بررسی پردازنده های نسل 4 اینتل زئون

بررسی ویژگی های جدید در نسل 4 پردازنده های مقیاس پذیز اینتل زئون

اینتل پردازنده‌های مقیاس‌پذیر نسل چهارم اینتل زئون (Sapphire Rapids)، پردازنده‌های (Sapphire Rapids HBM) سرنام Intel Xeon Max Series  و Ponte Vecchio سرنامIntel Data Center GPU Max Series  را چند وقتی است روانه بازار کرده است. این پردازنده‌ها با هدف بهبود عملکرد مرکز داده، افزایش امنیت، پشتیبانی از هوش مصنوعی، محاسبات ابری، شبکه‌‌سازی‌های قدرتمندتر، استقرار راه‌حل‌های رایانش لبه و انجام محاسبات سنگین روانه بازار شده‌اند. اینتل با مشتریان و شرکای تجاری خود همکاری نزدیکی دارد تا راه‌حل‌ها و پردازنده‌های سفارشی شده را متناسب با نیازهای روز دنیای فناوری توسعه داده و در اختیار شرکت‌ها قرار دهد.

در حال حاضر بیش از 100 میلیون پردازنده زئون (Xeon) در سراسر جهان در حال استفاده است. چرا این پردازنده‌ها محبوب هستند؟ در پاسخ باید بگوییم که آن‌ها در پیکربندی‌های مختلف موجود هستند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مقیاس‌پذیر باشند و امکان استفاده در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها و محیط‌ها را داشته باشند. همچنین، آن‌ها می‌توانند برای بارهای کاری یا برنامه‌های خاص پیکربندی شوند، طیف وسیعی از ویژگی‌های امنیتی را برای کمک به محافظت از زیرساخت‌ها در برابر تهدیدات بدافزاری و نقض داده‌ها در اختیار سازمان‌ها قرار می‌دهند و مصرف انرژی بهینه دارند.

نسل چهارم پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون اینتل

مدل‌های جدید زئون در شش دسته ارائه شده است که شامل Platinum 8000، Gold 6000، Gold 5000، Silver 4000 و Bronze 3000 میشود که در پرفروش ترین سرور اچ پی DL380 Gen11 قابل کانفیگ و همچنین Max 9400 و Max Series در دسترس هستند. هر سری دارای طیف وسیعی از مدل‌های مختلف است که می‌توان آن‌ها را متناسب با نیازهای کاری مورد استفاده قرار داد.

در جدول زیر شماره های SKU سی پی یو ها متناسب با کارایی آنها معرفی شده است:

به عنوان مثال، پردازنده‌های قدرتمند Platinum 8400 برای تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌ها، هوش مصنوعی و پیاده‌سازی مراکز داده ابری ترکیبی طراحی شده‌اند که عملکرد بالا، قابلیت‌های شتاب‌دهنده‌ای بالا امنیت سخت‌افزارمحور دارند و امکان استفاده از چند پردازنده روی سرورهای چند سوکتی وجود دارد. این پردازنده‌ها تا 60 هسته در هر پردازنده (افزایش 20 هسته‌ای نسبت به مدل‌های برتر Xeon نسل سوم)، هشت کانال حافظه و شتاب‌دهندگی مخصوص هوش مصنوعی به لطف فناوری Intel AMX را ارائه می‌دهند.

به طور کلی، پردازنده‌های Intel Xeon Gold 6400 و Gold 5400 با هدف پاسخ‌گویی به نیازهای مراکز داده و بارهای کاری چند ابری توسعه پیدا کرده‌اند. آن‌ها سرعت حافظه، ظرفیت، امنیت و شتاب‌بخشی به انجام بارهای کاری را افزایش می‌دهند. پردازنده‌های Intel Xeon Silver 4400 با هدف بهبود عملکرد موردنیاز، بهبود سرعت حافظه و مصرف انرژی برای انجام محاسبات، شبکه‌سازی و ذخیره‌سازی در مراکز داده طراحی شده‌اند.

به طور مثال، پردازنده زئون اینتل پلاتینیوم مدل 8490H قادر است 60 هسته پردازشی ارائه می‌کند که همه هسته‌ها در حالت توربو فرکانس 3.50 گیگاهرتز دارند. این پردازنده‌ها به 112.5 مگابایت کش تجهیز شده‌اند سرعت پردازش اطلاعات را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. پردازنده طلایی زئون اینتل مدل 6414U قادر است 32 هسته پردازشی ارائه کند که همگی در حالت توربو در فرکانس 3.40 گیگاهرتز کار می‌کنند. این سری از پردازنده‌ها به 60 مگابایت کش تجهیز شده‌اند. پردازنده سیلور زئون اینتل مدل 4416+ مجهز به 20 هسته پردازشی است که همگی در حالت توربو فرکانس 3.90 گیگاهرتز دارند. این سری از پردازنده‌ها 37.5 مگابایت کش دارند. در گروه پردازنده‌های اقتصادی نیز پردازنده برنز مدل 3408U را داریم که هشت هسته پردازشی ارائه می‌کند که همگی در حالت توربو فرکانس 1.90 گیگاهرتز دارند. این مدل از پردازنده‌ها مجهز به 22.5 مگابایت کش هستند. نکته بسیار مهمی که هنگام خرید پردازنده‌ها باید به آن دقت کنید، پسوندی است که پس از شماره سریال پردازنده می‌آید. این پسوندها به شرح زیر هستند:

