Купить / Заказать / Узнать цену

Intel Xeon E3-1275 в серверах

Введение

Когда-то давно серверные процессоры Intel кардинально отличались от настольных "коллег". Помните Pentium Pro, который был оснащён передовой архитектурой P6, не соответствовавшей остальной линейке Intel тех лет? Этот процессор существовал в то время, когда десктопные CPU Intel всё ещё имели более старую архитектуру P5. Затем был Pentium II Xeon, оснащённый кэш-памятью L2 настолько большого объёма, какой был возможен на специфическом интерфейсе Slot 2.

Когда-то давно серверные процессоры Intel кардинально отличались от десктопных собратьев. Помните Pentium Pro, который был оснащён передовой архитектурой P6, не соответствовавшей остальной линейке Intel тех лет? Этот процессор существовал в то время, когда десктопные CPU Intel всё ещё имели более старую архитектуру P5. Затем был Pentium II Xeon, оснащённый кэш-памятью L2 настолько большого объёма, какой был возможен на специфическом интерфейсе Slot 2.

Но в последующее время процессоры для десктопов и для однопроцессорных серверов, рабочих станций стали всё более сближаться. К счастью, Intel с умом обыграл это обстоятельство, существенно снизив отпускную цену серверных процессоров. В настоящий момент, отпускная стоимость Xeon лишь на 10-20 долларов выше соответствующих по характеристикам декстопных процессоров.

Когда десктоп находится не на своём месте

Как результат, довольно часто можно столкнуться с таким подходом, когда сервер начального уровня собирается на базе десктопного процессора, что позволяет немного съэкономить. Идеология здесь такова: "Это только название, и ничего больше". Мы уверены, что среди наших читателей найдётся немало тех, кому даже доводилось видеть серверы на процессорах Celeron!

Такой подход однозначно неправильный, и в данном случае лучше прямо и сразу сказать об этом, так как смягчение, иной раз, не отвечает интересам потребителей.

Неважно, идёт ли речь об Intel или AMD — мы решительно настаиваем на том, что сервер должен быть собран на базе серверной платформы. Компании не должны использовать процессоры для десктопов в серверах, на которые возложено выполнение ответственных задач. Даже если отличие от десктопной платформы заключается только в поддержке памяти с коррекцией ошибок, либо просто более надёжной материнской плате, более высокие затраты на покупку процессоров Opteron или Xeon оправданны.

К данному выводу очень просто прийти, когда речь идёт о двухпроцессорных конфигурациях вроде той, что мы описывали в обзоре 5600-й серии Xeon. В данном случае ничто не изменит тот факт, что два процессора Core i7 под сокет LGA 1366 не могут совместно работать на плате с серверным чипсетом Intel 5520. Действительно, в этом случае Xeon просто не имеет альтернативы.

Но Intel также продаёт и версии Xeon для однопроцессорных конфигураций.

Именно в том случае, когда серверный CPU для однопроцессорных конфигураций и его десктопный собрат имеют одну и ту же архитектуру, наиболее велик соблазн использовать менее дорогой декстопный процессор, рассчитывая, что в конечном счёте производительность будет такой же. Тот же объём кэша, число ядер и тактовая частота — и, как результат, такая же производительность. Возможно даже, что сервер на Xeon будет чуть медленнее соответствующей десктопной конфигурации по причине использования ECC-памяти.

Вот почему Intel по-прежнему приходится старательно убеждать потребителей, что даже в однопроцессорных серверах Xeon — главный и единственный претендент.

Структура рынка однопроцессорных решений

Однопроцессорные конфигурации для корпоративного применения можно разделить на два дифференцированных класса: сервера начального уровня и рабочие станции.

