Евгений Рудометов 
 

Стремительный рост генерируемых данных, быстрое расширение облачных вычислений, повсеместное развертывание сетей 5G, а также распространение высокопроизводительных вычислений (HPC) и искусственного интеллекта (AI) требуют адекватных аппаратно-программных средств. Утверждается, что более 50% всего объема мировых данных было создано за последние два года. Однако из этого объема только 2% было проанализировано, так как оперативная обработка данных требует соответствующих вычислительных мощностей, которых часто не достаточно.

Растущие требования определяют архитектуру центров обработки данных (ЦОД) и сетей, которые могут быстро масштабироваться. При этом необходимо отметить, что по оценкам IDC средняя длительность жизненного цикла типичного сервера составляет примерно пять лет. Дальнейшая же эксплуатация устаревших аппаратно-программных средств часто неэффективна и нецелесообразна. Действительно, совокупные затраты на поддержание производительности ЦОД на должном уровне могут существенно превышать стоимость приобретения технологий следующего поколения. Более того, обновленные серверные платформы, созданные на основе новейших высокопроизводительных процессорах (CPU), предоставляют новые возможности для модернизации существующей IT-инфраструктуры, сочетая в себе решения, которые отвечают актуальным требованиям в вопросах передачи, хранения и обработки данных.

Масштабируемые процессоры

В ответ на потребности рынка компания Intel представила в 2017 очередное обновление модельного ряда серверных процессоров Intel Xeon. С целью значительного увеличения скоростных возможностей компания значительно переработала их внутреннюю архитектуру. Изделия получили общее наименование Intel Xeon Scalable (от англ. Scalable — масштабируемый). Это наименование по замыслу производителя должно свидетельствовать о больших возможностях процессоров, обеспечивающих масштабируемость высокопроизводительных компьютерных систем. О выпуске второго  поколения было объявлено в 2019 г. В настоящее время осуществляется  массовый выпуск и внедрение соответствующих компьютерных систем.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В данный момент высокопроизводительные серверные процессоры Intel Xeon Scalable второго поколения (продукция с прежним кодовым названием Cascade Lake), как и их предшественники, представлены модельными рядами Intel Xeon Platinum, Intel Xeon Gold, Intel Xeon Silver, Intel Xeon Bronze. Их модели отличаются и количеством ядер, и тактовыми частотами, а также рядом параметров, влияющих на скорость выполнения задач, требующих высокой производительности от компьютерных систем.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Самыми мощными являются процессоры Intel Xeon Platinum. Они представлены моделями линеек 8200 и 9200.

Две линейки Platinum

В настоящее время в линейке Intel Xeon Platinum 8200 — 11 моделей. Среди них старшими являются модели с номерами 8280L и 8280. Они имеют по 28 вычислительных ядер, способных обрабатывать по 56 потоков с базовой тактовой частотой 2,7 ГГц и возможностью ее увеличения до 4,0 ГГц в режиме Turbo Boost. Из других особенностей следует отметить: кэш-память — 38,5 Мбайт, литография — 14 нм, расчетная мощность энергопотребления — 205 Вт, максимальный объем оперативной памяти DDR4-2933 с использованием до 6 каналов: — 4,5 Тбайт (8280L) и 4,0 Тбайт (8280), количество каналов UPI — 3, разъем — FCLGA3647, размер корпуса — 76,0 х 56,5 мм. Обеспечена, в частности, поддержка энергонезависимой памяти Intel Optane DC Persistent Memory (Intel Optane DC Persistent Memory), а также кодов ECC, до 48 линий PCI Express 3.0, наборов команд Intel SSE4.2, Intel AVX, Intel AVX2, Intel AVX-512, технологий Intel Deep Learning Boost (Intel DL Boost), Resource Director Technology (Intel RDT), Intel Hyper-Threading, виртуализации (VT-x, VT-d). Рекомендованная производителем цена модели Intel Xeon Platinum 8280L составляет $13012, Intel Xeon Platinum 8280 — $10009. 

Еще большей производительностью обладают изделия линейки Xeon Platinum 9200.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Эта линейка представлена пока (на момент данной статьи) четырьмя моделями. Их номера: 9282, 9242, 9222, 9221. Старшей моделью является Xeon Platinum 9282. Ряд параметров этих процессоров приведен в таблице.

Intel Xeon Platinum 9200

Производитель отмечает, что процессоры Intel Xeon класса Platinum ориентированы на ресурсоемкие критически важные рабочие нагрузки искусственного интеллекта, аналитики и гибридных облачных сред. Они обеспечивают оптимальный уровень производительности при возможности увеличения количества процессоров: 2, 4, 8 и более.

«Золотые», «серебряные» и «бронзовые» 

Несколько меньшими возможностями обладают модели линеек Intel Xeon Gold (49 моделей с числом ядер от 4 до 28), Intel Xeon Silver (10 моделей с числом ядер от 8 до 16), Intel Xeon Bronze (2 модели с числом ядер 6 и 8). Однако и их возможности сравнительно велики и способны удовлетворить потребности многих потенциальных пользователей.

Процессоры Intel Xeon класса Gold обладают оптимизированной под рабочие нагрузки производительностью и повышенной надежностью, высокой скоростью памяти, большой ее емкостью и улучшенной структурой межсоединений, улучшенной масштабируемостью благодаря возможности использования 2 и 4 процессоров.

Процессоры Intel Xeon класса Silver — это оптимальная производительность и энергоэкономичность, увеличенная скорость памяти, средние вычислительные и сетевые ресурсы, а также ресурсы хранения данных.

Процессоры Intel Xeon класса Bronze — это доступная производительность для малого бизнеса и базовых систем хранения, аппаратные функции безопасности, надежные возможности масштабирования благодаря поддержке 2 процессоров.