• سری T برای کاربردهای طولانی مدت در حوزه اینترنت اشیا قابل استفاده است.
• سری‌های M، V و P در کاربردهای ابری مثل زیرساخت به عنوان سرویس و موارد این چنینی مناسب است.
• سری H در ارتباط با تحلیل، مجازی‌سازی و IMDB قابل استفاده است.
• سری S در زمینه مدیریت فضای ذخیره‌سازی و نصب روی این سرورها مناسب است.
• سری N در ارتباط با شبکه‌های 5G و انجام عمیات مرتبط با شبکه مناسب هستند.
• تک سوکت برای تمامی کاربردها در سری Q.

اینتل در ارتباط با پردازنده‌های مقیاس‌پذیر نسل چهارم اینتل به این نکته اشاره دارد که پردازنده‌های جدید 9 برابر بهبود عملکرد در هر وات هنگام استفاده از پردازنده دارند، متوسط 70 وات مصرف انرژی کمتری در حالت بهینه شده دارند و میزان مصرف انرژی آن‌ها در حالت بیکاری کمتر از نسل سوم است. پردازنده‌های نسل جدید به لطف بهینه‌سازی جدید 20 درصد صرفه‌جویی در مصرف برق دارند که باعث کاهش هزینه‌های مرتبط با خنک‌سازی می‌شوند.

نسل چهارم پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون اینتل بهره‌وری انرژی را به همراه دارند

همان‌گونه که اشاره کردیم، حالت بهینه‌سازی مصرف انرژی جدید می‌تواند تا 20 درصد صرفه‌جویی در مصرف برق را با کمتر از 5 درصد تاثیر عملکرد برای بارهای کاری خاص فراهم کند. نوآوری در خنک‌سازی هوایی و مایع می‌تواند مصرف کل انرژی مرکز داده را کاهش دهد.

پردازنده‌های مقیاس‌پذیر نسل چهارم اینتل زئون به تعداد زیادی شتاب‌دهنده داخلی مجهز شده‌اند که می‌توانند به صرفه‌جویی در مصرف انرژی در سطح پلت‌فرم کمک کنند و نیاز به شتاب اضافی را کاهش دهند. موارد یاد شده به مشتریان کمک می‌کنند تا پایداری زیرساخت را حفظ کنند. علاوه بر این، انتظار می‌رود حالت بهینه‌سازی برق جدید تا 20 درصد صرفه‌جویی در مصرف برق را با کمترین تاثیر بر عملکرد برای بارهای کاری خاص به ارمغان آورد. نوآوری در خنک‌سازی پردازنده بر مبنای هوا و مایع می‌تواند به شکل قابل توجهی کاهش مصرف انرژی مرکز داده را به همراه داشته باشد.

پیشنهاد مطالعه : معرفی انواع سی پی یو اینتل

پیشرفت‌های جدید نسل 4 اینتل در عملکرد هوش مصنوعی

در مقایسه با نسل قبلی، پردازنده‌های نسل چهارم با استفاده از شتاب‌دهنده‌های پیشرفته ماتریس (Intel AMX) تا 10 برابر عملکرد انعطاف‌پذیرتری در ارتباط با آموزش مدل‌ها با استفاده از کتابخانه PyTorch دارند که در زمینه ساخت شبکه‌های عصبی عمیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

PyTorch یک چارچوب یادگیری ماشین برای ساخت و آموزش شبکه‌های عصبی است. استنتاج بلادرنگ شامل استفاده از یک مدل شبکه عصبی آموزش‌دیده برای پیش‌بینی یا تصمیم‌گیری در زمان واقعی بر اساس داده‌های ورودی جدید است. استنتاج و عملکرد بهینه در زمان آموزش واقعی پای‌تورچ ضروری است که پردازنده‌های اینتل به خوبی از آن پشتیبانی می‌کنند. بنابراین، شرکت‌های فعال در زمینه ساخت مدل‌های هوشمند که حوزه کاری آن‌ها مرتبط با بارهای کاری یادگیری ماشین است و قرار است پیش‌بینی یا تصمیم‌گیری زمان واقعی را ارائه دهند، مشکلی در این زمینه نخواهند داشت.

