بررسی کامل و معرفی پردازنده اینتل، نسل ها و انواع آن

نیازهای سخت افزاری کاربران در هر حوزه‌ای متفاوت است مثلا فردی که به بازی‌های آنلاین و یا وب گردی می‌پردازد با کسی که به انجام فرآیند پردازشی سنگین می‌پردازد، نیازهای متفاوتی خواهند داشت، پردازنده های سرور با پردازنده های سیستم‌های خانگی تفاوت دارند. برای اینکه بتوان این نیاز کاربرها را برآورده کرد، شرکت‌های تولید کننده پردازنده، مثل Intel بین محصولات خود تنوع ایجاد کردند و محصولات متمایزی به بازار بر اساس نیاز کاربران ارائه دادند.

در این مقاله ابتدا به بررسی انواع پردازنده های اینتل شامل پنتیوم و کور و زئون، مقایسه cpu های اینتل , انواع سی پی یو اینتل و بررسی سری پردازنده های اینتل می‌پردازیم.

• انواع پردازنده های اینتل
• نسل سی پی یو های اینتل
• نامگذاری سی پی یو های اینتل Core
• نامگذاری سی پی یو های اینتل پنتیوم
• تفاوت پنتیوم و core i
• مقایسه پردازنده های اینتل
• تفاوت cpu xeon با core i7
• گفتگوی Tachtalk نکات مهم در انتخاب CPU
• نسل پردازنده‌ های اینتل زئون
• پادکست: مروری بر نسل پردازنده‌های اینتل زئون
• بررسی پردازنده‌های اینتل زئون Scalable
• پادکست: بررسی نسل ۵ پردازنده‌های اینتل زئون – سری اول
• انواع پردازنده‌های اینتل زئون Scalable
• بررسی نسل دوم پردازنده اینتل زئون Scalable
• تفاوت نسل اول و نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable

انواع پردازنده های اینتل

آنچه در تاریخچه سی پی یو های اینتل می‌بینیم، تولید پردازنده هایی است که برای کامپیوترها و کاربردهای مختلف طراحی شده‌اند: از پردازنده های کم‌مصرف برای لپ تاپ تا CPU های انترپرایزی با مصارف دیتاسنتری و سروری. در ادامه به معرفی انواع سی پی یو و انواع پردازنده های اینتل می‌پردازیم. در نامگذاری پردازنده های اینتل هر چه عدد مدل Intel بیشتر باشد یعنی پردازنده از ویژگی‌های بیشتر بهره‌مند است مثلا Cache و سرعت کلاک.

۱- پردازنده Intel Atom

پردازنده Intel Atom پردازنده کم‌مصرفی است که در نوت بوک، تبلت، اسمارتفون، اینترنت اشیا و دستگاه‌های مبتنی بر شبکه استفاده می‌شوند چون در این موارد، مصرف برق و عمر باتری از قدرت پردازش مهمتر است. نام مدل پردازنده‌هایی که مناسب دستگاه‌های کم مصرف و عمومی هستند عددی ندارد. عدد و حروف موجود در نامگذاری CPU اتم، بیانگر ویژگی های خاص پردازنده است. اگر در نامگذاری پردازنده از N استفاده شود یعنی برای نوت بوک مناسب است و با حرف Z یعنی برای دستگاه‌ها اینترنتی و سیار.

۲- پردازنده Intel Celeron

پردازنده Intel Celeron برای کامپیوترهای دسکتاپی رده پایین طراحی شده و فقط کارهای عمومی مثل وبگردی و پردازش های اصلی را انجام می‌دهد. نوع کم‌مصرف Intel Celeron برای لپ تاپ‌ها مناسب است. این پردازنده‌ها ضعیف‌ترین پردازنده اینتل هستند که به طور کلی اصلا پیشنهاد نمی‌شوند. لپ تاپ‌ها با این پردازنده فقط برای کارهای ابتدایی مناسب است چون کند است و بهتر است کمی بیشتر هزینه کنید و حداقل پردازنده Pentium Gold به جای آن بخرید.

۳- پردازنده Intel Pentium

سی پی یو پنتیوم چیست و چه کاربردی دارد؟ پردازنده پنتیوم در کامپیوترها و لپ تاپ های رده پایین و برای مصارف عمومی کاربرد دارند. جدیدترین نسل پنتیوم ها در حال حاضر در دو سری Gold و Silver عرضه می‌شوند. سری گلد، پردازنده‌های دسکتاپی مناسب برای وب گردی، video streaming و مصارف عمومی است.

این پردازنده‌ها دو هسته دارند و در زمینه کارایی قابل مقایسه باCore i5-11600 و Core i5-11400 نیست. G6605 پایین‌ترین مدل پنتیوم گلد است. چیپست‌های Pentium Silver مثل N6000 پردازنده‌های لپ تاپی هستند و فقط برای مصارف عمومی مناسب است. البته اگر کمی بیشتر هزینه کنید و Core i3 نسل ۱۱ بخرید، بسیار بهتر است.

۴- پردازنده Intel Core

Core i ها پردازنده‌های خانگی یا دسکتاپی اینتل هستند. دو نوع پردازنده اینتل کور داریم: یکی Core i ها هستند و دیگری Core 2 Duo. برای آشنایی بیشتر با انواع core i های اینتل مقاله “تفاوت core i3 با core i5 و core i7 در پردازنده های اینتل” را بخوانید.