Производительность платформ

Как показывают многочисленные результаты тестирования, процессоры Intel Xeon второго поколения обеспечили заказчикам значительное  повышение производительности их компьютерных систем. При этом по оценке Intel, средняя производительность Intel Xeon Gold 2-го поколения в 1,36 раза выше по сравнению с аналогичным процессором Intel Xeon Gold 1-го поколения, а с учетом цен — в 1,42 раза выше. Более того, при использовании технологии Intel DL Boost модель Intel Xeon Platimum 9200 обеспечивает еще больший прирост.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Важным достоинством данных процессоров является поддержка энергонезависимой памяти Intel Optane DC PM. Представленные в виде модулей, емкость которых, может достигать 512 Гбайт, они устанавливаются в слоты DRAM материнских плат. Указанные модули Intel Optane DC PM совместно с модулями DRAM позволяют довести полный объем оперативной памяти до 36 Тбайт. При этом комбинированная подсистема, обеспечивая высокие скоростные показатели, оказывается существенно дешевле по сравнению с решениями, предусматривающими использование только традиционных модулей DRAM. 

Для повышения производительности компьютерных систем в указанных процессорах реализована поддержка технология Intel Deep Learning Boost. Это позволяет повысить выполнение задач искусственного интеллекта, что, учитывая стремительный рост данного сектора, является актуальным для многих потенциальных пользователей.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Российские заказчики уже оценили преимущества новых платформ, созданных на основе процессоров Intel Xeon Scalable второго поколения.

Как утверждают специалисты Яндекс.Облака, данные процессоры стабильно показывают ускорение от 10 до 90%. Наборы команд AVX512 (Advanced Vector Instructions) и VNNI (Vector Neural Network Instructions) Intel Xeon Scalable 2-го поколения могут в два раза ускорить решение задачи машинного обучения и обработки изображений.

Компании Mail.ru Group удалось достичь уменьшения показателя TCO/performance почти вдвое — с 1.45 до 0.84 за счет перехода на 2-е поколение процессоров Intel Xeon Scalable (2х6230 / 12х16GB / 2×2TB-SSD). Таким образом, по оценке экспертов компании, повышение производительности системы окупило затраты на более высокую стоимость вычислительных решений в расчете на одно ядро.

Компания Axxonsoft отметила потенциал многократного ускорения исполнения соответствующих задач на 2-м поколении процессоров Intel Xeon Scalable благодаря появлению технологии Intel DL Boost. В результате первичного, неоптимизированного запуска обученной нейронной сети с использованием пакета инструментов Intel OpenVINO на сервере, созданном на базе процессоров 2-го поколения Intel Xeon Scalable c Intel DL Boost, было получено ускорение в 1,6 раз относительно системы на базе первого поколения соответствующей серверной платформы Intel.

Согласно тестам компании МТС, использование памяти Intel Optane DC PM в комбинации с процессорами Intel Xeon Scalable 2-го поколения позволяет добиться четырехкратного увеличения производительности при обработке крупных объемов данных. Компания SAP отметила сокращение времени загрузки системы, использующей постоянную память Intel Optane DC PM, в 12,5 раз, с 60 до 4 минут. Эксперты компании VMware обнародовали результаты тестирования постоянной памяти Intel Optane DC PM в двух режимах. В режиме «App-Direct» комбинация DRAM и постоянной памяти Intel Optane DC PM в совокупности предоставляет до 6 Tбайт памяти на 2 сокета и 12 Tбайт на 4 сокета. Результаты исполнения виртуализированных приложений на примере баз данных показали 16,6-кратное увеличение записи в БД в секунду до почти 96 Кбайт в секунду с помощью Intel Optane в режиме «App-Direct». Отдельное внимание заслуживают результаты в режиме «Память». Так, например, измеренная производительность приложений в виртуализированных средах VmWare по тесту VmMark 3.1 на серверах HPE ProLiant Gen10 с процессорами Intel Xeon Scalable 2-го поколения и постоянной памятью Intel Optane DC PM показала эквивалентную производительность на таких же серверах с обычной DRAM-памятью.

Третье поколение

В конце июня 2020 г. были представлено масштабируемое семейство процессоров Intel Xeon 3-го поколения. Новые процессоры были ранее анонсированы под кодовым наименовением “Cooper Lake”. Они делают возможным более широкое развертывание систем искусственного интеллекта (ИИ) на процессорах общего назначения для приложений, включающих классификацию изображений, механизмы рекомендаций, распознавание речи и моделирование естественных языков.

По прогнозам IDC, к 2021 году 75% корпоративных приложений будут использовать ИИ. К 2025 году, согласно оценкам IDC, примерно 25% всех данных будут генерироваться в реальном времени, при этом различные устройства Интернета вещей (IoT) будут отвечать за 9% этого объема.

В новых процессорах добавлена поддержка чисел с плавающей запятой формата bfloat16 в Intel DL Boost для улучшения производительности обучения нейронных сетей и построения логических выводов; bfloat16 — это компактный цифровой формат, который использует половину битов, как и современный формат FP32, но при этом достигает сопоставимой точности модели с минимальными изменениями программного обеспечения (если таковые требуются). Добавление поддержки bfloat16 ускоряет обучение ИИ и построение логических выводов на процессорах. Оптимизированные для Intel дистрибутивы bfloat16 поддерживаются в ведущих фреймворках глубокого обучения, в том числе в TensorFlow и Pytorch. Они доступны в инструментах Intel AI Analytics для ускорения глубокого обучения и вычислений. Также Intel внедрила оптимизацию bfloat16 в свой инструментарий OpenVINO и среду ONNX Runtime для облегчения логических построений.

Процессоры Intel Xeon Scalable 3-го поколения являются дальнейшим развитием 4- и 8-сокетных решений Intel. Процессор предназначен для выполнения рабочих нагрузок глубокого обучения, для работы в высокоплотных окружениях виртуальных машин (ВМ), для запуска баз данных в оперативной памяти, критически важных приложений, а также для аналитических нагрузок. Клиенты, обновляющие стареющие инфраструктуры, могут рассчитывать на средний ожидаемый прирост производительности в 1,9 раза в популярных рабочих нагрузках и до 2,2 раз больше ВМ по сравнению с 4-сокетными эквивалентами платформы пятилетней давности.

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В настоящее время в семействе процессоров Intel Xeon 3-го поколения — 15 моделей. Они представлены в линейках Intel Xeon Platinum 8300 и в линейках Intel Xeon Gold 6300 и Intel Xeon Gold 5300. При этом четыре старшие модели Intel Xeon Platinum 8300 являются 28-ядерными, а две старшие Intel Xeon Gold 6300 — 24-ядерными.

