नए इंटेल प्रोसेसर से मिलो

कल, 04/02/2019, Intel ने 2017 के मध्य में पेश किए गए Intel® Xeon® स्केलेबल प्रोसेसर परिवार के लिए लंबे समय से प्रतीक्षित अपडेट की घोषणा की। नए प्रोसेसर माइक्रोआर्किटेक्चर पर आधारित हैं, जिसका नाम कैस्केड लेक है और यह एक बेहतर 14-एनएम प्रक्रिया पर बनाया गया है।

नए प्रोसेसर की विशेषताएं

सबसे पहले, लेबलिंग में अंतरों पर एक नज़र डालें। स्काईलेक-एसपी के बारे में पिछले लेख में, हमने पहले ही उल्लेख किया था कि सभी प्रोसेसर 4 श्रृंखलाओं में विभाजित हैं - कांस्य , रजत , स्वर्ण और प्लेटिनम । संख्या का पहला अंक बताता है कि प्रोसेसर मॉडल किस श्रृंखला से संबंधित है:

• 3 - कांस्य,
• 4 - रजत,
• 5, 6 - सोना,
• 8 - प्लेटिनम।

दूसरा अंक प्रोसेसर की पीढ़ी को इंगित करता है। Intel® Xeon® स्केलेबल प्रोसेसर परिवार के लिए, कोड नाम वाली पीढ़ियों:

• 1 - स्काइलेक,
• 2 - कैस्केड झील।

अगले दो अंक तथाकथित SKU (स्टॉक कीपिंग यूनिट) को इंगित करते हैं। वास्तव में, यह केवल एक सीपीयू पहचानकर्ता है जिसमें उपलब्ध कार्यों का एक विशिष्ट सेट है।

इसके अलावा, मॉडल संख्या के बाद, एक या दो अक्षरों द्वारा निरूपित सूचकांक हो सकते हैं। सूचकांक का पहला अक्षर खुद प्रोसेसर की वास्तुकला या अनुकूलन की सुविधाओं को इंगित करता है, और दूसरा - सॉकेट पर मेमोरी क्षमता।

उदाहरण के लिए, Intel® Xeon® 6240 लेबल वाला प्रोसेसर लें । समझने:

• 6 - गोल्ड श्रृंखला प्रोसेसर,
• 2 - कैस्केड झील की पीढ़ी,
• 40 - एसकेयू।

उत्पादकता

नई पीढ़ी के प्रोसेसर को वर्चुअलाइजेशन, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के साथ-साथ उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग के क्षेत्र में उपयोग की उम्मीद के साथ डिज़ाइन किया गया है। पहले ध्यान देने योग्य परिवर्तन घड़ी की आवृत्ति में वृद्धि थी। यह काफी अपेक्षित था, क्योंकि बड़ी संख्या में सर्वर अनुप्रयोग हैं जिनके लिए प्रोसेसर कोर की संख्या की तुलना में घड़ी की गति अधिक महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, वित्तीय उत्पाद 1 सी, सिस्टम की आवश्यकताएं जो स्पष्ट रूप से कहती हैं कि प्रोसेसर आवृत्ति जितनी अधिक होगी, उतना ही तेजी से अंत उपयोगकर्ता को परिणाम मिलेगा।

कुछ मामलों में, कोर की संख्या में वृद्धि हुई थी। स्पष्टता के लिए, हमने पहली और दूसरी पीढ़ी के Intel® Xeon® स्केलेबल प्रोसेसर परिवार के कई प्रोसेसर के तुलनात्मक तालिकाओं को संकलित किया है:
घड़ी की आवृत्ति में वृद्धि अनिवार्य रूप से गर्मी लंपटता में वृद्धि की ओर ले जाती है। प्लेटिनम श्रृंखला के प्रमुख प्रोसेसर के लिए, यह 205W तक पहुंच सकता है , जो एक पारंपरिक एयर कूलिंग सिस्टम के लिए एक बहुत ही गंभीर परीक्षण है। यह माना जा सकता है कि निकट भविष्य में, सर्वर प्लेटफार्मों को तरल शीतलन की आवश्यकता होगी।