۵- پردازنده Intel Xeon and Itanium

پردازنده‌های سری زئون و ایتانیوم از سری پردازنده های کلاس سروری هستند که برای برنامه‌های سروری مختلف بهینه شده‌اند. انواع سی پی یو زئون، پردازنده‌های صنعتی و خاص تجهیزات سخت افزاری سروری شرکت اینتل هستند. می‌توانند حتی تا ۳۲ عدد پردازنده در کنار هم به صورت همزمان کار کنند و بهترین گزینه برای انجام فرآیندهای Multi-Threading هستند.

نسل سی پی یو های اینتل

برای تشخیص نسل پردازنده های اینتل به نامگذاری آنها توجه کنید. به عنوان مثال در سی پی یو های Core i اولین رقم بعد از خط فاصله بیانگر نسل سی پی یو است. هر چه این عدد بیشتر باشد یعنی نسل سی پی یو بالاتر است. مثلا:

• Core i5-7200U دارای ۲ هسته و حداکثر سرعت ۳.۱GHz
• Core i5-8250U دارای ۴ هسته و حداکثر سرعت ۳.۴GHz

آخرین نسل پردازنده های اینتل، نسل ۱۱ است که قرار است در فصل اول سال ۲۰۲۱ به بازار عرضه شود. پس از پردازنده نسل ۱۰ اینتل یعنی ۱۰th Gen Intel Core S-series با مدل برتر Core i9-10900K که در اوایل سال ۲۰۲۰ ارایه شد، با معرفی و عرضه پردازنده های دسکتاپی ۱۱th Gen Intel Core S-series، کارایی بیشتری را در PC و سیستم های گیمینگ خواهیم دید.

نامگذاری سی پی یو های اینتل Core

در نامگذاری پردازنده نسل ۱۰ و ۱۱ اینتل کور ها دو حالت وجود دارد:

۱- با پسوند G: پس از سریِ پردازنده، نسل آن را می‌بینید و سپس دو رقم SKU، سپس پسوند محصول مثلا G که بیانگر کاربری گرافیکی بهینه شده است و عدد بعد از G نشانگر سطح این قابلیت و بین ۱ تا ۷ متغیر است. مثل آنچه در تصویر می‌بینید: Intel Core i7-1065 G7.

۲- بدون پسوند G: پس از سریِ پردازنده، نسل آن و سپس سه رقم SKU در مجموع ۵ رقم می‌بینید. بعد از آن همانند نسل های قبلی پسوندهایی مانند U و Y و H و K و … را می‌بینید که بیانگر مصرف برق یا انواع دستگاه‌هایی است که در آنها استفاده می‌شوند. مانند Core i9-10900K.

نامگذاری سی پی یو های اینتل پنتیوم

انواع نامگذاری در سی پی یو های پنتیوم عبارتند از:

1. در پردازنده های Intel Pentium Silver، یک حرف پیشوند سپس ۴ رقم SKU داریم. مثل Intel Pentium Silver J5005.
2. در پردازنده های Intel Pentium Gold، حرف پیشوند نداریم، ۴ رقم SKU و حرف پسوند داریم. مثل Intel Pentium Gold G5500T.
3. در پنتیوم هایی که گلد و سیلور نیستند، نامگذاری به این صورت است: ۴ رقم SKU و حرف پسوند مثل Intel Pentium 4405Y.

تفاوت پنتیوم و core i

اولین فرق pentium با core در قیمت آنهاست. همیشه Core i از پنتیوم گران‌تر است. تفاوت سی پی یو پنتیوم با کور در رده پایین تر بودن پنتیوم است چون تکنولوژی ساختِ ضعیفتری دارد و باعث می‌شود از تمام مدل‌های Core i پایین‌تر قرار گیرد: فرکانس، حافظه L3، گرافیک مجزای داخلی، مصرف برق و AVX و HyperThreading همگی مواردی است که باعث بهتر بودن سی پی یو های Core نسبت به پنتیوم می‌شود. با توجه به تفاوت pentium با core، پرداخت مبلغ بیشتر برای Core i ارزش خواهد داشت.

مقایسه پردازنده های اینتل

1. اولین نکته در مقایسه انواع پردازنده های اینتل، تفاوت در کاربری آنهاست. اینکه در چه دستگاهی و با چه کاربردی قرار است قرار گیرند توجه به رده بندی سی پی یو های اینتل را می‌طلبد. مثلا پردازنده‌های سری Pentium برای برآورده کردن نیازهای عمومی و سیستم‌های خانگی مورد استفاده قرار گرفتند و انواع پردازنده xeon برای استفاده در سرورهای سخت افزاری و انجام فرآیندهای پردازشی سنگین ارایه شدند.
2. هر چه نسل سی پی یو های اینتل بالاتر باشد، قدرت و سرعت CPU نسبت به همان مدل نسل قبلی، بیشتر است.
3. سوکت‌های رده‌های مختلف کاملا متفاوتند مثلا سوکت زئون ها با پنتیوم ها کاملا فرق دارد.
4. پردازنده های سری زئون از مقدار CPU Cache بیشتری نسبت به پردازنده های پنتیوم و Core برخوردارند. حافظه کش پردازنده یا CPU Cache Memory یکی از دلایل مهم بالا رفتن کارایی پردازنده ها محسوب می‌شود که طبیعتاً قیمت پردازنده را نیز بالا می‌برد. اگر حافظه کش پردازنده شما کم باشد تعداد مراجعه CPU به حافظه RAM شما افزایش پیدا می‌کند و به همین دلیل Bus سیستم و حافظه اصلی بیشتر درگیر می‌شوند و از طرفی به خاطر فاصله موجود بین پردازنده و RAM سرعت کاهش پیدا می کند، حافظه Cache باعث کاهش این مراجعات می‌شود. این حافظه در داخل پردازنده قرار گرفته است.
5. پردازنده‌های سری پنتیوم و Core به صورت تکی در سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند در حالیکه پردازنده‌های سری زئون به صورت گروهی در یک سرور قرار می‌گیرند. ممکن است در یک سرور فقط دو عدد پردازنده زئون ببینید و در سرور دیگر تا ۳۲ عدد پردازنده زئون را در کنار هم مشاهده کنید که همزمان با هم در سرور کار می‌کنند. دلیل این نوع طراحی هم مشخص است، سرورها برای انجام فرآیندهای پردازشی سنگین و همزمان طراحی شده‌اند که هر کدام از این فرآیند های پردازشی اصلاً ربطی به همدیگر ندارند، بنابراین تفکیک کردن پردازش روی پردازنده های مختلف باعث بالا رفتن کارایی و بهبود سرویس‌دهی می‌شود. قابلیت کلیدی Multi-Threading نیز یکی دیگر از مواردی است که برای بالا بردن تاثیر گذاری و بالا بردن قدرت پردازنده ها در زئون ها استفاده شده است.