Итак, высокопроизводительные масштабируемые серверные процессоры Intel Xeon Scalable и созданные на их основе компьютерные платформы предоставляют широкие возможности для модернизации IT-инфраструктуры предыдущего поколения. И нет сомнений, что следующие поколения серверных процессоров Intel Xeon Scalable и соответствующие компьютерные системы будут обладать еще большими возможностями.
    

Евгений Рудометов 
 

Intel провела в Москве конференцию Intel Experience Day — ключевое мероприятие компании для российских партнеров и СМИ. Конференция была посвящена трем основным направлениям развития бизнеса компании: технологиям для работы с данными, новинкам для сегмента ПК и программному обеспечению.

На конференции Intel Experience Day официально были представлены в России процессоры Intel Core 10-го поколения для мобильных ПК, Intel® Core i9-9900KS и новая партнерская программа – Intel Partner Alliance.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Мероприятие посетили более 900 человек, в демо-зоне были представлены решения 29 компаний-партнёров Intel в различных сегментах бизнеса – от серверной инфраструктуры и облачных сервисов до геймерских ПК и интеллектуального интернета вещей. В работе конференции приняли участие высшие руководители и инженеры корпорации Intel и ряда ее партнеров.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Российская презентация новых процессоров Intel Core и Project Athena

В ходе мероприятия в России были официально представлены новые решения Intel для ПК. В первую очередь были упомянуты мобильные процессоры Intel Core 10-го поколения со встроенными функциями искусственного интеллекта, поддержкой технологий Thunderbolt 3 и Wi-Fi 6.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Состоялась презентация и другой новинки – лимитированной серии усовершенствованных игровых процессоров Intel Core i9-9900KS, поддерживающих частоту 5,0 ГГц для всех ядер в режиме турбо «из коробки». Как было объявлено, Intel Core i9-9900KS уже доступен на российском рынке.

Особое внимание было уделено инновационной программе Project Athena, предложенной Intel для развития мобильных ПК с позиции качества взаимодействия пользователя с компьютерными устройствами. Ключевыми параметрами программы стали отзывчивость и производительность системы, поддержка технологий искусственного интеллекта, длительное время работы от аккумулятора, быстрые и надежные беспроводные соединения, тонкий и легкий форм-фактор.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

На сегодняшний день уже более 100 компаний присоединились к программе Project Athena. В их числе не только производители устройств, но и компании, разрабатывающие соответствующие технологии. Первые продукты, удовлетворяющие требованиям Project Athena, появятся в России уже в ноябре 2019 года, а массово – в 2020 году.

Новая партнерская программа Intel 

Региональный директор Intel в России Наталья Галян также впервые представила в России новую партнёрскую программу Intel Partner Alliance — комплексную инициативу, специально разработанную Intel для развития бизнеса в эпоху данных.

Эта программа будет в полной мере развернута в 2020 году. Она направлена на обучение и совместную работу. Основными элементами новой программы станут Intel Partner University и Intel Solution Marketplace. Первый элемент программы предлагает адаптивные траектории и форматы повышения квалификации специалистов, второй — облегчает поиск требуемых решений по рыночным вертикалям. Новый формат призван помочь компаниям успешнее развивать экспертизу сотрудников и бизнес в условиях экономики данных.

Будущее рынка и эффективные решения на основе технологий Intel

Стратегия Intel направлена на развитие технологий обработки, хранения и передачи данных в условиях экспоненциально нарастающих объемов информации. 

«В третьем квартале выручка Intel на глобальном уровне от направлений бизнеса, связанных с данными, выросла на 13%. Мы повысили годовой прогноз по выручке на $1.5млрд – до $71 млрд. К наиболее быстрорастущим сегментам принадлежат интернет вещей, искусственный интеллект, сети, ускорители, графика. Наше портфолио охватывает все направления работы с данными, и это – возможности для развития бизнеса наших партнеров», – отметила Наталья Галян.

Ключевыми направлениями развития датацентричного бизнеса Intel в России являются облачные сервисы и интеллектуальный Интернет вещей, в частности, компьютерное зрение, цифровая реклама и инновационный ритейл. Партнеры компании представили на конференции реальные примеры инновационных эффективных решений в этих сегментах на основе технологий Intel.

Один из ведущих игроков российского рынка биометрических решений, группа компаний ЦРТ, представила прототип нового поколения систем по определению мимики лица — liveness detection, адаптированный под использование камер Intel RealSense, а также сопряжение прототипа с собственной системой распознавания лиц «Визирь». Применение этой технологии позволит эффективно бороться с подлогом в сценариях контроля доступа, терминалах самообслуживания и банкоматах.

Компания ВКонтакте, в серверной инфраструктуре которой распределен 1.1 экзабайт данных, сэкономила миллионы долларов благодаря переходу к многоуровневой системе хранения данных (СХД) и оптимизации принципов работы с изображениями с помощью ускорителей FPGA. Совокупная стоимость владения СХД ВК улучшилась на 65-90% для различных слоев хранения данных. Создаваемая инфраструктура реализована на основе серверной платформы Intel Xeon Scalable второго поколения. Кроме процессора, включает также память Intel Optane DC Persistent Memory, твердотельные накопители Intel Optane, NVMe SSD накопители Intel большого объема, а также FPGA ускорители Intel Arria A10 GX.

Программное обеспечение

Разработка программного обеспечения (ПО) занимает важное место в стратегии корпорации. При своей ориентации на аппаратные компоненты Intel занимает и лидерские позиции в создании софтверных продуктов, над которыми внутри компании трудятся порядка 15 000 инженеров. Сегодня корпорация Intel является одним из ведущих участников разработок ядра Linux*, оптимизирует более 100 операционных систем и развернула свыше 10 000 решений для клиентов.

Марина Алексеева, вице-президент Intel, генеральный директор по исследованиям и разработкам в России, отметила возможности софтверной оптимизации вычислительных мощностей: «Для каждого порядка производительности, возникающего при выходе нового вычислителя, часто можно добиться повышения больше чем в 2 раза с помощью программного обеспечения». Intel удалось существенно повысить производительность своих решений на ядро благодаря использованию соответствующих программных продуктов в различных задачах, например, при создании контента — в 2.5 раза, в анализе данных — в 1.9 раз, в задачах глубокого обучения — до 10.3 раз.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Один из кейсов успешного применения программного обеспечения Intel — опыт компании Beamr, разрабатывающей кодировку для видеоданных. Использование Intel Media SDK, набора библиотек для аппаратно-ускоренного кодирования, декодирования и обработки видеоданных, на базе графики Intel Gen11 позволило добиться двукратного повышения скорости передачи видео по запросу.

