Intel Xeon 6ª Gen, Granite Rapids: Arquitectura, Especificaciones y versiones

Introducción los nuevos Xeon de sexta generación

Hace cosa de año y medio escribí una editorial similar a esta donde hablaba de que la cuarta generación de procesadores Xeon se había forjado alrededor de una arquitectura que había tardado cuatro años en ver la luz. En menos de año y medio Intel ha presentado dos nuevas generaciones de procesadores Xeon, la quinta y la sexta, de la que hablamos hoy y que se presentan en sociedad hoy mismo, aprovechando el Computex 2024. 

Con la quinta generación de procesadores Xeon Intel introdujo algunos modelos de bajo consumo en diseños monolíticos, en esta generación se da un salto adelante, aprovechando las últimas generaciones de núcleos E-Core para diseñar procesadores profesionales basados únicamente en este tipo de núcleos muy eficientes, pero a su vez escalables en grandes densidades.

Como no podía ser de otro modo esta generación de procesadores está muy centrada en la IA, de la que hoy tambien se presentan los nuevos aceleradores Gaudi 3, y en la conectividad, como grandes pilares de una tecnología que consume capacidad de cómputo y movimiento de datos a niveles desconocidos hasta ahora. Con esta dualidad de opciones, entre núcleos de rendimiento y núcleos de eficiencia Intel espera desarrollar nuevas soluciones más adaptadas al cliente y a sus necesidades.

P-Core para aplicaciones de requisitos intensivos de computación de alto rendimiento y E-Core para aplicaciones también críticas, pero menos exigentes, como almacenamiento, redes, CDN, microservicios, analítica, DevOps, Cloud, 5G, etc. Avances tanto en núcleos de rendimiento como de eficiencia que permiten a Intel presumir de hasta 3.7 veces más rendimiento en inferencia de IA en los P-Core, con respecto a sus análogos en AMD EPYC, y de hasta 1.3 veces más eficiencia que los AMD EPYC en transcodificación de medio que su competencia en AMD EPYC.

Hoy Intel presenta dos modelos o series, Intel Xeon 6700E, disponibles hoy mismo, y los Intel Xeon 6900P disponibles el tercer trimestre de este año. Les seguirán las series 6700P, 6500P, 6300P y 6900E, además de un SOC Xeon 6, ya a principios de 2025. Lanzamientos que se suman a otra arquitectura, aunque esta para sistemas completamente diferentes, como es la nueva arquitectura Lunar Lake para equipos de alta eficiencia. 

Las nuevas opciones disponibles en esta generación

Los nuevos procesadores Xeon ofrecen datos técnicos realmente increíbles en todas sus series y variantes. De hecho, algunos de los números son mareantes. En la gama Xeon 6 6700, para los basados en E-Core, podemos disponer de hasta 144 núcleos E-Core, con escalabilidad para hasta 8 procesadores por servidor, hasta 350W de consumo por CPU, 8 canales de memoria DDR5, hasta 136 líneas PCI Express en configuraciones 1S y hasta 88 líneas PCI Express 5.0 en sistemas más complejos para más de un procesador.

Las variantes P-Core de esta serie ofrecen hasta 86 núcleos, mismos consumos, mismo bus de memoria, pero de hasta 8000MT/s, misma capacidad conectiva CXL 2.0 y PCI Express 5.0 y hasta 4 enlaces UPI 2.0 de hasta 24GT/s por enlace. Conectividad que también comparte con sus variantes basadas en E-Core.

Si nos centramos en la gama Xeon 6900, las basadas en núcleos E, pueden encontrarse con hasta 288 núcleos y configuraciones de 1 o 2 sockets. El TDP de estas unidades asciende a 500W, dispone de hasta 12 canales de memoria y más líneas PCI Express 5.0/CXL 2.0 ya que en múltiples sockets podemos alcanzar las 96 líneas disponibles. Los interfaces UPI 2.0 también tienen mejora, son seis enlaces de 24GT/s.

Los modelos P-Core de esta serie Xeon 6 6900 disponen de hasta 128 núcleos, mismo consumo, soporte para memoria de hasta 8800MT/s con 12 canales y las mismas líneas PCI Express y UPI que los modelos E-Core. Son datos realmente impresionantes que además se respaldan con mejoras generacionales.