تفاوت cpu xeon با core i7

همان طور که گفتیم کاربرد و مصرف CPU های زئون، سروری و انترپرایزی است اما می‌توان تحت شرایطی آن را در دسکتاپ‌ها هم استفاده کرد. شرط اول در استفاده از پردازنده زئون در دسکتاپ و مثلا برای بازی این است که مادر بورد از سوکت های P43 یا P45 پشتیبانی کند. به طور کل سی پی یوهای Core i برای بازی و گیم به‌صرفه‌تر از زئون هستند در ادامه به تفاوت پردازنده های سرور (Xeon) و دسکتاپ (Core i) بپردازیم.

Core i ها سرعت بالایی در دستورات پردازشی Single-Thread که باعث کارایی بالا در برنامه‌هایی مثل بازی ها می‌شود، دارند. Core i7 که رده بالایی دارد را می‌توان با Xeon مقایسه کرد. فرق xeon و i7 را در ادامه لیست می‌کنیم:

• cpu xeon اسلات و کانال حافظه بیشتری دارند.
• CPU Xeon از تصحیح خطا یا ECC در حافظه استفاده می‌کند. البته با وجود ECC، نسبت به رم های استاندارد، سرعت کمتری دارند و گران‌ترند.
• میزان حافظه ای که زئون‌ها پشتیبانی می‌کنند به یک ترابایت هم می‌رسد ولی در Corei ها ۶۴ گیگابایت است.
• حافظه کش زئون چندین برابر بیشتر از سی پی یو دسکتاپی است و از L3 Cache پشتیبانی می‌کند که نتیجه آن سرعت بسیار زیاد زئون است.
• زئون ها از فناوری‌هایی مثل Hyperthreading پشتیبانی می‌کنند که اکثر دسکتاپ‌ها نمی‌توانند.
• زئون ها دو یا چند سوکت را پشتیبانی می‌کنند.
• زئون ها به دلیل اینکه مخصوص سرورها و کاربرد های ۲۴ ساعته ساخته شده‌اند عمر بیشتری دارند.
• زئون ها مصرف برق بیشتری دارند و بیشتر داغ می‌شوند.
• زئون ها تعداد هسته بیشتری دارند اما سرعت کلاک کمتری دارد.
• زئون‌ها از PCIe lane پشتیبانی می‌کنند و می‌توانید کارت اضافه کنید.
• زئون ها می‌توانند بار و لود زیادی تحمل کنند.

مزیت Core i7 نسبت به زئون در سه مورد است: قابلیت اورکلاک پذیری و تراشه گرافیکی یکپارچه و قیمت است. زئون‌ها نمی‌توانند اورکلاک کنند از طرفی به دلیل قابلیت‌های بالاتر نسبت به Core i7 ها قیمت بیشتری دارند.

با توجه به آنچه گفتیم بنا بر کاربرد و بودجه ای که دارید می‌توانید از زئون ها استفاده کنید مثلا سی پی یو زئون برای بازی و رندرینگ و ادیت ۴K Video عالی است. اگر زئون بخرید مسلما باید مادربورد گرانتری هم بخرید. حتی Core i5 هم برای باری خوب است چه رسد به Core i7. پس بودجه تعیین کننده است که سی پی یو زئون برای بازی بخرید یا Core i.

در ادامه مطلب به صورت اختصاصی به بررسی پردازنده های سروری اینتل زئون می‌پردازیم.

انواع پردازنده‌های Intel Xeon Scalable

پردازنده‌های Intel Xeon Scalable در سرورهای نسل ۱۰ اچ پی در چهار پیکربندی و دو نسل ارایه شده‌اند. رقم دوم از این سری پردازنده ها ۱ یا ۲ است: ۱ یعنی نسل یک و ۲ یعنی نسل دو. این پردازنده ها در سرورهای نسل ۱۰ اچ پی استفاده می‌شوند و برای درک بهتر امکانات سخت افزاری که این CPU های سروری دارند آنها را در کانفیگ سروری hp مقایسه می‌کنیم. در دو جدول زیر می‌توانید مشخصات آن‌ها را با هم مقایسه کنید.