С ростом разнообразия и увеличением сложности нагрузок, связанных с обработкой данных, разработчики регулярно встречают вызовы в программировании для вычислений, протекающих на разнообразных аппаратных структурах. Ключевой разработкой Intel для оптимизации этих процессов является проект oneAPI. Это открытая унифицированная программная модель, созданная для упрощения разработки на скалярной, матричной, векторной и пространственной архитектурах. Согласно стратегии Раджи Кодури, старшего вице-президента и ведущего специалиста по архитектуре систем и графики Intel, oneAPI должна объединить вычислительные и графические процессоры, ускорители ИИ и FPGA, что призвано обеспечить пользователям продукции Intel дополнительные возможности. Beta-версия oneAPI станет доступна всем разработчикам к концу 2019 года.

(кликнуть мышью для увеличения картинок)

Евгений Рудометов 
 

В Москве компания Intel в России представила новое портфолио решений для передачи, хранения и обработки данных. Ключевыми элементами являются второе поколение масштабируемого семейства процессоров Intel Xeon Scalable с технологией Intel Deep Learning Boost (Intel DL Boost) и постоянная память Intel Optane DC. Кремниевые технологии для данных – рынок объемом более 300 млрд долларов.

На мероприятии выступили ведущие специалисты компании Intel и ее партнеров. Они рассказали о новейших компонентах, перспективных технологиях и примерах их внедрения в системах обработки данных.

(кликнуть для увеличения)

Поток данных, создаваемых человечеством, стремительно нарастает. Результатом этого процесса стало быстрое увеличение объема генерируемой и требующей соответствующей обработки информации: более 50% всего объема мировых данных было создано за последние 2 года. Однако из этого объема только 2% было проанализировано, так как оперативная обработка данных требует соответствующих вычислительных мощностей.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Однако процесс ускоренной генерации информации продолжится и в последующие годы. Так, например, уже к следующему году каждый человек на Земле будет генерировать 1,7 Мб данных в секунду, благодаря растущему потреблению цифровых услуг, а также работе примерно 200 млрд цифровых устройств в различных технологических сферах. Доступный рынок полупроводниковых технологий, предназначенных для обработки данных, Intel оценивает в $320 млрд. При этом быстрое увеличение рынка наблюдается практически во всех странах. 

По данным IDC, российский рынок серверных решений и систем хранения данных (СХД) растет. Рост сегмента х86 решений в долларовом выражении в 2018 году составил почти 33% (32.8%), рост сегмента систем хранения данных (в USD) – 23% (22.5%).

«На развитие отрасли обработки данных оказывает влияние три тенденции: распространение облачных вычислений, развитие искусственного интеллекта и аналитики, а также виртуализация сетевой инфраструктуры. Растущие рабочие нагрузки требуют нового подхода к анализу, хранению, а также передаче данных. Этим обусловлено предоставление технологий Intel в формате комплексного портфолио, которое совмещает производительные процессоры, память и решения для оптимизации сетей», – отметила в своем выступлении Наталья Галян, региональный директор Intel в России.

(кликнуть для увеличения)

Компания Intel представила российским пользователям обновленное портфолио решений для обработки, передачи и хранения данных, ключевыми элементами которого являются:

• Процессоры Intel Xeon Scalable второго поколения, в том числе семейство Intel Xeon Platinum 9200 (до 56 ядер и 12 каналов памяти).
• Постоянная память Intel Optane DC, которая обеспечивает масштабное увеличение объёма оперативной памяти на платформе Intel Xeon Scalable, начиная со второго поколения.
• Накопитель Intel Optane SSD DC D4800X (Dual Port), сочетающий производительность твердотельных накопителей Intel Optane DC SSD с высокой надежностью хранения данных.
• Накопитель Intel SSD D5-P4326 (Intel QLC 3D NAND) — первый в мире PCIe QLC NAND SSD, совместимый с форматом EDSF для центров обработки данных.
• Адаптер Intel Ethernet 800 Series с технологией Application Device Queues (ADQ), способный обеспечить работу на скорости до 100 Гбит/с для передачи масштабных объемов данных.

Более 20 компаний-партнеров Intel представили решения и сервисы на основе новых технологий в рамках презентации и демо-зоны. Предлагаемые новинки помогают участникам обширной экосистемы, сформировавшейся вокруг серверной платформы Intel, оптимизировать и ускорить выполнения требовательных рабочих нагрузок и вместе с тем улучшить качество предоставляемых услуг.

(кликнуть для увеличения)

По заявлению руководителя Яндекс.Облака Яна Лещинского, новые процессоры стабильно показывают ускорение от 10 до 90%. Более того, наборы команд AVX512 (Advanced Vector Instructions) и VNNI (Vector Neural Network Instructions) Intel Xeon Scalable 2-го поколения могут в два раза ускорить решение задачи машинного обучения и обработки изображений.

(кликнуть для увеличения)

Mail.ru Group удалось достичь уменьшения показателя TCO/performance почти вдвое – с 1.45 до 0.84 за счет перехода на 2-е поколение процессоров Intel Xeon Scalable (2х6230 / 12х16GB / 2×2TB-SSD). Таким образом, по оценке экспертов компании, повышение производительности системы окупило затраты на более высокую стоимость вычислительных решений в расчете на одно ядро.

(кликнуть для увеличения)

Российские заказчики смогли оценить преимущества новой платформы для задач видеонаблюдения и анализа поведения человека. Так, компания Axxonsoft отметила потенциал многократного ускорения исполнения соответствующих задач на 2-м поколении процессоров Intel Xeon Scalable благодаря появлению технологии Intel DL Boost. В результате первичного, неоптимизированного запуска обученной нейронной сети с использованием пакета инструментов Intel OpenVINO на сервере, созданном на базе процессоров 2-го поколения Intel Xeon Scalable c Intel DL Boost, было получено ускорение в 1.6 раз относительно системы на базе первого поколения соответствующей серверной платформы Intel.