Потенциальный потребитель сервера начального уровня или находится в поиске недорогой "рабочей лошадки" для использования в среде SMB или планирует использовать данный сервер как один из узлов в серверной стойке. Для таких задач энергопотребление и тепловыделение являются достаточно важными критериями. Более того, становится обязательным наличие системы удалённого управления, такой как Intel vPro/AMT. Специфика сервера базы данных не предполагает необходимости установки нескольких графических карт. 16 линий на шине PCI-E, которые обеспечивают современные процессоры Intel, более чем достаточно для любой серверной машины.

Что касается рабочих станций, то их основной целью является обеспечение максимальной производительности. Рабочие станции, как правило, собирают в нормальных корпусах с продуманной системой вентиляции. Температура и энергопотребление не являются ключевыми характеристиками. Не критичны и функции удалённого управления системой. Но поскольку дискретные видеокарты в рабочих станциях используются намного чаще, то на плате должен быть хотя бы один полноценный слот PCI-E x16.

До нынешнего дня линейка однопроцессорных решений от Intel включала серии процессоров для рабочих станций - Xeon W3500 и W3600, а также серию Xeon W3400. Несмотря на разные названия, все три серии базируются на одной и той же архитектуре, общей с десктопными CPU. Xeon W3500 основан на ядре Bloomfield c энергопотреблением 130 Вт для сокета LGA 1366. Xeon W3600 использует дизайн Gulftown с шестью ядрами, который, конечно, по-прежнему подразумевает тот же уровень тепловыделения и имеет то же исполнение под LGA 1366. Большинство представителей серии Xeon W3400 основаны на 45-нм ядре Lynnfield, хотя есть несколько разновидностей с 32-нм ядром Clarkdale.

Серия Xeon E3-1200 значительно меняет данный ландшафт, так как на место серий W3400 и W3500 приходят несколько моделей на архитектуре Sandy Bridge. Серия W3600 остаётся, предлагая многоядерную и многопоточную функциональность, которую не могут обеспечить новые процессоры E3, в которых имеется всего четыре физических ядра.

Процессоры Intel Xeon E3-1200

Серия E3-1200 включает 11 новых процессоров, пять из которых предназначены для серверов, четыре — для рабочих станций, а ещё две low-voltage модели не будут продаваться в розничных сетях. Все 11 процессоров очень близки, так как основаны на одной и той же архитектуре Sandy Bridge, представленной для десктопных CPU в начале текущего года.

Это значит, что процессоры произведены по 32-нм техпроцессу, имеют до четырёх физических ядер и 8 Мбайт кэш-памяти L3. В зависимости от модели, технологии Hyper-Threading и Turbo Boost включены или отключены, что используется для дифференциации внутри линейки. Все процессоры имеют двухканальный контроллер памяти с поддержкой до 32 Гбайт DDR3-1333. Также процессор оснащён графическом ядром Intel HD Graphics 3000 и контроллером шины PCI-Express.

Тем не менее, есть несколько заметных отличий между семейством десктопных процессоров Core и новыми процессорами Xeon.

Во-первых, контроллер памяти поддерживает модули памяти с коррекцией ошибок. Это ничего не значит для десктопов, но является важным дополнением для серверов и рабочих станций, которые служат для решения коммерческих задач.

Многих вполне устраивает надёжность десктопного "железа". Но практически у каждого пользователя есть несколько неприятных воспоминаний о том, как после долгой работы за компьютером появляется "синий экран" и приходится выполнять всю работу с самого начала. Всё это — ситуации, которых память ECC помогает избежать. Поэтому для серверов и рабочих станций поддержка ECC-памяти является необходимым условием.

Во-вторых, процессоры новой линейки Xeon E3 имеют более широкие возможности по использованию слотов PCI-E. Многие считали, что все процессоры Sandy Bridge, включая серверные модели, ограничены 16 линиями и 3 контроллерами. Тем не менее, новая линейка Xeon обеспечивает 20 линий и 4 контроллера. Как это можно объяснить?