स्काइलेक एसपी की पिछली पीढ़ी की तरह, LGA3647 सॉकेट (सॉकेट पी) में प्रोसेसर स्थापित होते हैं, जो 6-चैनल मेमोरी कंट्रोलर (प्रति चैनल अधिकतम 2 मेमोरी मॉड्यूल तक) के उपयोग के कारण होता है। मेमोरी फ़्रीक्वेंसी 2666 MT / s है , हालाँकि, 6000 और 8000 सीरीज़ के प्रोसेसर का उपयोग करते समय, आप मेमोरी का उपयोग 2933 MT / s की आवृत्ति (प्रति चैनल 1 से अधिक मॉड्यूल नहीं) के साथ कर सकते हैं।



अल्ट्रा-पाथ इंटरकनेक्ट बस, पहली पीढ़ी के इंटेल एक्सोन एसपी प्रोसेसर में सफलतापूर्वक उपयोग की गई, दूसरी पीढ़ी में बनी रही, जो प्रत्येक चैनल के लिए 9.6 जीटी / एस या 10.4 जीटी / एस की गति से प्रोसेसर के बीच डेटा विनिमय प्रदान करती है। यह आपको प्रभावी ढंग से बैंडविड्थ और ऊर्जा दक्षता के अनुकूलन के लिए 8 भौतिक प्रोसेसर के लिए हार्डवेयर प्लेटफॉर्म को स्केल करने की अनुमति देता है।

परीक्षण

हमने स्पेश टेस्ट सूट की मदद से नई पीढ़ी के प्रोसेसर का परीक्षण करना शुरू किया, जो कि सबसे अधिक दबाव वाले जीवन कार्यों के समाधान के आधार पर लोड का अनुकरण करते हैं। ये परीक्षण सरलतम गणना और विभिन्न भौतिक प्रक्रियाओं की गणना का प्रतिनिधित्व करते हैं, उदाहरण के लिए, आणविक भौतिकी और हाइड्रोडायनामिक्स की समस्याओं को हल करना।

वर्तमान में, हमने Intel® Xeon® Gold 6140 और Intel® Xeon® Gold 6240 प्रोसेसर का उपयोग करके पूर्णांक गणना के लिए कुछ विशेष परीक्षणों के परिणामों को उदाहरण के रूप में तैयार किया है।


परीक्षणों के परिणामों के अनुसार, यह स्पष्ट हो जाता है कि नई पीढ़ी के प्रोसेसर पिछली पीढ़ी की तुलना में तेजी से पूर्णांक गणना करते हैं। हम निम्नलिखित लेखों में से एक में अन्य परीक्षणों के परिणामों को साझा करेंगे।

Intel® Optane ™ DC लगातार मेमोरी सपोर्ट

अत्यधिक लोड किए गए डेटाबेस और अनुप्रयोगों के कार्यभार में तेजी लाने - यह वही है जो आगामी अपडेट से सभी ग्राहकों को उम्मीद थी। इसलिए, एक प्रमुख नवाचार Intel® Optane ™ DC Persistent Memory के लिए समर्थन था, जिसे कोड नाम Apache Pass के तहत बेहतर जाना जाता है।



यह स्मृति समस्या का एक सार्वभौमिक समाधान बनने के लिए डिज़ाइन की गई है जब DRAM की सही मात्रा का उपयोग आर्थिक रूप से नुकसानदेह है, और यहां तक ​​कि फ्लैगशिप SSD की गति विशेषताएँ भी पर्याप्त नहीं हैं।

एक ज्वलंत उदाहरण सीधे Intel® Optane ™ DC Persistent Memory में डेटाबेस की नियुक्ति है, जो रैम और स्टोरेज डिवाइस (पारंपरिक प्रणालियों में निहित एक सुविधा) के बीच निरंतर डेटा विनिमय की आवश्यकता को समाप्त करता है।