Партнеры Intel представили результаты тестирования постоянной памяти Intel Optane DC для различных задач. Так, согласно тестам компании МТС, использование этого решения в комбинации с процессорами Intel Xeon Scalable 2-го поколения позволяет добиться четырехкратного увеличения производительности при обработке крупных объемов данных. Компания SAP отметила сокращение времени загрузки системы, использующей постоянную память Intel Optane DC, в 12,5 раз, с 60 до 4 минут. Эксперты компании VMware представили результаты тестирования постоянной памяти Intel Optane DC в двух режимах. В режиме «App-Direct» комбинация DRAM и постоянной памяти Intel Optane DC в совокупности предоставляет до 6 Tб памяти на 2 сокета и 12 Tб на 4 сокета. Результаты исполнения виртуализированных приложений на примере баз данных показали 16,6-кратное увеличение записи в БД в секунду до почти 96 Кб в секунду с помощью Intel Optane в режиме «App-Direct». Отдельное внимание заслужили результаты в режиме «Память». Так, например, измеренная производительность приложений в виртуализированных средах VmWare по тесту VmMark 3.1 на серверах HPE ProLiant Gen10 с процессорами Intel Xeon Scalable 2-го поколения и постоянной памятью Intel Optane DC показала эквивалентную производительность на таких же серверах с обычной DRAM-памятью.

Партнер компании Intel, студия Main Road Post, отметила эффект от применения технологий Intel для систем хранения в расчетных задачах компьютерной графики. «Рендеринг в CG – это одна из самых требовательных к вычислительным ресурсам серверной фермы операция. Создание CG-эффектов требует дней, недель иногда даже месяцев расчетов. Благодаря Intel Xeon Scalable и особенно твердотельным NVMe-дискам Intel время таких расчетов сократилось в сотни раз», – отметил Михаил Лёсин, технический директор студии Main Road Post. Новые твердотельные накопители Intel, представленные в рамках мероприятия, открывают дополнительные возможности для усовершенствования СХД благодаря сочетанию производительности, надежности и ёмкости.

Решения Intel находят свое применение не только в бизнес-моделях, но и в научном суперкомпьютинге. Первый в мире гиперконвергентный суперкомпьютер со 100% охлаждением на «горячей воде», созданный в  Объединенном институте ядерных исследований совместно со специалистами компаний РСК и Intel, включает узлы «РСК Торнадо» на первом поколении Intel Xeon Scalable с использованием твердотельных NVMe-дисков Intel для дата-центров и Intel Optane SSD DC. Комплексный подход к построению гиперконвергентной IT-инфраструктуры позволил ОИЯИ эффективно справляться с критическими нагрузками и научными расчетами, необходимыми для вычислений и обработки данных в мега-проекте НИКА (NICA).

По оценкам IDC средняя длительность жизненного цикла сервера составляет 5 лет. При дальнейшей эксплуатации совокупные затраты на поддержание производительности ЦОДа могут превышать стоимость приобретения необходимых технологий следующего поколения. Обновленная серверная платформа Intel предоставляет новые возможности для модернизации существующей ИТ-инфраструктуры, сочетая в себе решения для построения облачной инфраструктуры, дата-центров и систем вычислений на конечных устройствах, отвечающим актуальным требованиям в вопросах передачи, хранения и обработки данных.

Участники мероприятия смогли ознакомиться с решениями, созданными партнерами Intel на базе новой платформы и позволяющими повысить эффективность датацентричной IT-инфраструктуры.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Евгений Рудометов 
 

В Москве прошло официальное мероприятие, посвященное 50-летию Intel. На этом мироприятии, организованном PR-подразделением Intel в России (и СНГ), выступили ведущие компьютерные специалисты. Они рассказали о важнейших достижениях корпорации. Основанная американскими инженерами Гордоном Муром и Робертом Нойсом, она встретила свой полувековой юбилей с амбициозными планами стать катализатором эры цифрового преобразования современной цивилизации.

По оценкам Intel рынок полупроводниковых технологий, требующихся миру больших данных, растет на 9% в год и к 2022 году составит $200 млрд. Драйверами роста бизнеса, ориентированного на данные, в корпорации называют искусственный интеллект (ИИ), сети 5G и облачные технологии.

В России, которая наряду с США и Китаем входит в топ рынков Intel, планируется расширять присутствие. Это будет осуществляться, в частности, путем наращивания числа партнеров, масштабирования центров разработки и запуска пилотных проектов с лидерами рынка.

«Исторически Intel ассоциируется с микроэлектроникой и технологиями хранения информации. Однако сегодня мы не просто производитель микрочипов: экспертиза Intel охватывают все ключевые аспекты взаимодействия с данными – обработку, хранение, передачу и аналитику. В портфолио наших продуктов появились решения для сетей связи нового поколения, искусственного интеллекта и автономных автомобилей. Устройства, сети и облака на основе технологий Intel – это, по сути, платформа для развития всего цифрового мира», – подчеркнула в своем выступлении региональный директор Intel в России Наталья Галян.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Рынок цифровой трансформации, по оценкам специалистов корпорации, огромен. Около 90% объема данных, существующих в мире сегодня, появились за последние два года, и цифры будут расти. Однако всего 1% этого массива информации бизнес использует с пользой. Эволюция программных решений, появление новых алгоритмов для вычленения полезной информации из потока данных – вот предпосылки наступления золотого века для тех, кто умеет работать с данными. 

«За наши 50 лет развития мы поняли, что данные – самодостаточный и сверхценный объект, – утверждает технический директор Intel в России Михаил Цветков. – Мы с успехом прошли этап big data, начавшийся в 2012 году, и вступили в эру искусственного интеллекта. В основе этих двух IT-явлений лежит постоянно усложняющаяся система данных. Intel накопила уникальную компетенцию в области построения эко-системы – только такой структуре под силу работа с большими данными. Для этого мы, в том числе, постоянно увеличиваем производительность процессоров: по нашим оценкам, с 1998 года, когда впервые появился первый Intel Xeon, она возросла более, чем в 41 раз».