این موضوع به ویژه در برنامه‌هایی که پیش‌بینی‌ها یا تصمیم‌گیری‌های سریع و دقیق بالاترین اولویت آن‌ها است، مفید است. علاوه بر این، عملکرد بالاتر در وظایف یادگیری ماشین می‌تواند منجر به آموزش سریع‌تر مدل‌ها و پیش‌بینی‌های دقیق‌تر و همچنین توانایی استفاده از مدل‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر شود.

به این ترتیب، اینتل می‌گوید که پردازنده‌های جدید نسل چهارم اینتل Xeon Scalable می‌توانند حتی قابلیت‌های بیشتری را برای پردازش زبان طبیعی فراهم کنند و ادعا می‌کنند که در مدل‌های زبان بزرگ تا 20 برابر سرعت بالاتری نسبت به نسل قبل دارند.

مجموعه نرم‌افزارهای هوش مصنوعی اینتل که با بیش از 400 مدل هوش مصنوعی یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در صنایع و برنامه‌های مختلف آزمایش شده‌اند، می‌توانند افزایش بهره‌وری و تسریع در روند توسعه مدل‌های هوشمند را به همراه داشته باشند. این مجموعه به گونه‌ای طراحی شده است که قابل حمل است و امکان استفاه از آن‌ها در ایستگاه‌های کاری، لبه و فضای ابری وجود دارد.

قابلیت‌های شبکه‌سازی در پردازنده های نسل 4 اینتل

پردازنده‌های نسل چهارم مقیاس‌پذیر زئون اینتل بهینه‌سازی‌هایی در ارتباط با پیاده‌سازی شبکه‌های با کارایی بالا، تاخیر کم و بارهای کاری لبه دریافت کرده‌اند. این پردازنده‌ها در آینده نقش مهمی در پیاده‌سازی زیرساخت‌های کاربردی در صنایعی مثل مخابرات، خرده‌فروشی، تولید و شهرهای هوشمند خواهند داشت. برای بارهای کاری زیرساخت نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی (5G)، شتاب‌دهنده‌های داخلی می‌توانند به افزایش توان و کاهش تاخیر کمک کنند، در حالی که بهبود مدیریت انرژی، پاسخ‌گویی و کارایی پلت فرم را افزایش می‌دهند.

علاوه بر این، می‌توانند ظرفیت شبکه دسترسی رادیویی مجازی (vRAN) را در مقایسه با پردازنده‌های نسل سوم زئون دو برابر کنند، بدون این‌که مصرف انرژی بیشتر را افزایش دهند. به طور کلی، پردازنده‌هایی با ظرفیت vRAN بالاتر می‌توانند ترافیک داده‌های شبکه را به طور بهتر و کارآمدتر مدیریت کنند، زمان تاخیر را کاهش دهند و عملکرد کلی را افزایش دهند. این امر به ویژه برای برنامه‌هایی که نیاز به ارتباطات بلادرنگ دارند، بسیار مهم است.

اینتل می‌گوید: «پردازنده‌های نسل جدید به ارائه‌دهندگان خدمات ارتباطی اجازه می‌دهد تا عملکرد در هر وات را دو برابر کنند و نیازهای عملکردی و بهبود بهره‌وری انرژی را در وضعیت پایدار نگه دارند. افزایش VRAN سازمان‌ها را قادر می‌سازد با تغییر تعداد بارهای کاری vRAN، میزان مصرف انرژی را افزایش یا کاهنش دهند و به این شکل به بالاترین سطح از انعطاف‌پذیری در استفاده از منابع شبکه دست پیدا کنند.

رایانش سریع یا پردازش سریع (HPC)

نسل چهارم پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون اینتل و Intel Max Series مقیاس‌پذیر و متعادل‌سازی را به شکل یکسانی در اختیار سازمان‌ها قرار می‌دهند. به بیان دقیق‌تر، اجازه می‌دهند پردازنده مرکزی و پردازنده گرافیکی را در قالب اکوسیستم نرم‌افزاری باز OneAPI با یکدیگر ترکیب کرد تا سرور بتواند به بارهای کاری محاسباتی در فراهمگرا و هوش مصنوعی بالاترین عملکرد را داشته باشد. اینتل ادعا می‌‌کند که این معماری به طور خاص برای مقابله با دشوارترین مشکلات روز جهان طراحی شده است.

