Ausblick auf die Skylake-EP/EX-Plattform mit bis zu 28 Kernen und Hexa-Channel-RAM

Veröffentlicht am: von

intel3In diesem Jahr steht für Intel der Launch der beiden Broadwell-Prozessoren für den Sockel LGA1150 sowie der Startschuss der neuen Skylake-S-Plattform an, die auf dem Sockel LGA1151, den Intel-100-Series-Chipsätzen und DDR3L- beziehungsweise dem DDR4-Arbeitsspeicher basiert. Daneben steht jedoch auch Intels Planung für das Server-Segment nicht still. So erlaubt ein Forenbeitrag aus dem Anandtech-Forum mit einem verlinkten, 12-seitigen PDF-Dokument von Intel einen interessanten Ausblick auf die Plattform, die für die Skylake-EP- und Skylake-EX-Prozessoren in der Entwicklung steckt.

Intel hat für dieses Grundgerüst auch bereits einen Codenamen ausgedacht. So wird es "Purley" werden:

img_5.jpg
Intel-Server-Plattform Roadmap

Innerhalb der ersten interessanten Folie sind alle aktuellen, in der Entwicklung steckenden und die geplanten Plattformen abgebildet. Die grün hinterlegten Plattformen konnte Intel bereits auf dem Markt etablieren, darunter die Xeon-E5-1600-v3-Serie (Haswell-EP) für Single-Sockel-Systeme, die Xeon-Phi-x100-Serie, die Xeon-E5-2600-v3-Produktfamilie (Haswell-EP) für Dual-Sockel-Systeme, Xeon E5-4600-v2- (Ivy Bridge-EP) und Xeon-E7-8800/4800/2800-v2-Serie (Ivy Bridge-EX) erweiterte Serversysteme.

Noch für dieses Jahr hat Intel die Einführung der Xeon-E5-4600-v3-Prozessoren für Quad-Sockel-Systeme auf Haswell-EP-Basis und die Xeon-E7-8800/4800-V3-Modelle auf Haswell-EX-Basis für bis zu Octa-Sockel-Systeme (Nodes) fest eingeplant. Im kommenden Jahr möchte Intel schließlich die Broadwell-Architektur in Form der Broadwell-EP-Prozessoren (Grantley) für Single-Sockel-Systeme (Xeon-E5-1800-v4-Serie), für Dual-Sockel-Systeme (Xeon E5-2600-v4-Serie), für Quad-Sockel-Systeme (Xeon-E5-4600-v4-Serie) und die Broadwell-EX-Prozessoren (Brickland) der Xeon-E7-8800/4800-v4-Serie an den Mann bringen. Im selben Jahr soll dann auch der Start der Xeon-Phi-x200-Produktserie (Knights Landing) erfolgen.

In etwa zwei Jahren soll dann mit der Purley-Plattform die Zeit für die Skylake-EP und Skylake-EX-Prozessoren inklusive der Intel-Omni-Path-Architektur gekommen sein.

img_5.jpg
Vergleich zwischen Broadwell-EP, Broadwell-EX und Skylake-EP/EX.

In dieser Tabelle werden die kommenden Server-Plattformen miteinander verglichen. Broadwell-EP vertraut auf den Sockel 2011v3, bietet im Höchstfall 22 Kerne und 44 Threads durch Intels Hyper-Threading-Technology sowie weiterhin Quad-Channel-RAM-Unterstützung. Die effektiven DDR4-Arbeitsspeicher-Taktfrequenzen unterscheiden sich dadurch, wie viele DIMMs pro Kanal zum Einsatz kommen. Während bei einer 1DPC-Konfiguration (DIMM(s) per Channel) maximal 2.400 MHz möglich sind, sind es bei der 2DPC-Konfiguration die üblichen 2.133 MHz und bei einer 3DPC-Config nur noch 1.600 MHz.

Die Kommunikation erfolgt unverändert über zwei v1.1-QPI-Kanäle pro CPU. Von der CPU aus werden 40 PCIe-3.0-Lanes bereitgestellt, wie bei den meisten Haswell-E/EP-Prozessoren ebenfalls. Auch der Chipsatz bleibt für Broadwell-EP bei Wellsburg, der besser bekannt ist unter der Bezeichnung C612 (Server/Workstation) und X99 (Desktop). Die Anbindung zwischen CPU(s) und Chipsatz erfolgt daher über das Direct-Media-Interface in Version 2.0 über vier Lanes. Die restlichen Ausstattungsmerkmale sind ohnehin schon bekannt und bleiben unverändert.

Genau wie die Haswell-EX-CPUs, passen auch die Broadwell-EX-Modelle in den Sockel LGA2011v1 und stellen bis zu 24 Kerne bereit. Bei diesen Systemen sind es gar drei QPI-v1.1-Links pro CPU (ebenfalls 9,6 GT/s), höchstens 32 PCIe-3.0-Lanes und auch eine Quad-Channel-Unterstützung mit DDR4-(L)RDIMMs gehört dazu. Als Chipsatz kommt hier allerdings der Patsburg (C600-Serie und X79) zum Einsatz.