(кликнуть для увеличения)

Intel продолжает работу и над инновациями для персональных компьютеров. По оценкам GFK, российский рынок клиентских (мобильных и настольных) персональных компьютеров продемонстрировал рост в 4% к 2017 году, причем сегмент мобильных систем в рознице растет в среднем на 7% в месяц.

Новейшее пополнение в линейке процессоров 8-го поколения – процессоры под кодовыми именами Whiskey Lake и Amber Lake, предназначенные для тонких и легких устройств, которые только выходят на рынок. Эти платформы позволяют увеличить время работы ноутбука без подзарядки, дают широкие возможности по работе с беспроводными сетями. В Whiskey Lake многие интерфейсы реализованы на уровне чипсета, поэтому все устройство становится еще тоньше и легче.

На мероприятии Intel официально представила в России первые ноутбуки на базе технологии энергонезависимой памяти Intel® Optane™ Memory. В сочетании с процессорами Intel® Core™ 7-го или 8-го поколения память Intel Optane существенно повышает быстродействие и отзывчивость системы, использующей привычные жесткие диски. Более 15 новых моделей ноутбуков уже представлены в российской рознице, и это количество будет расти.

Говоря о развитии бизнеса, Intel видит его перспективы в технологиях, предназнаыенных для работы с данными. Рост рынка полупроводниковых решений для этой сферы должны обеспечить три драйвера, которые в Intel считают ключевыми — облачные решения, сети 5G, ИИ. К 2022 году, по оценкам Intel и аналитических компаний, совокупный рынок составит $200 млрд и будет прибавлять в среднем по 9% в год.

Как отметила Наталья Галян, новая стратегия развития, принятая в Intel несколько лет назад, дает результаты. «Пять лет назад серверный сегмент обеспечивал треть общей выручки корпорации, сегодня – уже почти половину. При этом мы наблюдаем двузначный рост, что позволяет нам претендовать на увеличение доли корпорации на глобальном рынке, которая сегодня составляет 20%». При этом Россия — одна из ключевых территорий для Intel. Страна входит в топ-3 самых быстрорастущих серверных рынков в мире, а также остается одним из лидеров по числу розничных продаж ПК в регионе EMEA. «Intel в России опирается на обширную экосистему локальных партнеров: наши программы объединяют более 2000 компаний. Это число постоянно растет, как и количество сотрудников. Сегодня в Intel в России работает более 850 человек и мы нанимаем. Надо сказать, что, например, нижегородский офис корпорации — один из крупнейших исследовательских центров за пределами США, а разработчик нижегородского подразделения Алексей Давыдов был признан изобретателем года Intel, т. к. зарегистрировал наибольшее количество патентов в области 5G, которые были приняты в стандарт. В Нижнем Новгороде мы разрабатываем библиотеки для ИИ, высокопроизводительных вычислений и беспилотных автомобилей».

По словам разработчика SSD-решений для высоконагруженных вычислений Intel Андрея Кудрявцева российский рынок уникален своей отзывчивостью к инновациям: он быстро принимает и адаптирует что-то новое, в том числе пробует инновации в твердотельных накопителях. 

Как отметила Наталья Галян, «Intel полвека демонстрирует выдающиеся возможности по предложению рынку инновационных решений, легко масштабируемых и надежных. В будущее корпорация Intel выходит все такой же уверенной и амбициозной».

В ближайшее время Intel обещает несколько интересных инфоповодов о проектах, осуществляемых на территории России.

Евгений Рудометов 
 

Intel Innovation Day — это новый расширенный формат Intel Channel Day, ориентированный на партнеров, коллег и дистрибьюторов корпорации Intel в лице руководителей предприятий, менеджеров по маркетингу, технических специалистов, продавцов. Основная цель — ознакомление присутствовавших с новейшими технологиями и тенденциями, планами выпуска продуктов Intel. В Дне Инноваций в СПб, приняли участие десятки копаний, среди которых OCS, ELKO, Merlion, 3Logic, MUST, Asus, Acer, Gigabyte, Kingston и др. Сессии были сконфигурированы по трем направлениям: Серверы и ЦОД, Настольные и мобильные ПК, Интернет вещей.

Выступающие специалисты подчеркнули, что стратегическими направлениями развития IT являются: искусственный интеллект (Artificial Intelligence — AI), пятое поколение мобильных сетей (5G), автономное вождение, системы виртуальной и смешанной реальности (Virtual reality — VR, Mixed Reality — MR). Кроме того, большое внимание уделяется развитию и поддержке направлению ЦОД и Интернета вещей.

Рассматривая перспективность AI, специалисты отметили, что этот сегмент может возрасти от $643,7 млн в 2016 г. до $36,8 млрд в 2025 г, и в ближайшие два года использовать AI будут 41% компаний. Практическое применение AI найдет, например, в распознавании речи, синхронном переводе, в локализации и позиционировании объектов, сегментации и классификации изображений.

Важным направлением является и автономное вождение. Так, в 2017 г. в Швеции — 100 автономных автомобилей, 40 машин с 4 уровнем автономности от Intel, BMW, Fiat Chrysler уже испытывается на дорогах разных стран. К 2030 г. такие автомобили проедут около 1,5 трлн км.

Развитие современных технологий и широкое их внедрение порождают огромные потоки цифровых данных, требующих оперативной их обработки. Помощь в обработке окажут не только технологии AI, но и перспективные системы, основанные на использовании новых процессоров и новых компонентов хранения информации.

Это могут быть, в частности, высокопроизводительные серверные процессоры Intel Xeon Scalable, в которых, вместо традиционной Ring Architecture с кольцевым доступом к компонентам процессора реализована Mesh Architecturе (mesh — решетка), которая обеспечивает низкие задержки сигналов и значительное увеличение скоростей передачи данных между ядрами, оперативной памятью и контроллерами ввода/вывода.

Для компьютерных систем широкого применения компания Intel предлагает  новые продукты и технологии, связанные с Intel Core i+, Kaby Lake G, Purley, Xeon Scalable, FPGA, а также настольные и мобильные решения на базе процессоров Intel Core 8-го поколения, предназначенные заменить своих предшественников. При этом были выпущены 4-ядерные модели не только для настольных ПК, но и для сегмента мобильных компьютеров. Снабженные такими процессорами, способными обрабатывать до 8 потоков с частотой работы ядер до 4,5 ГГц, мобильные системы демонстрируют уровни производительности, доступные ранее только настольным ПК.

