Блог

Тепловой поток в серверных процессорах – Broadwell-EP


В конце марта компания Интел представила четвертое поколение процессоров Intel Xeon E5-2600, в рамках которого был осуществлен переход на 14-нм техпроцесс, позволивший увеличить количество ядер с 18 до 22.

Год 2014 2016
Ядро Haswell-EP Broadwell-EP
Микроархитектура Haswell Haswell
Модель Xeon E5-2699 v3 Xeon E5-2699 v4
Тех.процесс, нм 22 14
Количество ядер/потоков, шт 18/36 22/44
Тактовая частота/Turbo Boost, ГГц 2,3/3,6 2,2/3,6
Кэш L1d/L1i, КБ 18x 32/18x 32 22x 32/22x 32
Кэш L2, КБ 18х 256 22х 256
Кэш L3, КБ 46080 56320
ПСП, ГБ/с 2x 68 (4x DDR4-2133) 2x 76,8 (4x DDR4-2400)
ПС между процессорами, ГБ/с 2х 38,4 (QPI) 2х 38,4 (QPI)
TDP, Вт 145 145

Как можно заметить, процессоры Broadwell-EP хоть и перешли на более тонкий техпроцесс, но базовую частоту пришлось снизить на 100МГц для того, чтобы 22 ядра смогли «уложится» в 145Вт. Контроллер памяти получил поддержку более скоростной ОЗУ DDR4-2400, что позволило достичь пропускной способности на уровне 76,8 ГБ/с – на 13% больше, чем у предшественника. Перейдем же к тепловому потоку. Переход на более тонкий техпроцесс всегда сокращает площадь кристалла, увеличивая тепловой поток – при сохранении TDP на прежнем уровне. Скомпенсировать это можно с помощью увеличения числа транзисторов, которые можно «потратить» на дополнительные процессорные ядра. Но… как показывают цифры – компания Интел в недостаточной мере увеличила транзисторный бюджет. Процессоры Broadwell-EP в конфигурации HСC имеют 7,2 млрд транзисторов – это практически на 30% больше, чем у предшественника. При этом площадь Broadwell-EP HСC всего 456 мм2 – на 31% меньше, чем у Haswell-EP HCC.

Haswell-EP Broadwell-EP
Год анонса 2014 2016
Тех.процесс 22 14
Площадь, мм2 662 456
TDP, Вт 145 145
Тепловой поток, Вт/мм2 0,22

0,32

(+45%)

Сохранение TDP на прежнем уровне и сокращение площади привели к тому, что тепловой поток увеличился на 45%, достигнув 0,32 Вт/мм2 – уровень Sandy Bridge EP. Что не так уж и плохо, особенно на фоне десктопных 4-ядерных кристаллов.
Важно также понимать, что следующее поколение процессоров будет производится также по 14нм техпроцессу, а это значит, что увеличение количества ядер приведет к снижению теплового потока при условии сохранения TDP на уровне 145 Вт. Таким образом, серверные процессоры для многопроцессорных систем чувствуют себя намного лучше десктопных - у представленных Broadwell-EP тепловой поток всего 0,32 Вт/мм2, в то время как у десктопных Skylake он составляет 0,75 Вт/мм2 (а у Xeon E3-1200v5 - 0,66). При этом под крышкой Intel Xeon E5-2600 - припой, а под крышкой десктопных процессоров - термопаста. Судя по цифрам, Intel Xeon E5-2600 v4 не так страшен локальный перегрев, но... низкая частота процессорных ядер в ряде задач может плохо отразится на производительности. Важно понимать, что при AVX-нагрузке всех ядер процессор скорее всего не сможет удержать и 2,2 ГГц и снизит ее еще ниже.
Предыдущая часть
Продолжение следует…
Другие материалы по теме

0 logo low

Copyright © by ServersTech.ru, 2015-2018. Копирование запрещено.
Коммерческие предложения, сотрудничество и реклама: cooperation@serverstech.ru
Предложения, вопросы и пожелания читателей: readership@serverstech.ru
Copyright © 2015-2018 ServersTech.ru. Все права сохранены
Copyright © 2015-2018 ServersTech.ru. All rights reserved