एक नए प्रकार की मेमोरी को सीधे डीआईएमएम स्लॉट में स्थापित किया गया है और इसके साथ पूरी तरह से संगत है। निम्नलिखित मात्रा वाले मॉड्यूल उपलब्ध हैं:

• 128 जीबी
• 256 जीबी
• 512 जीबी

मॉड्यूल के इस तरह के महत्वपूर्ण वॉल्यूम आपको अत्यधिक लोड किए गए सिस्टम के लिए एक बहुत ही कैपेसिटिव और बहुत तेज डिस्क स्थान प्राप्त करने के साथ, हार्डवेयर प्लेटफॉर्म को लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देगा। Intel® Optane ™ DC Persistent Memory में मशीन लर्निंग सहित एप्लिकेशन के लिए वास्तव में बहुत अधिक संभावनाएं हैं।

तेज़ गहरी सीख

एक नए प्रकार की मेमोरी का समर्थन करने के अलावा, इंटेल इंजीनियरों ने गहन सीखने की प्रक्रिया में तेजी लाने का ध्यान रखा। चूंकि दृढ़ तंत्रिका नेटवर्क को अक्सर 8 और 16 बिट मूल्यों के कई गुणा की आवश्यकता होती है, इसलिए नए प्रोसेसर को AVX-512 VNNI (वेक्टर न्यूरल नेटवर्क निर्देश) निर्देशों के लिए समर्थन मिला। यह आपको कई बार गणना को अनुकूलित और गति प्रदान करने की अनुमति देगा।

निर्देशों के निम्नलिखित सेट को लागू करके सबसे अच्छी दक्षता प्राप्त की जाती है:

• VPDPBUSD (INT8 गणना के लिए),
• VPDPWSSD (INT16 गणना के लिए)।

निचला रेखा प्रति चक्र संसाधित होने वाली वस्तुओं की संख्या को कम करना है। VPDPWSSD निर्देश दो INT16 निर्देशों को जोड़ता है और दो वर्तमान निर्देशों PMADDWD और VPADDD को बदलने के लिए INT32 निरंतर का उपयोग करता है। VPDPUSB निर्देश इसी तरह तीन मौजूदा निर्देशों VPMADDUSBW , VPMADDWD और VPADDD को प्रतिस्थापित करके तत्वों की संख्या को कम करता है।

इस प्रकार, निर्देशों के नए सेट के सही आवेदन के साथ, प्रति चक्र प्रति संसाधित तत्वों की संख्या को दो से तीन गुना कम करना और डेटा प्रसंस्करण की गति को बढ़ाना संभव है। नए निर्देशों के लिए एक उपयुक्त ढांचा इस तरह के लोकप्रिय मशीन लर्निंग सॉफ्टवेयर लाइब्रेरी का हिस्सा बन जाएगा:

• TensorFlow
  
• Cafee
  
• MXNet
  
• Intel® MKL-DNN
  

लोड संतुलन अनुकूलन

कंप्यूटिंग संसाधनों की वर्दी लोडिंग इंटेल® स्पीड सिलेक्ट टेक्नोलॉजी (वाई के एक सूचकांक के साथ प्रोसेसर पर) के साथ आसान हो गई। लब्बोलुआब यह है कि प्रत्येक ऑपरेशन में शामिल कोर की संख्या और घड़ी की गति के साथ जुड़ा होना शुरू होता है। प्रत्येक ऑपरेशन के चयनित प्रोफाइल के आधार पर, संसाधन निम्नानुसार आवंटित किए जाते हैं:

• अधिक कोर, लेकिन कम घड़ी की गति के साथ;
• कम कोर, लेकिन बढ़ी हुई घड़ी की गति के साथ।

यह दृष्टिकोण आपको संसाधनों का पूरी तरह से उपयोग करने की अनुमति देता है, जो कि आभासी वातावरण का उपयोग करते समय विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। यह वर्चुअलाइजेशन मेजबानों पर भार का अनुकूलन करके लागत को कम करेगा।