Революционным является и новый тип энергонезависимой памяти, получившей наименование 3D XPoint, разработанной Intel в содружестве с Micron и обладающей высокими скоростями доступа и низкими задержками, с ресурсом, значительно превышающим возможности NAND и 3D NAND.

Память 3D XPoint нашла воплощение в моделях изделий Intel Optane. Это и мощные варианты накопителей Intel Optane SSD DC P4800X, предлагаемые для серверного рынка, и накопители Intel Optane SSD 900P/905P для энтузиастов, и специальные кэширующие ускорители Intel Optane Memory, обеспечивающие увеличение скоростных характеристик дисковых подсистем в ряде задач более чем в два раза. Несмотря на высокий потенциал памяти 3D XPoint, продолжается выпуск и улучшение накопителей SSD со ставшей уже традиционной флэш-памятью 3D NAND. На основе этой памяти компания Intel предлагают емкие и производительные модели: профессиональный уровень представлен изделиями Pro 7600p, Pro 7000p, Pro 6000p, Pro 545s,  потребительский уровень — 760p, 700p, 660p, 600p, 545s.

В добавление к этому компания Intel предлагает рынку новые компьютерные системы, представленные в разнообразных форм-факторах и ориентированные на разные сферы применения. Такими изделиями компания Intel и ряд ее крупных партнеров считают Compute Card, решения 2-в-1, моноблоки, Intel NUC и др. Несмотря на компактные размеры, ряд моделей могут составить конкуренцию традиционным настольным компьютерам.

Необходимо отметить, что перспективные высокопроизводительные компьютерные архитектуры, эффективные технологии обработки данных и новейшие компоненты способствуют дальнейшему развитию перспективных IT-направлений, к которым относятся системы виртуальной реальности. По прогнозу экспертов уже к 2020 году рынок систем и изделий VR может превысить $143 млрд. При этом соответствующие  технологии и устройства будут использоваться не только для целей досуга, но и в промышленности, симуляторах, медицине, образовании и других областях. Один из примеров разработки системы VR привели специалисты компании КРОК.

Специалисты компаний КРОК и Intel рассказали о реализации совместного проекта «Виртуальная копии зала Юпитера Государственного Эрмитажа».

В процессе работы разработчики столкнулись со многими проблемами, связанными как с вопросами качественной фото- и видеосъемки объектов, так и с проблемами оптимальной обработки больших объемов информации с целью уменьшения файлов VR при сохранении необходимого качества 3D-изображений, обеспечивающего высокий уровень реалистичности объектов в пространстве VR. Обработка исходной информации осуществлялась с помощью мощных  компьютерных систем (многоядерные Intel Xeon Platinum, ОЗУ 160 Гбайт, HDD 4 Тбайт).

Благодаря использованию специальных алгоритмов оптимизации в процессе обработки удавалось уменьшать количество исходных 160 млн полигонов каждого объекта съемки до примерно 120 тыс. Это позволило существенно уменьшить объем файлов VR и снизить требования к аппаратно-программным средствам компьютеров пользователей: процессор — Intel Core i5+; GPU — NVIDIA GeForce GTX 970, AMD Radeon R9 290 или лучше; ОЗУ — 8+ Гбайт; видео выход — HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 или более поздняя версия; USB-порт — 3 USB 3.0; ОС — Windows 7 SP1, Windows 8.1, Windows 10. Данные характеристики соответствуют сравнительно мощным настольным компьютерам.

Однако, как оказалось, в номенклатуре сверхкомпактных Intel NUC с процессорами Intel Core 8-поколения уже присутствуют модели, удовлетворяющие указанным требованиям. Часть информации была озвучена в секционных докладах.

В следующей части  данной статьи – об архитектуре высокопроизводительных моделей Intel NUC.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Эксперты Intel, КРОК и Initium рассказали о  новых решениях в области Интернета вещей, искусственного интеллекта и виртуальной реальности. Они также представили продуктовые новинки 2017 года, в том числе мобильные решения на базе процессоров Intel Core 8-го поколения.

Мероприятие открыло выступление Натальи Галян, регионального директора Intel в России. Она отметила значительный рост доходов компании в ряде важнейших направлений. Так, например, в третьем квартале 2017 г. к 2016 г. в секторе памяти — $891 млн (+37%), IOT — 849 млн. (+23%), FPGA — 469 млн. (10%), дата центры — $4,9 млрд. (7%), клиентские устройства — $8,9 млрд.

Из основных достижений Intel в 2017 г. следует вспомнить появление изделий на основе нового типа энергонезависимой памяти 3D XPoint, разработанной Intel в содружестве с Micron. Это и мощные варианты Intel Optane SSD DC P4800X, предлагаемые для серверного рынка, и накопители Intel Optane SSD 900P для энтузиастов, и кэширующие ускорители Intel Optane Memory.

С целью уменьшения задержек и увеличения скорости передачи данных для ЦОД компания Intel разработала процессоры Intel Xeon Scalable. В этих изделиях вместо традиционной Ring Architecture с кольцевым доступом к компонентам процессора реализована Mesh Architecturе. В новом решении процессорные ядра, кэш, контроллеры памяти и контроллеры ввода/вывода упорядочены в строки и столбцы, между которыми находятся шины и переключатели, позволяющие данным перемещаться по требуемым маршрутам в рамках решетки. Это обеспечивает увеличение количества маршрутов для передачи сигнала на фоне сокращения преодолеваемых расстояний. Как результат, достигнуты высокая производительность и низкие задержки; потоки данных хорошо масштабируются для многопроцессорных (многосокетных) конфигураций.

Не остался без внимания лидера разработки и производства процессоров и рынок ПК, для которого компания Intel выпустила восьмое поколение процессоров. При этом были выпущены 4-ядерные модели не только для настольных ПК, но и для сегмента мобильных компьютеров. Снабженные такими процессорами, способными обрабатывать до 8 потоков с частотой работы ядер до 4,5 ГГц, мобильные системы демонстрируют уровни производительности, доступные ранее только настольным ПК.

