Структуры современных МПС с процессорами фирмы Intel

Топология связей между процессорами в современных МПС фирмы Intel «каждый с каждым». Примеры 2-х, 4-х, 8-ми процессорных систем приведены на рис. 37.4, 37.5, 37.6.

Рис. 37.4. Структура 2-х процессорной системы

Рис. 37.5. Структура 4-х процессорной системы

Рис. 37.6. Структура 8-ми процессорной системы

Число интерфейсов QPI (не более 4-х) зависит от требований к числу процессоров в системе. Максимальное число интерфейсов QPI в процессорах – 4.

В четырехпроцессорной системе каждый процессор, имеющий 3 контроллера внешних связей типа QPI, может получать доступ к любой области оперативной памяти через один «прыжок» (hop) QPI, поскольку каждый процессор напрямую подключен к трем остальным.

В восьмипроцессорной системе каждый процессор, имеющий 3 контроллера внешних связей типа QPI, может получать доступ к наиболее удаленной области оперативной памяти через 3 «прыжка» QPI.

Если в восьмипроцессорной системе каждый процессор имеет 4 контроллера внешних связей типа QPI, то может получать доступ к наиболее удаленной области оперативной памяти через 2 «прыжка» QPI.

Влияние доступа к удаленной оперативной памяти на производительность предсказать сложно, поскольку все зависит от приложения и операционной системы. Например, фирма Intel утверждает, что падение производительности при удаленном доступе по задержкам составляет около 70%, а пропускная способность снижается в два раза по сравнению с локальным доступом. Даже при удаленном доступе через интерфейс QPI задержки будут ниже, по сравнению с предыдущими поколениями процессоров, в которых контроллер оперативной памяти находился в «северном» мосту.

Кэш-память третьего уровня является общей для всех ядер в одном процессоре. Размер этой памяти зависит от количества ядер в процессоре (не менее k*2М байта, где k- количество ядер в процессоре).

В ядрах процессоров фирмы Intel со структурой Sandy Bridge (и в ядрах с последующими структурами) кэш-память третьего уровня в любой момент времени может обслуживать одновременно запросы всех ядер, если они обращаются в разные сегменты кэш-памяти.

Фирма Intel выпускает для МПС 4-, 8-, 10-, 12- и 15-. 18-ти ядерные процессоры серий Xeon Е3, Xeon Е5, Xeon Е7.

Процессоры серии Xeon Е3 четырехядерные с графической подсистемой. Они предназначены для построения однопроцессорных серверов небольших предприятий и мощных однопроцессорных рабочих станций.

Процессоры серии Xeon Е5 обладают высокой производительностью и, в тоже время, достаточно энергоэффективные. Могут быть 4-, 6-, 8-, 10-, 12-, 18-ти ядерными. Процессоры этой серии предназначены для построения высокопроизводительных энергоэффективных систем. Значительная часть блейд-серверов выпускается с этими процессорами, а в списке самых производительных суперкомпьютеров мира ТОР500 их доля около 80%.

Процессоры серии Xeon Е7 являются наиболее производительными и энергоемкими процессорами в линии Xeon Е.

Основные особенности процессоров этой линии:

содержат до 18 ядер:

реализована технология Hyper-Threading;

имеют до 4 контроллеров QPI;

обеспечивают возможность создания 2-х, 4-х и 8-ми процессорных систем;

имеют до 2.5М байта кэш-памяти третьего уровня для каждого ядра общей кэш-памяти третьего уровня;

имеют интегрированный четырехканальный контроллер оперативной памяти;

реализована технология автоматического разгона Intel Turbo Boost;

поддерживают объем адресуемой оперативной памяти – до 2Т байт;

имеются функции для обеспечения безопасности корпоративных данных, такие технологии, как:

AES-NI - набор команд для ускоренного шифрования данных;

Trusted Execution Technology (TXT) и Double Device Data Correction (DDDC) - защищающие на аппаратном уровне от ошибок в памяти МПС.