Mejoras como el rendimiento 2.3 veces más rápido del bus de memoria o la incorporación de soporte para interfaces CXL 2.0 de hasta tipo 3. Hasta el rendimiento PCI Express tiene alguna mejora, de entre el 10 y el 20%.

La nueva microarquitectura del Xeon 6

La nueva microarquitectura del Xeon es completamente modular. Nos encontraremos en el marcado diseños monolíticos, de un solo encapsulado, o de baldosas múltiples, llegando a tres baldosas en los modelos Xeon 6 6900P de hasta 128 núcleos, que deberían llegar al mercado antes de que acabe el año.

Las variantes E-Core monolíticas soportan hasta 144 núcleos, 288 en las basadas en doble encapsulados. En cuanto a los P-Core, de los Xeon 6, podemos encontrar variantes monolíticas LLC de hasta 16 núcleos, y también HCC de hasta 48 núcleos. Se basa en un diseño con donde se separa el encapsulado de comunicaciones del de computación para una flexibilidad total en su construcción.

Los Xeon 6 están basados en el proceso de fabricación Intel 3, para los módulos de computación, e Intel 7 para los de comunicaciones. Además de la arquitectura renovada, esta generación introduce nuevas prestaciones, como la disponibilidad de interfaces Compute Express Link 2.0 o CXL 2.0 y lo hace en los tres tipos de dispositivos, alcanzando nivel 3, para dispositivos de expansión de memoria y almacenamiento basado en memoria.

Todos los modelos soportan el mismo tipo de software y extensiones salvo las soluciones basadas en P-Core que añaden también la tecnología Intel AMX (Intel Advanced Matrix Extensions). Soportan bien todo tipo de hipervisores, basados en cualquier sistema operativo incluido VMware ESXi, Windows y Linux en todas sus variantes comerciales.

Dos arquitecturas únicas, Redwood Cove y Crestmont

Hemos hablado de las prestaciones generales y de algunos números máximos de las variantes E-Core y P-Core de los nuevos Xeon 6 pero hay grandes diferencias y datos interesantes dentro de cada microarquitectura dependiendo del tipo de procesador que vaya integrado. Los E-Core están basados en la arquitectura Crestmont con estos números.

Sus núcleos solo tienen un hilo y comparten 4MB de cache L2 entre cada cuatro núcleos así que en sus configuraciones más masivas podemos encontrare 288MB de cache de nivel 2. Se han mejorado sus instrucciones extendidas mediante AVX2 para IA y operaciones vectoriales (2x128). Cada núcleo dispone de 64KB de cache para instrucciones, 32KB en el caso de datos que además cuenta con ECC para la corrección de errores y su potencia de proceso alcanza los 16 Flops en modo FP32 por ciclo de reloj.

Entre las mejoras técnicas encontramos también soporte para AES-256 Bit con claves de encriptación de hasta 2048 bit. Soporta también VNNI Int8, BF16/FP16 dentro de la arquitectura AVX2 extendida.

Los P-Core disponen de números aún más impresionantes. La arquitectura Redwood Cove es las más avanzadas de Intel hasta la fecha, al menos para este entorno y eso se traduce en números notables. Dos hilos de proceso por núcleo, con 2MB de cache L2 por núcleo, para un total de hasta 256MB L2 por procesador, soporte AVX-512 (2x512) con AMX para IA y operaciones Vectoriales.

Otros números que impresionan son sus 64KB de cache para instrucciones y sus 48KB de cache para datos con ECC por núcleo. Dobla a los E-Core en el motor de instrucciones, pasando a 512 y también alcanza 1024 Flops por núcleo en operaciones BF16/FP16 y hasta 2048 Flops por ciclo en Int8. Estos procesadores también disponen de soporte para memoria MCR DIMM DDR5 con hasta 8800MT/s.

Todos los procesadores disponibles en las series E-Core, los disponibles desde hoy

Aunque hoy se presentan tanto las variantes P-Core como las E-Core, los modelos P-Core no estarán en el mercado hasta después del verano. La serie Xeon 6 6700E dispone de siete variantes desde su lanzamiento. Con configuraciones desde los 64 hasta los 144 núcleos pasando por modelos intermedios de 96, 112 y 128 núcleos.