На домашнем ПК 16 линий, которые даёт контроллер процессора Sandy Bridge или монополизируются одной графической картой (в режиме х16), или распределяются несколькими видеокартами в конфигурациях SLI/CrossFire. Но для серверов и рабочих станций список возможных сценариев загрузки шины PCI-E значительно шире. Это могут быть 10-гигабитные сетевые контроллеры, карты SAS или хабы Fibre Channel, для работы которых необходимы слоты PCI-E x8 и x4. И дополнительные 4 линии могут оказаться весьма полезным дополнением.

Наконец, третьей особенностью процессоров Xeon E3 является встроенная графика. В серверных процессорах Xeon графическое ядро отключено. Один из процессоров low-voltage оснащён графическим ядром HD Graphics 2000. Четыре процессора Xeon для рабочих станций имеют более продвинутое графическое ядро HD Graphics P3000, которое мы подробно рассмотрим в данном обзоре.

Как видим, линейка Xeon E3 предлагает более широкий выбор, чем все процессоры Core второго поколения (i7, i5 и i3). За исключением одной модели low-voltage, все модели Xeon имеют четыре физических ядра. Почти все оснащены 8 Мбайт кэша L3 и поддерживают Hyper-Threading.

Процессоры серверного класса имеют уровень энергопотребления 80 Вт, что соответствует более высоким требованиям к данному параметру для машин, устанавливаемых в серверных стойках. Процессоры для рабочих станций имеют тот же уровень TDP в 95 Вт, как и десктопные процессоры Intel. Две модели low-voltage имеют TDP 45 Вт и 20 Вт, соответственно.

Просматривая линейку Xeon E3 можно обнаружить некоторые возможности, которые мы ранее затрагивали в описании процессоров второго поколения Core: Turbo Boost, Demand-Based Switching (режим энергосбережения, аналогичный SpeedStep), поддержку аппаратного ускорения шифрования AES-NI (Advanced Encryption Standard New Instructions).

Присутствует и уникальная функция FlexMigration, расширяющая возможности использования этих процессоров в среде виртуализации. Если максимально упростить суть данной технологии, то она сводится к исключению сбоев в работе виртуальных машин. При использовании виртуализации потенциальный риск существует при наличии в сетевой инфраструктуре нескольких хостов, различающихся с точки зрения процессорной архитектуры. Проблемы возникают при миграции виртуальных машин между хостами с разными поколениями процессоров. Технология FlexMigration позволяет настроить сетевую инфраструктуру с несколькими хостами, используя сервера на основе новых Xeon наряду с более старыми серверами. FlexMigration распознаёт каждое поколонение "железа" на хостах и позволяет подвести их под "общий знаменатель" - самую слабую конфигурацию, скрывая от виртуальной машины функции, специфичные для новых процессоров, что предотвращает проблемы с совместимостью. Конечно, отключать новые функции – не идеальное решение проблемы, но если их отключают с целью избежание сбоев, такой подход себя оправдывает.

Системная логика Intel C20х

11 процессоров новой линейки дополняются тремя различными наборами системной логики. Но здесь отличия могут быть несколько более серьёзными. Все три чипсета являются модифицированной версией Cougar Point, напоминающей H67 Express. Чипсеты имеют следующие наименования: C202 (базовая модель, самая простая из трёх), C204 (стандартный вариант для серверов), C206 (продвинутая модификация с расширенным набором функций - актуальна для рабочих станций).

C202 позиционируется как решение для малого бизнеса. По идее, платформа на чипсете C202 должна составить конкуренцию серверу на основе десктопного процессора. Набор функций минимален и должен привлечь потенциального покупателя, прежде всего, за счёт относительно низкой цены.