Sowohl Skylake-EP als auch Skylake-EX erhalten von Intel einen neuen, aber noch nicht näher spezifizierten "Sockel P". Je nach CPU-Modell können dank des 14-nm-Fertigungsverfahrens bis zu 28 Kerne untergebracht werden. Neu ist hingegen die Sechs-Kanal-RAM-Unterstützung (Hexa-Channel-Interface) mit DDR4-(L)RDIMMs mit effektiven Taktraten von 2.133 und 2.400 MHz (2DPC) beziehungsweise gar 2.666 MHz (1DPC), mit der eine nochmals erhöhte Speicherbandbreite realisiert werden kann. Eine 3DPC-Konfiguration hat Intel hingegen ganz gestrichen. Um einem möglichen Flaschenhals entgegenzuwirken kommt bei den Skylake-EP/EX-Prozessoren erstmals UPI statt QPI zum Einsatz, das bis auf 9,6 GT/s mit zwei Kanälen und 10,4 GT/s mit drei Kanälen pro CPU kommt.

Den CPUs werden dabei satte 48 PCIe-3.0-Lanes übergeben, die sich in 16, 8 und 4 Lanes aufteilen lassen. Ebenfalls erneuert wird der Chipsatz, der den Codenamen "Lewisburg" trägt und per DMI 3.0 an die CPU(s) mit vier Lanes angebunden ist. Der Chipsatz an sich ist dazu fähig, 14 USB-2.0-, satte 10 USB-3.0- und 14 SATA-6GBit/s-Ports unter einen Hut zu bringen. Er selbst bringt auch gleich noch 20 PCIe-3.0-Lanes mit und kann gleich vier 10GBit/s-LAN-Ports managen. Somit gibt es bis auf die vier 10GBit/s-LAN-Ports einige Parallelen mit dem Z170-Chipsatz für die Skylake-S-Prozessoren (LGA1151). Mit "Brickland" und "Purley" ist es möglich, über externe Node-Controller mehrere Multi-Sockel-Systeme miteinander zu kombinieren.

img_4.jpg
Verbesserungen seit der Nehalem-Architektur.

Ein Vergleich seit der Nehalem- und der kommenden Skylake-Architektur zeigt sich vielversprechend. Der erneuerte AVX-512-Befehlssatz als Nachfolger für AVX und AVX2 wird fester Bestandteil der Skylake-EP- und Skylake-EX-Prozessoren sein, der erstmals beim Xeon-Phi-(Co-)Prozessor "Knights Landing" zum Einsatz kommen wird. Insgesamt ergibt sich ein besseres Performance/Watt-Verhältnis und eine um den Faktor 1,5 erhöhte Arbeitsspeicher-Bandbreite. Dazu wird die vierfache Arbeitsspeicher-Kapazität bei gleichzeitig günstigeren Kosten hervorgehoben.  Beeindruckend ist auch die 500-fache Leistung von aktuellem NAND-Speicher, der in SSDs verbaut wird. Netzwerktechnisch wird es neben der 1GBit/s- und 10GBit/s-Anbindung auch möglich sein, ein 100-GBit/s-Netzwerk aufzubauen, was Intels Omni-Path-Technik ermöglichen soll.

img_4.jpg
Intels Wertversprechen für die Purley-Plattform.
img_4.jpg
Intels Wertversprechen für die Purley-Plattform.

Um einen Überblick zu verschaffen, hat Intel die besonderen Werte der Purley-Plattform mit den Skylake-EP- und Skylake-EX-Prozessoren für die Einsatzgebiete "High Performance Computing", "Enterprise" und "Cloud" zusammengefasst. Die Server-Systeme, basierend auf Skylake-EP/EX, lassen sich beispielsweise bis um das 4-fache mit einer Arbeitsspeicher-Kapazität bis 1,5 TB oder gleich 6 TB mit "Apache Pass" ausstatten.

Was ist mit Broadwell-E und Skylake-E?

Viele Leser werden sich nun bestimmt fragen, wie es mit der Planung mit Broadwell-E und Skylake-E aussieht. Zumindest Broadwell-E soll laut aktuellen Informationen noch für das dritte Quartal in diesem Jahr geplant sein. Als Basis dient weiterhin der Sockel LGA2011v3 mit dem X99-Chipsatz und DDR4-Arbeitsspeicher. Unklar ist allerdings, mit wie vielen Kernen die Core-i7-6XXX-Prozessoren ausgestattet sein werden. Spekuliert wird über Modelle mit acht und zehn Kernen. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass Intel auch wieder ein Hexa-Core-Modell anbieten wird.

Gänzlich unbekannt sind die Informationen für die Skylake-E-Prozessoren, die sicherlich für das Jahr 2017 geplant sind. Wahrscheinlich ist, dass auch diese CPUs mit dem deutlich aufgebohrten Lewisburg-Chipsatz ans Werk gehen und mit dem Hexa-Channel-RAM-Interface arbeiten werden. Da kommen auch gleich Gedanken auf, wie die entsprechenden Mainboards für die Skylake-E-Prozessoren designt werden. Jenachdem, wie viele Pins der geplante "Sockel P" haben wird, wird es bei 12 DDR4-DIMM-Steckplätzen recht eng auf einem ATX-PCB. Entweder werden "nur" sechs DDR4-DIMM-Speicherbänke, sprich drei Slots rechts und links neben dem CPU-Sockel, verlötet oder aber man wird zwangsweise auf das E-ATX-Format oder größeres ausweichen müssen.

Eines kann jedoch als Fakt bezeichnet werden. Die kommenden Jahre werden mehr als spannend!