مشخصات پردازنده های نسل اول Intel Xeon Scalable

Bronze	Silver	Gold	Platinum
۳۰۰۰	۴۰۰۰	۵۰۰۰ – ۶۰۰۰	۸۰۰۰	شماره سری
۶, ۸	۸ – ۱۲	۸ – ۲۲	۴ – ۲۸	تعداد هسته
۱.۷ GHz	۱.۸ – ۲.۶ GHz	۲ – ۳.۶ GHz	۲. ۰ – ۳.۶ GHz	فرکانس
۲	۲	۲,۴	۲,۴,۸	تعداد سوکت
۲۱۳۳ MT/s	۲۴۰۰ MT/s	۲۶۶۶ MT/s	۲۶۶۶ MT/s	سرعت حافظه
۷۶۸ GB	۷۶۸ GB	۷۶۸ GB	۷۶۸ GB	حافظه به ازای سوکت
۲ @ ۹.۶ GT/s	۲ @ ۹.۶ GT/s	۳ @ ۱۰.۴ GT/s	۳ @ ۱۰.۴ GT/s	نرخ انتقال اطلاعات
۸۵	۸۵	۸۵ – ۲۰۰	۱۰۵ – ۲۰۵	برق مصرفی
۸.۲۵, ۱۱.۰۰ MB	۸.۲۵ – ۱۶.۵۰ MB	۱۳.۷۵ – ۳۰.۲۵ MB	۱۶.۵ – ۳۸.۵۰ MB	حافظه کش

مشخصات پردازنده های نسل دوم Intel Xeon Scalable

Bronze	Silver	Gold	Platinum
۳۰۰۰	۴۰۰۰	۵۰۰۰ – ۶۰۰۰	۸۰۰۰	شماره سری
۶	۸ – ۱۶	۴ – ۲۴	۴ – ۲۸	تعداد هسته
۱.۹ GHz	۱.۸ – ۲.۶ GHz	۱.۸ – ۳.۸ GHz	۲.۲ – ۳.۸ GHz	فرکانس
۲	۲	۲,۴	۲,۴,۸	تعداد سوکت
۲۱۳۳ MT/s	۲۴۰۰ MT/s	۲۶۶۶ MT/s	۲۹۳۳ MT/s	سرعت حافظه
۱ TB	۱ TB	۱ TB	۱ TB	حافظه به ازای هر سوکت
۲ @ ۹.۶ GT/s	۲ @ ۹.۶ GT/s	۳ @ ۱۰.۴ GT/s	۳ @ ۱۰.۴ GT/s	نرخ انتقال اطلاعات
۸۵	۸۵, ۱۰۰	۱۱۰ – ۲۰۰	۱۰۵ – ۲۰۵	برق مصرفی
۸.۲۵, ۱۱.۰۰ MB	۱۰ – ۲۲ MB	۱۶. ۵ – ۳۵.۷۵ MB	۱۶.۵ – ۳۸.۵۰ MB	حافظه کش

همانطور که با مقایسه دو جدول بالا می‌بینید، متوجه می‌شویم که تفاوت عمده بین پردازنده های Intel Xeon Scalable در میزان حافظه کش، سرعت و ظرفیت حافظه، نرخ انتقال دیتا و فرکانس است. در ادامه به بررسی مفصل‌تر نسل اول پردازنده های اینتل زئون Scalable می‌پردازیم.

پردازنده‌های سری platinum

پردازنده‌های سری Platinum زیرساختی جدید برای امنیت، سرعت و سرویس هیبرید کلود را در مراکز داده فراهم می‌کنند. این پردازنده‌ها با وجود امنیت بی‌نقص و کارایی استثنایی پردازش در حالت‌های دو، چهار و هشت سوکته برای Misson Critical، آنالیز بلادرنگ، یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و حجم‌های کاری Multi-Cloud ساخته شده‌اند. این پردازنده‌ها طوری طراحی شده‌اند که سرویس‌های داده را مطمئن ارایه دهند و رشد قابل توجهی را در I/O، حافظه، ذخیره‌ساز و تکنولوژی‌های شبکه فراهم می‌کنند و همچنین از تکنولوژی‌های Intel Turbo Boost و Hyper-Threading بهره می‌برند. پردازنده سری ۸۰۰۰ خانواده Platinum با توجه به فراهم نمودن ۲۲۴ هسته (۸ سوکت ۲۸ هسته‌ای) و پشتیبانی از ۱۲ ترابایت حافظه، بهترین انتخاب برای Mission Critical و آنالیز بلادرنگ است و در مقایسه با سه گروه دیگر دارای بهترین کارایی هستند.

پردازنده‌های سری Gold

پردازنده‌های سری Gold اینتل زئون شامل ۲ سری ۵۰۰۰ و ۶۰۰۰ می‌شوند و برای مراکز داده‌ انترپرایزی، محاسبات Multi-Cloud و شبکه، بهینه شده‌اند. پردازنده‌های Gold سری ۵۰۰۰، با قابلیت اطمینان بالا، ویژگی مقرون‌به‌صرفه بودن و امنیت سخت‌افزاری بالا کارایی بهبود یافته‌ای را ارائه می‌دهند. این پردازنده، مقیاس‌پذیری را با وجود چهار سوکته بودن فراهم می‌کند در نتیجه برای طیف گسترده‌ای از حجم کاری مناسب است. سری ۶۰۰۰ از خانواده‌ی Gold حداکثر با ۸۸ هسته شامل ۴ سوکت ۲۲ هسته‌ای و پشتیبانی از ۶ ترابایت حافظه عرضه می‌شود. این پردازنده ها حداکثر از ۴ سوکت پشتیبانی می‌کنند و با در نظر گرفتن کارایی بهبود یافته‌شان بسیار مقرون به صرفه هستند.