वैज्ञानिक कम्प्यूटिंग का त्वरण

वैज्ञानिक डेटा को संसाधित करना, खासकर जब कण स्तर पर भौतिक प्रक्रियाओं को मॉडलिंग करना (उदाहरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन की गणना करना) को समानांतर कंप्यूटिंग की एक विशाल मात्रा की आवश्यकता होती है। CPU, GPU या FPGA का उपयोग करके इस समस्या को हल किया जा सकता है।

मल्टी-कोर CPU डेटा प्रोसेसिंग के लिए बड़ी संख्या में सॉफ़्टवेयर टूल और लाइब्रेरी के कारण सार्वभौमिक हैं। इन उद्देश्यों के लिए एक GPU का उपयोग करना भी बहुत प्रभावी है, क्योंकि आप हजारों समानांतर धागे सीधे हार्डवेयर ग्राफिक्स कोर पर चला सकते हैं। विकास के लिए सुविधाजनक फ्रेमवर्क हैं, जैसे कि ओपनसीएल या सीयूडीए, जो आपको जीपीयू कंप्यूटिंग का उपयोग करके किसी भी जटिलता के अनुप्रयोग बनाने की अनुमति देता है।

हालाँकि, एक और हार्डवेयर टूल है जिसके बारे में हमने पहले ही पिछले लेखों में बात की थी - FPGA। विशिष्ट गणना करने के लिए इस तरह के उपकरणों को प्रोग्राम करने की क्षमता आपको सीपीयू को आंशिक रूप से बंद करने के लिए डेटा प्रोसेसिंग में तेजी लाने की अनुमति देती है। एक समान परिदृश्य असतत Intel® Stratix® 10 SX FPGAs के साथ नए कैस्केड लेक प्रोसेसर पर लागू किया जा सकता है।

पारंपरिक सीपीयू की तुलना में कम घड़ी की गति के बावजूद, FPGA प्रदर्शन को दस गुना अधिक दिखाने में सक्षम है। कुछ प्रकार के कार्यों के लिए, जैसे डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग, Intel® Stratix® 10 SX प्रति सेकंड 10 TFLOPS (टेरा फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशंस) तक परिणाम प्रदर्शित कर सकता है।

प्लेटफ़ॉर्म स्केलिंग

वास्तविक समय में व्यापार करने से न केवल स्थिरता आती है, बल्कि ऑन-डिमांड को मापने की क्षमता भी होती है। एक अच्छा उदाहरण उच्च प्रदर्शन SAP हाना प्लेटफॉर्म है जो डेटा स्टोरेज और प्रोसेसिंग के लिए उपयोग किया जाता है। इस मंच की भौतिक तैनाती के लिए बहुत शक्तिशाली हार्डवेयर संसाधनों की आवश्यकता होती है।

Intel® Xeon® स्केलेबल प्रोसेसर को मल्टी-सॉकेट सिस्टम को आईटी अवसंरचना के मुख्य तत्वों में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो व्यावसायिक अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए स्केलेबिलिटी प्रदान करता है।



यह बाहरी नोड नियंत्रकों के लिए समर्थन के रूप में कार्यान्वित किया जाता है, जो आपको एक एकल मंच प्रदान कर सकने वाले उच्च स्तर के कॉन्फ़िगरेशन बनाने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, आप कई मल्टी-सॉकेट प्लेटफार्मों के संसाधनों को एक पूरे में जोड़कर 32 भौतिक प्रोसेसर का कॉन्फ़िगरेशन बना सकते हैं।

निष्कर्ष

ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी और प्रोसेसर कोर में वृद्धि, उत्पादकता में वृद्धि, और Intel® Optane ™ DC Persistent Memory के लिए समर्थन - ये सभी सुधार प्रत्येक प्लेटफ़ॉर्म की कंप्यूटिंग शक्ति को बढ़ाते हैं, उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की मात्रा को कम करते हैं और डेटा प्रोसेसिंग दक्षता को बढ़ाते हैं। आर्किटेक्चर स्तर पर निर्धारित स्केलेबिलिटी का सिद्धांत, आपको किसी भी जटिलता के आईटी बुनियादी ढांचे का निर्माण करने और उच्च प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देता है।

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