نرم‌افزار باز OneAPI مجموعه‌ای از ابزارها و کتابخانه‌ها است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد با استفاده از یک مجموعه از رابط‌های برنامه‌نویسی، کدی بنویسند که امکان اجرای آن روی پلتفرم‌های سخت‌افزاری مختلف (از جمله CPU، GPU و سایر پردازنده‌های تخصصی) وجود داشته باشد. رویکرد فوق می‌تواند توسعه و بهینه‌سازی برنامه‌های کاربردی را برای محیط‌های محاسباتی متنوع آسان‌تر کند.

پشنهاد مطالعه : مقایسه CPU های اینتل و AMD

CPU / GPU Max سری Intel Xeon

پردازنده‌های سریس Xeon CPU Max اولین پردازنده‌های x86 با حافظه پهنای باند بالا هستند که به بازار عرضه شده‌اند. پردازنده‌هایی که قادر هستند بدون مشکل به بارهای کاری HPC رسیدگی کنند. این شرکت پردازنده‌های Intel Data Center GPU Max Series را با بالاترین چگالی پردازشگر خود به بازار عرضه کرده است تا مصررف‌کنندگان مشکلی از بابت انتخاب گزینه موردنظر خود نداشته باشند.

سری Xeon CPU Max چیزی نزدیک به 64 گیگابایت حافظه با پهنای باند بالا را در بسته ارائه می‌دهد که به طور قابل توجهی توان محاسباتی زیرساخت را در پاسخ‌گویی به بارهای کاری HPC و AI به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. در مقایسه با پردازنده‌های پیشرفته نسل سوم اینتل Xeon Scalable، سری Xeon CPU Max تا 3.7 برابر عملکرد بیشتری را در برنامه‌های مختلف دنیای واقعی مانند مدل‌سازی سیستم‌های انرژی و اکتشافاتی عملی ارائه می‌کند. پهنای باند پردازنده مرکزی برای رسیدگی به بارهای کاری زیرساخت‌های فراهمگرا و هوش مصنوعی ضروری است، زیرا این محاسبات حجم زیادی از داده‌ها را انجام محاسبات طلب می‌کنند. علاوه بر این، در چنین زیرساخت‌هایی فرآیند انتقال داده‌ها بین پردازنده مرکزی و حافظه اصلی باید به سریع‌ترین شکل ممکن انجام شود. در غیر این صورت، عملکرد سیستم با تنگنا روبرو می‌شود و افزایش زمان انجام پردازش‌ها را به همره دارد.

Data Center GPU Max Series که دارای بیش از 100 میلیارد ترانزیستور در یک بسته 47 کاشی است، توان عملیاتی مناسب برای بارهای کاری مرتبط در حوزه‌های شامل فیزیک، خدمات مالی و علوم زیستی را ارائه می‌دهد. هنگامی که با سری Xeon CPU Max ترکیب می‌شود، این پلت فرم می‌تواند تا 12.8 برابر عملکرد بهتری نسبت به نسل قبلی در هنگام اجرای شبیه‌سازی دینامیک مولکولی LAMMPS و شبیه‌سازی انبوه موازی اتمی در مقیاس بزرگ داشته باشد.

سرویس Intel On-Demand

سرویس اینتل بر اساس تقاضا (Intel On-Demand)، سرویسی است که به مشتریان امکان می‌دهد شتاب‌دهنده‌ها و ویژگی‌های سخت‌افزاری پیشرفته موجود در اکثر پردازنده‌های نسل چهارم مقیاس‌پذیر زئون اینتل را گسترش یا ارتقا دهند. این سرویس توسط اینتل و ارائه‌دهندگان سخت‌افزارها مدیریت می‌شود و از یک واسط برنامه‌نویسی کاربردی برای سفارش مجوز و یک عامل نرم‌افزاری برای تهیه و فعال‌سازی مجوز تشکیل شده است.

مشتریان می‌توانند هنگام خرید یا به‌عنوان ارتقاء پس از خرید، ویژگی‌های درخواستی را انتخاب کنند و اینتل مدل متناسب با نیازهای مشتریان را برای آن‌ها تولید خواهد کرد. ارائه‌دهندگان اولیه On-Demand شامل H3C، Inspur، Lenovo، Supermicro و Variscale می‌شوند. البته، اینتل با ارائه‌دهندگان دیگری در برنامه‌های فعال‌سازی خود در حال تعامل است.

DRM سطح تراشه یا مدیریت حقوق دیجیتال به فناوری کنترل دسترسی به ویژگی‌ها یا قابلیت‌های تراشه کامپیوتری اشاره دارد. در زمینه Intel On-Demand، DRM سطح تراشه می‌تواند به طور بالقوه برای محدود کردن دسترسی به برخی ویژگی‌ها یا قابلیت‌های پردازنده‌های نسل چهارم مقیاس‌پذیر زئون اینتل استفاده شود، مگر این‌که از طریق سرویس On-Demand خریداری یا فعال شود.