پردازنده‌های سری Silver

پردازنده‌های سری ۴۰۰۰ از خانواده Intel Xeon Scalable یعنی سری Silver برای کارایی خوبِ سخت‌افزاری و نیازهای امنیتی در زمینه‌ی محاسبات مراکز داده، شبکه و بهینه کردن ذخیره‌سازها، به سازمان‌های متوسط و سازمان‌هایی که IT در آنها در حال رشد است، پیشنهاد می‌شوند. با مصرف تنها ۷۰ وات، پردازنده‌هایی کم‌مصرفی هستند و حداکثر ۲۴ هسته و دو سوکت را به همراه ۱.۵ ترابایت حافظه پشتیبانی می‌کنند.

پردازنده‌های سری Bronze

پردازنده‌های سری اینتل زئون Bronze برای کسب‌وکارهای کوچک و سرورهای ذخیره‌سازی ابتدایی و رده پایین، ارائه شده‌اند. ویژگی‌های دسترس‌پذیری و Serviceability در سطح سخت‌افزار طوری طراحی شده‌اند که  راهکاری مناسب برای کسب‌وکارهای کوچک و سرورهای رده پایین ارائه می‌دهند. برای مثال پردازنده‌ی سری ۳۰۰۰ از خانواده ی Bronze حداکثر با ۱۶ هسته (دو سوکت ۸ هسته‌ای) و پشتیبانی از ۱.۵ ترابایت حافظه ارائه می‌شود. این سری پردازنده‌ها با ۸۵ وات مصرف، جزو پردازنده‌های کم‌مصرف محسوب می‌شوند.

ویدیوی از پردازنده های اینتل زئون Intel Xeon Scalable

بررسی نسل دوم پردازنده اینتل زئون Scalable

نسل دوم پردازنده های انترپرایزی Intel Xeon Scalable، بر مبنای معماری Cascade Lake است و از ۵۶ هسته، مموری Optane و DRAM سریعتر پشتیبانی می‌کند. در ادامه، در کنار بررسی معماری Cascade Lake، به بررسی و مقایسه انواع این CPU ها می‌پردازیم که شامل خانواده های پلاتینوم، گلد، سیلور و برونز است. با نامگذاری این خانواده ها آشنا شده و نسل اول و دوم پردازنده های Scalable را مقایسه می‌کنیم. همچنین با عضو جدید خانواده Platinum یعنی پلاتینوم ۹۲۰۰ آشنا خواهید شد. در نهایت تکنولوژی Intel Optane DC Persistent Memory را کامل بررسی می کنیم.

اینتل، نسل دوم از پردازنده های اینتل زئون Scalable که با عبارات پلاتینوم، گلد، سیلور و برونز هم شناخته می‌شوند را به بازار عرضه کرده است. ریتم طراحی اینتل در پردازنده هایش به گونه‌ای است که پلتفرم و سوکت سخت افزاری استفاده شده به مدت حداقل سه سال، پشتیبانی می‌شود. در نتیجه معمولا دو دسته پردازنده داریم: Sandy Bridge و Ivy Bridge، Broadwell و Haswell، و به تازگی نیز Cascade Lake به Skylake پیوسته است که در قالب نسل دوم Intel Xeon Scalable ارایه شده است.

Cascade Lake بر مبنای Skylake ساخته شده و میکرومعماری آن همانند نسل قبل است و فرقی نکرده اما در زمینه امنیت، توسعه ویژگی‌های خاص و تکنولوژی‌ها، پیشرفت حاصل شده و در واقع دو پردازنده با کارایی بالا را در یک پکیج ارایه می‌دهد و این، نویدِ تولدِ نسل جدید است.

نسل دوم پردازنده های انترپرایزی Intel Xeon Scalable، علاوه بر اینکه ۵۶ هسته را فراهم می‌کنند و با سیستم‌های Wolverine برابری می‌کنند، پشتیبانی از Optane و DRAM سریع‌تر و پیکربندی های جدید هم فراهم می‌شود. به طور کلی ویژگی‌های بهتری نسبت به قبل دارند. سورپرایز دیگر اینتل، پشتیبانی سخت افزاری بسیار عالی از Spectre Meltdown Mitigations در کنار کارایی بالاتر است.

نامگذاری CPU های Intel Xeon Scalable

شیوه نامگذاری CPU های Intel Xeon Scalable به ترتیب زیر است:

گفتگوی TechTalk: بررسی نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable

در این تک تاک، درباره نوآوری‌ها و نکات مهم در زمینه نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable صحبت می‌کنیم.  عناوین مهمی که در این ویدئوی ۱۵ دقیقه‌ای می‌بینید در ادامه آمده است:

1. معرفی نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable
2. نامگذاری CPU های Intel Xeon Scalable
3. تفاوت نسل اول و نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable
4. بررسی تکنولوژی Cascade Lake
5. بررسی خانواده Intel Xeon Platinum 9200

تفاوت نسل اول و نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable

حالا بیایید با هم ببینیم نکات گفته شده درباره نسل دوم CPU های Intel Xeon Scalable، واقعا به چه معناست و چه ویژگی‌هایی در نسل دوم در مقایسه با نسل اول تغییر کرده است؟! در پردازنده های ۲G Xeon Scalable:

• اغلب پردازنده های رده متوسط هسته های بیشتری ولی با همان قیمت دارند.
• تقریبا در همه پردازنده ها، فرکانس، افزایش یافته است.
• L3 در اغلب پردازنده های رده متوسط، افزایش یافته است.
• از DDR4 های سریع‌تر پشتیبانی می‌شود.
• DDR4 های بیشتر پشتیبانی می‌شود.
• از Optane DRAM تقریبا در همه پردازنده های پلاتینوم و گلد پشتیبانی می‌شود.
• پیکربندی های جدید CPU برای مصارف خاص، بهینه شده است.
• تکنولوژی Speed Select Technology برای پیاده‌سازی کلود و فضای ابری
• خانواده جدید Cascade Lake-AP’ Platinum 9200 با ۵۶ هسته و ۴۰۰ وات برای هر سوکت
• بهبود Spectre Meltdown Mitigations
• Instruction های جدید AVX-512 VNNI مخصوص Emerging Workload که شامل آنالیز، یادگیری ماشین، بلاک چین، اینترنت اشیا و غیره است.

AMD و ARM و Intel هر سه متفق‌القول هستند که کاربران انترپرایزی طی ده سال اخیر، بسیار متفاوت شده‌اند و خواهان کاتومایز کردن و بهینه کردن محصولات هستند و تمایل بیشتری دارند روی چیزی که با مارکت آن‌ها سازگاری بیشتری دارد، سرمایه‌گذاری کنند و یا اگر چیزی خارج از نقشه راه می‌خواهند، برای آنها یونیک باشد. شرکت‌های تولیدکننده سی پی یو، هم در زمینه تولید محصولی که مشتری‌هایشان می‌خواهند و هم در زمینه ساخت اکوسیستمی که مشتری‌ها لازم دارند تا حجم‌های کاری خودشان را تغییر دهند، تابع نظر مشتری‌ها هستند.

بررسی تکنولوژی Cascade Lake در CPU های نسل دوم اینتل Xeon Scalable

بر اساس نیاز کاربران انترپرایزی، اینتل همچنان طراحی Platinum و Gold و Silver و Bronze را برای نسل دوم ارایه می‌دهد که البته خانواده Platinum 9200 که تعداد هسته بیشتری دارد را برای پیاده سازی های High Density عرضه کرده است.

همچنین حروف و پسوند هایی به نام سی پی یو اضافه شده تا محصولات متمایز را مشخص کند. این حروف به شرح زیر است:

• بدون حروف: پشتیبانی از حافظه به صورت معمولی یعنی ۱ ترابایت (در نسل اول ۷۶۸ گیگابایت است)
• M: پشتیبانی از حافظه به مقدار متوسط یعنی ۲ ترابایت (در نسل اول ۱.۵ ترابایت است)
• L: پشتیبانی از حافظه به مقدار زیاد یعنی ۴.۵ ترابایت
• Y: مدل‌های Speed Select یعنی وقتی هسته‌های کم‌تری فعال باشند، Intel SST-PP فرکانس پایه را افزایش می‌دهد و باعث انعطاف‌پذیری بیشتر و تنوع پیاده‌سازی می‌شود.
• N: تخصصی و ویژه برای شبکه و NFV
• T: طول عمر بالا و دما
• S: بهینه شده برای سرچ
• V: بهینه شده برای VM یعنی با افزایش Density در ماشین مجازی، امکان پشتیبانی از VM های بیشتر و بزرگ‌تری در هر هاست را فراهم می‌کند.
• U: بهینه شده برای یک سوکت، در واقع تمرکز روی پیکربندی‌های تک سوکته است و کارایی را با قیمت بهینه فراهم می‌کند. از پیکربندی دو سوکته پشتیبانی نمی‌کند.

حتما با حرف F که در نسل اول Scalable Xeon ها دیده می‌شد آشنا هستید که نشانگر مدل‌هایی است که دارای Added OmniPath Fabric بودند اما اینتل در نسل جدید، پردازنده فابریک ارایه نداده که بیانگر میزان محبوبیت آن است.

حتما متوجه شده‌اید که غیر از پیکربندی‌ها با حروف جدید که در نسل جدید ارایه شده، مدل‌هایی که بدون حروف هستند نیز به میزان بیشتری نسبت به نسل قبل از حافظه پشتیبانی می‌کنند یعنی ۷۶۸ گیگابایت به یک ترابایت رسیده است. آن‌هایی که دارای حرف M هستند هم از ۱.۵ ترابایت به ۲ ترابایت رسیده‌اند. مدل M با چنین ظرفیتی مخصوصا برای پردازنده‌هایی که ۶ کانال حافظه دارند عجیب به نظر می‌رسد زیرا مادربوردهایی با پیکربندی ۲+۱+۱ در بازار وجود دارد که به تعداد DIMM هایی که روی هر سمت پردازنده هستند، وابسته‌اند. ۲+۱+۱ یعنی در هر سمت، یک کانال حافظه با دو DIMM و یک کانال با یک DIMM و یک کانال با یک DIMM وجود دارد. پس به ازای هر سوکت، ۸ کانال داریم. پس با تقسیم ۲ ترابایت بین این ۸ کانال، هر کانال ۲۵۶ گیگابایت خواهد داشت.

