Intels neue Xeon-E7-Familie mit verdoppelter Leistung und mehr

Lang hat die High-End-Szene der Intel-Server auf ein Update mit AVX und PCI-Express 3 warten müssen, mit der neuen Xeon E7v2-Familie (Ivy Town) ist die Wartezeit nun vorbei. Gegenüber dem Xeon-E7-Vorgänger Westmere-EX bietet die neue Familie im Schnitt eine verdoppelte Allgemeinperformance, die für rechenintensive HPC-Aufgaben sogar um bis zum Faktor 3,5 höher sein kann. Die maximale Speicherkapazität wächst um Faktor 3 und die I/O-Bandbreite um Faktor 4.

Jeder Prozessor bietet bis zu 15 Kerne, also 50 Prozent mehr als zuvor. Dazu kommt ein höherer Takt, eine doppelt so breite Vektoreinheit (AVX), doppelt so schnelle Speicheranbindung,sowie mit QPI 1.1 und PCIexpress 3.0 schnelleres I/O. Der Energieverbrauch im Leerlauf ist zudem erheblich niedriger: Das Testsystem der c't mit viermal Xeon E7 4890v2 liegt bei nur noch 275 Watt gegenüber dem alten System mit Xeon E7 4870, das bereits mehr als 500 Watt bei Nichtstun verschlang. Die Energieeffizenz insgesamt, gemessen mit dem Benchmark SPECPower_ssj2008, bei dem auch der Leerlaufverbrauch mit einfließt, ist um Faktor 2,4 höher.

Eine Besonderheit ist die neue Speicheranbindung, die wahlweise zwei DDR3-1333 Kanäle parallel zu DDR3-2666 verschaltet (Performance 2:1-Modus) oder einen Kanal mit DDR3-1600 fährt, dann aber Zeit für eine höherwertige Fehlerkorrektur hat (Lockstep 1:1-Modus).

Wie auch beim Westmere-EX sind die Speicher nicht direkt am Prozessor angeschlossen, sondern über Memory Buffer (Jordon Creek), die die beiden Speicherkanäle betreiben und die jeweils zwei (C10) oder drei (C10x) DIMMs pro Kanal unterstützen. Mit dem Prozessor korrespondieren sie über ein Scalable Memory Interface SMI. Darüber könnte man auch DDR4-Memory-Buffer betreiben, das hebt sich Intel aber noch auf.

Pro Prozessor bietet Ivy Town zwei Home-AQgenten mit zwei Speichercontrollern, ein jeder mit zweimal SMI2 mit 2666 GT/s. Ein Vier-Sockelsystem kann dann insgesamt 96 DIMMs beherbergen, das gibt bei Bestückung mit 64 GByte-Riegeln eine Speicherkapazität von 6 TByte.

Im Performancemodus haben Intels Benchmarker 244 GByte/s im Stream-Triad erzielt, das c't-Testsystem unter Red Hat Enterprise Linux 6.5 kam mit 241 GByte/s sehr nahe dran. Im besser fehlergeschützten Lockstepmodus liegt die Speicherbandbreite bei 159 GByte/s. Beim Linpack-Benchmark ist das Vierfachsystem mit Xeon E7-4890V2 dank AVX mit offiziell 1273 GFlops etwa um Faktor 3,5 schneller als das Vorgänger-System. Hier blieb das c't-Testsystem mit 1203 GFlops (bei 80.000 Gleichungen) ebenfalls nur knapp darunter, da gibt es sicherlich noch etwas Optimierungspotenzial.

Bei SPEC CPU2006 misst c't jedoch in einem anderen Szenario als Intel, mit 64bittigem Code ohne Zusatzbibliotheken, nur mit Standardflags und ohne Autoparallelisierung. Letzteres ist vor allem für die so genannten Speed-Werte wichtig, denn nur so bekommt man Aussagen über die Single-Thread-Performance. Man braucht sich nur einmal bei den veröffentlichten SPECint-Werten (alle mit Autoparallelisierung) anschauen, wie der besonders gut parallelisierbare Benchmark libquantum alle anderen dominiert, etwa hier.

Bei den Durchsatzwerten setzt das Ivy-Town-System bei SPECint_rate_base2006 und SPECfp_rate_base2006 mit 2280(Intel) beziehungsweise 1950 (c't) SPECint_rate_base2006 und 1687 (Intel) bzw 1580 (c't) SPECfp_rate_base2006 neue Maßstäbe für Vierfach-Server, mehr als doppelt so schnell wie der Vorgänger Xeon E7- 4870. Das schnellste Viersockelsystem überhaupt war bislang Fujitsus SPARC M10-4S mit 1430 beziehungsweise 1400 Punkten.

Fujitsus weitgehend in Deutschland gefertigte x86er sind da fixer, insbesondere das neue 8-Sockel-System Primequest 2800E. Das erzielt jetzt im wichtigen SAP-SD-Benchmark 47,500 SD-User bei 0,97 s mittlerer Antwortzeit (259.680 SAPS). Auch IBM und Dell haben bei SAP ihre Xeon-E7v2-Viersockelsysteme gemeldet, die bei 25.000 SD-Usern (136.700 SAPS) respektive 24.150 SD-Usern (132.240 SAPS) liegen.

Die neuen Prozessoren erreichen allerdings auch beim Preis mit bis zu 6841 US-Dollar neue Höhen. Pro Kern liegt das Spitzenmodell Xeon E7 4890v2 mit rund 110 US-Dollar aber gleichauf mit dem Vorgänger Xeon E7 4870, ist jedoch mit 2,8 GHz Grundtakt deutlich schneller.

Mehr zu Intels neuer Xeon-E7-Familie in der nächsten c't, die ab Montag, dem 24.2, am Kiosk liegt.

Xeon-E7v2-Familie
Xeon E7	Kerne/ Threads	Takt [GHz]	L3-Cache [MByte]	Turbo 1C/all	Speicher [DDR3-]	QPI [GT/s]	TDP [W]	OEM-Preis [US-$]
2850v2	12 / 24	2,3	24	5/2	1333	7,2	105	2558
2870v2	15 / 30	2,3	30	6/3	1600	8	130	4227
2880v2	15 / 30	2,5	37,5	6/3	1600	8	130	5339
2890v2	15 / 30	2,8	37,5	6/3	1600	8	155	6451
4809v2	6 / 12	1,9	12	kein	1066	6,4	105	1223
4820v2	8 / 16	2	16	5/3	1333	7,2	105	1446
4830v2	10 / 20	2,2	20	5/3	1333	7,2	105	2059
4850v2	12 / 24	2,3	24	5/3	1333	7,2	105	2837
4860v2	12 / 24	2,6	30	6/4	1600	8	130	3838
4870v2	15 / 30	2,3	30	6/4	1600	8	130	4394
4880v2	15 / 30	2,5	37,5	6/4	1600	8	130	5506
4890v2	15 / 30	2,8	37,5	6/4	1600	8	155	6619
8850v2	12 / 24	2,3	24	5/3	1333	7,2	105	3059
8857v2	12 / 12	3	30	6/4	1333	8	130	3838
8870v2	15 / 30	2,3	30	6/4	1600	8	130	4616
8880v2	15 / 30	2,5	37,5	6/4	1600	8	130	5729
8880Lv2	15 / 30	2,2	37,5	6/4	1600	8	105	5729
8890v2	15 / 30	2,8	37,5	6/4	1600	8	155	6841
8891v2	10 / 20	3,2	37,5	5/2	1600	8	155	6841
8893v2	6 / 12	3,4	37,5	3/1	1600	8	155	6841

(as)