficient die respectievelijk sneller voor de hoogste prestaties en beter voor een laag gemiddeld energiegebruik kunnen zorgen dan vergelijkbare instellingen vanuit het OS. Voor een gebalanceerd profiel - de standaard instelling van de meeste servers - kan HWPM nog niet gebruikt worden. Maar... met wat we al weten van SpeedShift bij Skylake voor desktops, ligt het in de lijn der verwachting dat juist dit vlak bij de volgende generatie Xeon E5 CPU's nog veel grotere stappen worden gezet.

Een belangrijk verschil tussen de Xeon E5 v4 en v3 processors is er bij het power management zodra software gebruik maakt van AVX instructies. Zoals je al kon lezen in onze Haswell server-review, schakelen de CPU's zodra software gebruik maakt van AVX terug naar lagere klokfrequenties, simpelweg omdat deze 128-bit en 256-bit instructies veel meer energie kosten dan traditionele bewerkingen. Bij Haswell was het zo dat wanneer AVX-instructies gebruikt werden, de gehele CPU, álle cores dus, gedurende een bepaalde periode op een lagere klokfrequentie gaan werken, in de regel een paar honderd Megahertz minder. Bij Broadwell is dit echter per core geregeld. Wanneer slechts enkele cores in de weer zijn met AVX-instructies worden enkel die cores teruggeschaald naar de lagere AVX frequentie- en turbo-niveaus. De overige cores blijven op hun standaard waardes lopen. Voor servers die meerdere workloads gelijktijdig draaien waarvan slechts en gedeelte AVX gebruikt, kan dit een flinke prestatiewinst opleveren.