مقادیر ۱.۵ و ۲ و ۴.۵ ترابایت شامل پارت‌هایی می‌شوند که با Optane سازگارند مثلا یک L CPU می‌تواند از ۳ ترابایت Optane به اضافه ۱.۵ ترابایت DDR4 پشتیبانی کند که در مجموع ۴.۵ ترابایت را فراهم خواهد کرد.

بقیه حروف اغلب مربوط به بهینه‌سازی هر مدل پردازنده در زمینه تعداد هسته، فرکانس، برق، ساختار برای دمای بالا و قیمت است فقط Y مورد غریبی است که در ادامه به آن می‌پردازیم.

به طور کلی تفاوت‌های بین نسل اول و نسل دوم را در جدول زیر می‌بینید:

Lake از Optane و DDR4 های ۲۹۳۳ در پیکربندی دو DIMM در هر کانال پشتیبانی می‌کند، از Spectre/Meltdown بهتر و VNNI Instruction های جدید و خانواده جدید ۹۲۰۰  پشتیبانی می‌کند.

۷ نکته کاربردی در مقایسه نسل اول و دوم CPU های مقیاس پذیر زئون

در ادامه ۷ نکته کاربردی در مقایسه نسل اول و نسل دوم سی پی یو های مقیاس پذیر زئون آمده است:

1. NVDIMM ها فقط در اولین نسل از پردازنده ‌های Intel Xeon Scalable Processor پشتیبانی می‌شود و فقط می‌تواند با RDIMM ها میکس شود.
2. HPE Scalable Persistent Memory فقط در دومین نسل از پردازنده ‌های Intel Xeon Scalable Processor پشتیبانی می‌شود (فقط Platinum 8200, Gold 6200, Gold 5200, and 4215).
3. حداکثر مموری به ازای هر سوکت به انتخاب پردازنده بستگی دارد. در پردازنده های نسل ۲ به ازای هر CPU که در نام آن‌ها M یا L وجود دارد، ۲ یا ۴.۵ ترابایت است مثل : Platinum 8280M و Platinum 8280L . در پردازنده های نسل ۱ به ازای هر CPU که در نام آن‌ها M وجود دارد مانند ۸۱۶۰M، ۱.۵ ترابایت است.
4. ترکیب RDIMM و LRDIMM پشتیبانی نمی‌شود.
5. برای بیشتر از ۱.۵ ترابایت به ازای هر سوکت باید از HPE Persistent Memory استفاده شود.
6. رقم دوم شماره مدل پردازنده مشخص کننده نسل پردازنده است ۱ یعنی نسل اول و ۲ یعنی نسل دوم: Platinum 8280 و Platinum 8180
7. پردازنده های U مثل ۶۲۱۲U یعنی فقط در پیکربندی های تک سوکته پشتیبانی می‌شود.

بررسی خانواده Intel Xeon Platinum 9200 از Cascade Lake-AP

اینتل در نوامبر ۲۰۱۸، نوید این را داده بود که پلتفرم پردازشی با کارایی بالا و Density بالا ارایه خواهد داد. اینتل بسته انترپرایزی خود را با دو برابر کردن تعداد هسته و حافظه، ارایه داده که کمی کم‌تر از سیستم‌های دو سوکته است. تمرکز بر پردازش با Density بالا باعث می‌شود در فضای کم به هدف مورد نظر برسیم. تا چندی پیش HPC ها دو پردازنده داشتند اما اکنون می‌توانند ۴ سوکت داشته باشند.

اینتل برای این خانواده از محصولاتش، نام Xeon Platinum 9200 را برگزیده که حداکثر ۵۶ هسته و حداکثر TDP تا ۴۰۰ وات را دارند. این پردازنده ها فقط BGA هستند یعنی فقط در طراحی سرور اینتلی که اینتل از طریق OEM می فروشد هستند. OEM ها طراحی را بهینه می کنند تا مثلا ۴ تا بلید در ۲ یونیت باشد یا کولینگ آبی و گازی فراهم شود که البته پیکربندی مادربورد و سی پی یو را خود اینتل تعیین می‌کند.

هر CPU دارای ۴۰ Lanes در PCIe 3.0 است و از حداکثر ۱۲ کانال حافظه DDR4-2933 پشتیبانی می کند. پشتیبانی از Optane وجود ندارد چون اینتل معتقد است این نوع پردازش با چگالی بالا، برای جاهایی که محدودیت پردازش دارند مناسب است نه جاهایی که محدودیت حافظه وجود دارد. پس مشخص می‌شود که چرا در برخی پیکربندی ها حتی تمام اسلات های کانال های حافظه وجود ندارد یا فقط یک DIMM در هر کانال هست.

این پردازنده ها برای مشتریانی مناسب است که چگالی بالای پردازشی معادل ۴ سوکت می خواهند. پردازده در سیستم های تک سوکته مشابه سیستم دو سوکته عمل می‌ند پس ارزش خانوادهXeon Platinum 9200  در طراحی دو سوکته مشخص شد.

اینتل برای این پردازنده ها قیمت رسمی اعلام نمی کند چون فقط BGA هستند و به سیستم های OEM فروخته می‌شوند و پارت های مستقل ندارند.