В частности, контроллер чипсета обеспечивает шесть портов SATA2, но ни одного SATA3. Чипсет задействует 16 из 20 линий PCI-E, которые предоставляет процессор, обеспечивая работу трёх контроллеров из четырёх. При этом сам чипсет обеспечивает ещё 8 линий, так что с проблемой нехватки линий по шине PCI-E x16 вы вряд ли столкнётесь (для сторонних контроллеров такой функциональности более чем достаточно). Платформа C202 не поддерживает встроенную графику, не оснащена аудиокодеком, но имеет 12 портов USB 2.0, слот Legacy PCI и встроенный MAC-контроллер. Чипсет C202 не имеет поддержки удалённого управления AMT/vPro, а также не поддерживает технологию управления энергопотребления сервером Intelligent Power Node Manager.

В отличие от своего младшего собрата, чипсет С204 имеет поддержку Node Manager. Эта функция может быть полезна, в частности, для серверов баз данных, где загрузка постоянно меняется, и возможность распределять энергию и тепловыделение весьма желательна. Эта платформа для серверов лишилась двух портов SATA2, на их место пришли два выхода SATA3. Кроме того, поддерживается все 20 линий PCI-E 2.0, которые предоставляет процессор (наряду с 8 дополнительными линиями, которые обеспечивает чипсет). Так что платформа С204 предполагает отличные возможности по установке карт расширения.

Если вы собираете однопроцессорный сервер, то C204 – старший чипсет для Xeon E3, на который вы можете обратить внимание. Здесь нет поддержки встроенной графики и звука, но есть всё, что нужно для серверной платформы.

Собственная плата Intel на базе C204 оснащена подключённой по шине PCI-E картой SAS, которая не монополизирует слоты расширения. Кроме того, плата оснащена небольшим устройством под названием Remote Management Module 4, который обеспечивает возможности KVM через протокол TCP/IP. Это позволяет удалённо управлять системой. Также предусмотрена поддержка виртуального носителя, что позволяет подключить локальный привод оптических дисков, находящийся на вашем рабочем ПК для удалённой установки, к примеру, Windows Server 2008 R2 на данном сервере. Очень полезная функция!

C206, в целом, напоминает полнофункциональный чипсет H67 Express, за исключением 20 линий PCI-E 2.0, которые обеспечивает процессор Xeon. Ещё 8 линий даёт сам чипсет. Набор портов почти не отличается от C204 (четыре SATA2, два SATA3, но 14 USB 2.0 вместо 12). Кроме того, С206 имеет встроенный звук и поддерживает вывод графики встроенного в процессор графического ядра.

Asus P8B WS

В то время, как системные платы на основе чипсетов C202 и C204 широко представлены такими крупными производителями серверных платформ, как Intel, Supermicro и Tyan, существует всего одна плата на С206 и её производит Asus. Так как мы тестируем процессор Intel Xeon E3-1275, ориентированный на рабочие станции, выбор платы для рабочих станций — Asus P8B WS — был для нас очевидным решением.

Плата оснащена сокетом LGA 1155, способным принять любой из четырёх процессоров Xeon E3 для рабочих станций. Также в наличии четыре слота памяти с возможностью установки до 32 Гбайт DDR3-1333 с коррекцией ошибок, либо без неё. Asus обеспечила на плате всего один выход для монитора — стандартный разъём DVI с поддержкой разрешения до 1920х1200. Мы рассматривали это как ограничение данной платы, но дело оказалось не в компоновке платы Asus, а в неудачной реализации самой встроенной графики Intel.

P8B WS имеет четыре слота PCI-E x16, способные работать с четырьмя двухслотовыми видеокартами. Плата в принципе не поддерживает режим SLI и ограничена режимом CrossFireX с поддержкой одновременной работы до четырёх карт AMD. Используя 20 линий, обеспечиваемые CPU, слоты PCI-E x16 могут работать в режимах x16/x4/x4 или x8/x8/x4/x4, забирая дополнительно 4 линии от контроллера чипсета. В том случае, если вы не будете занимать все слоты PCI-E x16 видеокартами, вы также сможете пользоваться одним слотом PCI-E x1 и Legacy PCI. 

Набор возможностей P8B WS завершают два сетевых выхода Gigabit Ethernet, добавочный контроллер USB 3.0, два порта IEEE 1394 и восьмиканальный аудиокодек.