Las frecuencias base son de un mínimo de 1.9GHz, pero pueden alcanzar hasta los 2.4GHz en algunas unidades, todos estos detalles los tenéis en la tabla adjunta, con frecuencia turbo para todos los núcleos de hasta 3.2GHz. Los diseños TDP oscilan entre los 205 y los 330W dependiendo del número de núcleos y los modelos de esta serie disponen de opción únicamente para un máximo de dos sockets por servidor.

La conectividad es la misma para todos, con hasta 4 enlaces UPI 2.0 y 88 líneas PCI Express 5.0/CXL 2.0. Todos estos procesadores disponen también de varios aceleradores Intel por defecto: 2x Intel DSA, 2x Intel IAA, hasta 4x Intel QAT y hasta 4x Intel DLB. Le seguirán los modelos P-Core de esta misma gama 6700 pero aún no hay detalles de cuantos modelos aparecerán en el mercado y los detalles de estos.

Mejoras generacionales del Xeon 6 E-Core

Aun contando con núcleos Crestmont de menos rendimiento, la gran capacidad de paralelización con tanta cantidad de núcleos, en tan poco consumo, consigue que esta nueva serie disfrute de unos rendimientos muy superiores a modelos del mismos coste y gama de la generación anterior. Las mejoras como veis en la tabla son notables, comparando dos servidores con procesadores de esta gama y la anterior.

La línea fija es el Xeon Platinum 8592+ de 64 núcleos y las barras coloreadas nos indican el rendimiento que en algunos casos es hasta un 30% más rápido, pero también el rendimiento por vatio, que como veis aumenta hasta el 60% en algunas aplicaciones criticas como bases de datos, Web o incluso procesos de redes.

Si hacemos la misma comparativa con respecto los modelos Xeon de segunda generación, de los que esta nueva serie de bajo consumo es el verdadero refresco, entonces las cifras se pasan desde el doble de eficiencia hasta 6 veces más rendimiento.

Otro ejemplo básico es como es capaz, en contenidos de video bajo demanda, como desarrolla hasta 24 veces más rendimiento, con una mejora de 8 veces el rendimiento por vatio comparado también con esta segunda generación de procesadores Xeon. Además, su mejor conectividad dobla el ancho de banda de la memoria, añade cuatro veces más líneas PCI Express, soporta cuatro veces más unidades de almacenamiento NVMe y cuatro veces mejor conectividad Ethernet.

Con esto los nuevos modelos Xeon 6 6700E permiten hasta 280W menos de consumo en su uso más adecuado de entre el 40 y el 60% de carga media logrando además un 18% de mejora de rendimiento del 18% en estos estados con respecto a los Xeon 5 de la anterior generación.

Comparado con los procesadores EPYC más recientes, como el EPYC 9534 Intel afirma lograr una mejora de rendimiento por vatio de hasta el 17% con rendimientos similares que oscilan entre el 90 y el 110% del rendimiento ofrecido por los procesadores de AMD como el ya mencionado.

Resumen de los nuevos Xeon 6

Los nuevos procesadores Intel Xeon 6 aprovechan un nuevo diseño modular, conectivo y de computación, con “tiles” escalables para introducir nuevas variantes de bajo consumo, basados en núcleos E-Core “Crestmont” de hasta 288 núcleos por procesador y a la vez nuevos modelos P-Core, basados en “Redwood Cove” con hasta 128 núcleos de muy alto rendimiento para aplicaciones más intensivas.

Esto sumado a una gran variedad de opciones permite una especialización notable de los nuevos procesadores dependiendo del entorno en el que se van a mover. Hoy día de su presentación estarán disponibles únicamente las variantes Xeon 6 6700E basadas en E-Core con hasta 144 núcleos.

Sobre el papel estas unidades ya son mucho más eficientes que la generación anterior y mantienen también muchas de las prestaciones que han diversificado el uso de las últimas generaciones de procesadores Xeon como aceleradores especializados y también una conectividad extraordinariamente diversa y variada que incluye los estándares más recientes.

Las series Xeon 6 6700P llegaran después del verano y las más potentes series Xeon 6900, tanto los 6900E como los 6900P lo empezaran a hacer a principios del próximo año. Los detalles y los SKU disponibles para estas series aún están por detallar.

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