بررسی Platinum 8200 و Gold 6200 و Gold 5100 و Silver 4200 و Bronze 3200

بقیه پردازنده های اینتل طبق روال هستند و در تعداد هسته (حداکثر ۲۸ هسته) و فرکانس (حداکثر تا ۴ GHz) و TDP (حداکثر ۲۰۵ وات) و L3 Cache (حداکثر تا ۳۸.۵ MB) متفاوتند. این تفاوت‌ها در جدولی گرد آمده که از طریق لینک زیر می‌توانید آن را ببینید:

مقایسه انواع cpu های نسل دوم Scalable

شاید گفتن این که کدام پردازنده بهتر از دیگری است سخت باشد. بیایید مثالی بزنیم. خانواده Xeon Gold 6200 از نظر قیمتی محبوب ترین است اما اینتل با همین قیمت پیشنهادهای دیگری هم دارد که یا فرکانس بالاتر دارد یا هسته بیشتر. در نتیجه، مواردی را بررسی می کنیم که به ادعای اینتل یا مشتریانش بین ۲۵ تا ۴۰ درصد، کارایی بیشتری دارند. اینجاست که اصطلاح کارایی به ازای دلار به میان می آید اما کارایی به ازای هسته و کارایی به ازای کلاک هم مطرح است.

بررسی Intel Optane DC Persistent Memory

تکنولوژی جدید Intel Optane، به دو بخش تقسیم می شود:

1. Storage: در محصولات استوریجی، درباره رقیب ۳D NAND یعنی NVMe صحبت می کنیم که ظرفیت کم تر و کارایی بالاتری دارد.
2. DRAM: در محصولات حافظه، به صورت DDR4 است که ظرفیت بالاتر و سرعت کمی کم تر نسبت به DRAM دارد.

در پردازنده های جدید Cascade Lake از حافظه های جدید DDR4 و سازگار با نسخه Optane پشتیبانی می شود.

اینتل، Optane DC Persistent Memory را به دو روش ارایه می دهد:

۱- افزودن مموری بسیار بالا به سیستم با سرعت کمی کم تر: با پردازنده های سازگار با حافظه بالا می توان تا ۳ ترابایت Optane DCPMM را به ۱.۵ ترابایت DDR4 اضافه کنیم و در کل ۴.۵ ترابایت حافظه به ازای هر سوکت داشته باشیم. در این پیکربندی، DDR4 به عنوان بافر برای Optane عمل می‌کند و Latency افزوده شده را جبران می‌‌کند. اما در نهایت به معنی دیتابیس های حافظه محور بزرگ تری است که به ازای هر سوکت استفاده می‌شود.

۲- به عنوان persistent memory store: وقتی سیستمی ری استارت می شود، باید تمام دیتاهایش را از NVMe به حافظه اصلی ری لود کند، در حافظه دایمی این دیتاها از قبل وجود دارد انگار که دیوایس ذخیره سازی است و در نتیجه زمان Downtime و خرابی را هنگام لود دیتابیس، از ۴۰ دقیقه به ۴ دقیقه کاهش می دهد. در ریبوت نرم افزاری هم زمان Downtime، به مراتب بسیار پایین است.

برای کاربران انترپرایزی استفاده از Optane، به دو صورت است:

1. Memory Mode: Optane دقیقا به صورت حافظه DDR4 است پس انگار DRAM بیشتری روی سیستم قرار می دهیم. در این حالت به راحتی از مزایای داشتن حافظه و رم بیشتر استفاده می کنیم.
2. App Direct Mode: Optane مثل یک دستگاه استوریجی اما با کارایی RAM Disk، مانت می شود. برای استفاده از مزایای این حالت، نرم افزار ممکن است مجبور باشد برای استفاده از استوریج اضافی مانند یک دیوایس و دستگاه، طراحی دوباره شود.

موقع صحبت درباره OEM ها، مشتریانی که دیتابیس های بزرگ برای ذخیره دارند، اولین کسانی هستند که نیاز به Optane دارند. راهکارهای مبتنی بر Optane در تیر ماه ۹۸ در دسترس قرار گرفته است.

اینتل، Optane را به قالب ماژول های ۱۲۸ و ۲۵۶ و ۵۱۲ گیگابایتی ارایه می دهد. به ازای هر سوکت، حداکثر ۶ ماژول Optane با حداقل یک ماژول DDR4، قابل نصب است.

Intel Optane Persistent Memory در ترکیب با DRAM های سنتی می تواند تا ۳۶ ترابایت ظرفیت را برای سیستم فراهم کند. ۵۰ درصد افزایش ظرفیت و پهنای باند داریم و ۶ کانال حافظه با حداکثر ۴ ترابایت حافظه DDR4 به ازای هر سوکت با سرعت ۲۹۳۳ MT/s پشتیبانی می شود.

با استفاده از این حافظه ها تا ۳۶ درصد ماشین مجازی بیشتر و تا ۳۰ درصد هزینه کمتر به ازای هر VM را تجربه خواهید کرد.

مقایسه انواع ۲G Intel Xeon Scalable از نظر تکنولوژی

در جدول مفصلی که در ادامه آمده است می توانید انواع cpu های نسل دوم Scalable را از منظر انواع تکنولوژی های پشتیبانی شده مقایسه کنید.

مقایسه تکنولوژی‌های CPU های نسل دوم Scalable

سوال مهم: رقابت AMD و Intel

آیا اینتل می تواند با CPU های ۲۸ هسته ای و ۱۴nm خودش با AMD CPU های ۶۴ هسته ای و ۷nm که در اواخر سال ۲۰۱۹ وارد بازار می شود رقابت کند؟ کارایی چه تفاوتی خواهد کرد؟

ذکاوت اینتل اینجاست که تنها به تعداد هسته اکتفا نکرده و AMD دقیقا به همین نکته پرداخته است. ببینیم رقابت این دو به کجا می رسد!