Intel HD Graphics P3000

Мы уже достаточно подробно останавливались на возможностях графического ядра в процессорах Sandy Bridge для десктопов в статье "Sandy Bridge: Intel Core второго поколения". Тогда нас немного озадачил тот факт, что процессоры с разблокированным множителем серии К оснащены встроенной графикой HD 3000 (с 12 потоковыми процессорами), а процессоры с заблокированным множителем ограничены более скромной встроенной графикой HD 2000 с шестью потоковыми процессорами. Действительно, вряд ли того, кто тратит дополнительные средства на процессоры с разблокированным множителем, вообще интересует встроенная графика. Вместе с тем, в более дешёвых процессорах производительность встроенной графики более важна.

К счастью, процессоры для рабочих станций не унаследовали данную особенность. Все четыре процессора для рабочих станций Xeon E3-12x5s оснащены разновидностью той же самой встроенной графики GT2, как и "продвинутые" десктопные процессоры на архитектуре Sandy Bridge.

От десктопных процессоров графика Xeon отличается индексом "P" в названии (судя по всему, это означает "Professional"). Тем не менее, с точки зрения архитектуры GPU между HD 3000 и HD P3000 нет никакой разницы. Согласно информации от Intel, P3000 имеет специфические оптимизации драйвера видеокарты, которые обеспечивают повышение производительности в некоторых приложениях, запускающихся на рабочих станциях.

Действительно, AMD и nVidia делают нечто похожее в дискретных видеокартах профессионального класса. Обе компании, доминирующие на рынке дискретных видеокарт, фокусируются на какой-то определённой архитектуре GPU, которая объединяет десктопы, мобильные ПК и рабочие станции. Но затем данная архитектура "тюнингуется" в зависимости от специфики применения. Таким образом, именно драйверы AMD FibrePro и nVidia Quadro - это то, что делает уникальными профессиональные карты для рабочих станций.

Сейчас Intel выделила группу программистов для реализации аналогичного подхода. Как результат, Intel утверждает, что рабочая станция с процессором Xeon E3-12x5, использующая встроенный GPU, имеет все возможности, чтобы конкурировать с дискретными видеокартами начального уровня, такими как nVidia Quadro FX 580 ($150). Если это действительно так, то встроенная графика Intel HD P3000 приобретает огромное значение, помогая снизить конечную стоимость рабочей станции.

AMD и nVidia имеют здесь намного больше опыта и наработок. Эти компании знают, что оптимизации в драйверах и сертификация драйвера разработчиками ПО должна быть прозрачной, чтобы покупатель видеокарты заранее знал, на что он может рассчитывать. Обе компании поддерживают постоянные контакты с разработчиками ПО. Например, если вы профессионально работаете в Maya, можно зайти на соответствующую страницу сайта nVidia либо AMD и одним кликом мыши загрузить сертифицированный драйвер, одобренный компанией Autodesk, использование которого обеспечит реальный прирост производительности в данном приложении.

Компания Intel впервые оказалась на этом поле битвы. На сайте Intel отсутствует аналогичный список сертифицированных драйверов, оптимизированных для тяжёлых графических приложений.

Наибольшая функциональность, в которой можно убедиться, это наличие оптимизаций для САПР Autodesk AutoCAD 2011, Bentley MicroStation, а также Adobe Photoshop. Очевидно, существуют и другие приложения, над которыми команда Intel ведёт работу.

Без чёткого, прозрачного списка сертифицированных драйверов, с точки зрения применения в профессиональных приложениях, невозможно определить, обеспечивает ли встроенная графика HD P3000 что-то помимо того, что даёт десктопная HD Graphics 3000. По нашим тестам вы сможете убедиться, что встроенная графика Core i7 и Xeon E3 обеспечивает одинаковую производительность в любом из приложений, которое не фигурирует в нынешнем драйвере для HD P3000.