Оценивая достижения Intel, региональный директор отметила и рост рынка России в 9,8%. Это является весьма неплохим показателем, учитывая стагнацию или даже падение доходов многих других IT-компаний. Конечно, в значительной степени высокие показатели Intel связаны не только эффективным управлением, но и предложением рынку перспективных изделий, представленных в разнообразных форм-факторах и ориентированных на разные сферы применения. Такими перспективными изделиями компания Intel и ряд ее крупных партнеров считают Compute Card, решения 2-в-1, моноблоки, Intel NUC и др.

Об опыте реализации уникальных digital решений на базе Intel NUC рассказал Сергей Гудков, управляющий партнер, компания Initium. Усилиями специалистов компании Intel и Initium, комплекты Intel NUC нашли применение в терминалах проекта «Парк Зарядье». Эти терминалы были созданы для целей навигации и оплаты услуг, предоставляемых посетителям. Благодаря использованию Intel NUC удалось по сравнению с альтернативными решениями снизить энергопотребление и упростить систему охлаждения. Конечно, все это достигается в условиях сохранения  необходимого уровня функциональности. Этот уровень ожидаемо увеличивается с развитием технологий и появлением новых комплектующих и конечных систем.

В представленных презентациях были выделены основные направления развития IT: системы искусственного интеллекта, беспилотный транспорт, беспроводные сети пятого поколения (5G), а также виртуальная и дополненная реальности (VR и AR).

Так, например, рынок VR и AR к 2020 году может достигнуть более $143 миллиардов. Областями применения соответствующих технологий и устройств станут не только  системы досуга, но и, например, образования, медицины, промышленности, различных симуляторов, используемых в различных областях. Об опыте разработки подобных систем присутствующим рассказал Александр Леус, директор Центра виртуальной реальности.

Развитие современных технологий и широкое их внедрение порождают огромные потоки цифровых данных, требующих оперативной их обработки. В частности, источниками таких огромных потоков в самое ближайшее время станут беспилотные автомобили и сети 5G (в 1000 раз быстрее и более чем в 100 раз больший трафик по сравнению с 4G).

Одним из важнейших направлений решения проблемы обработки больших объемов данных является использование систем искусственного интеллекта (ИИ, мировой доход в 2016 г. — $643,7 млн, к 2025 г. — $36,8 млрд). В программах, связанных с ИИ, компания Intel задействовала значительные ресурсы. О некоторых работах и полученных результатах рассказал Михаил Цветков, инженер Intel.

В рамках мероприятия Intel в демонстрационной зоне были представлены некоторые продукты, реализующие перспективные IT-технологии и использующие компоненты Intel.

О продуктах —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Кроме процессоров, важной составляющей архитектуры ЦОД являются системы хранения информации. Долгое время для этого использовались дисковые подсистемы, созданные на основе массивов HDD, являвшимися, по сути, безальтернативными устройствами. Однако ситуация стала меняться после появления твердотельных накопителей (SSD). Лишенные движущихся механических элементов и созданные на основе микросхем флэш-памяти типа NAND, SSD обеспечивают по сравнению с HDD более высокие скорости передачи данных, меньшие задержки доступа к данным, меньшие показатели энергопотребления и теплообразования, большую надежность. Переход на флэш-память 3D NAND позволил повысить надежность и ресурс SSD. Однако, как считают инженеры Intel, следующий этап связан с переходом на флэш-память 3D XPoint. Компания не раскрывает подробностей принципов работы флэш-памяти, что не снижает ее достоинств. Созданные на ее основе накопители получили наименование Optane (рис. 6). По производительности они находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями (рис. 4 и рис. 5), при этом значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее любого SSD.

В настоящее время для ЦОД компания Intel предлагает накопители Intel Optane SSD DC P4800X, ориентированные на корпоративный сегмент. По своей идеологии это продукты находятся на стыке обычной динамической памяти (DRAM) и флэш-памяти типа NAND.

Рис. 4.  Классическая иерархия памяти и систем хранения информации

Рис. 5.  Новая иерархия памяти и систем хранения информации

Рис. 6.  Intel Optane SSD DC P4800X

Накопители Intel Optane SSD DC P4800X (рис. 6) позволили пересмотреть традиционную архитектуру обработки данных. Они обеспечивают новый уровень в иерархии систем хранения информации (рис. 4 и рис. 5). Подключаются через шину PCI Express. В отличие от традиционных NAND SSD со странично-блочной организацией работы накопители Intel Optane SSD DC P4800X обеспечивают, как и в случае памяти DRAM, байтную адресацию. Демонстрируют очень высокую производительность: на операциях чтения/записи блоками 4 Кбайт производительность достигает 550 000 IOPS. Выносливость — 30 DWPD (перезаписей в день), что примерно в три раза больше лучших альтернативных моделей твердотельных накопителей. По сравнению с NAND SSD у Intel Optane SSD DC P4800X задержки доступа меньше более чем в 10 раз, они в 5-8 раз быстрее на низких очередях, а при 99% QoS преимущество может достигать 60 раз. Накопители оптимальны для приложений критичных к требованиям по задержкам. При этом время отклика не меняется от нагрузки. Указанные характеристики расширяют сферу применения накопителей семейства Optane. Кроме использования в качестве привычных хранилищ программ и данных, эти устройства благодаря высоким скоростным параметрам и побайтному способу адресации хорошо интегрируются в подсистему оперативной памяти (рис. 7). Это позволяет уменьшить нагрузку на DRAM, снизить требуемый объем и стоимость владения.

Рис. 7.  Два сценария использования накопителей Intel Optane

В заключение инженер Intel рассказал о некоторых примерах применения платформ с Intel Xeon Scalable и накопителями Intel Optane, ответил на многочисленные вопросы.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Центры обработки данных (ЦОД) нуждаются в производительных, надежных и энергоэффективных средствах обработки и хранения информации, способных работать с очень большими потоками и объемами данных. О перспективных разработках, предлагаемых компанией Intel для современных ЦОД, рассказал Михаил Цветков, инженер Intel, в своем докладе, посвященном новой серверной архитектуре Intel, а также конвергенции памяти и систем хранения.

Рис. 1.  Михаил Цветков, инженер Intel

Правильный выбор процессорной архитектуры оказывает большое влияние на показатели эффективности и масштабируемости используемых решений. При этом важнейшими характеристиками проектируемых систем являются параметры пропускной способности каналов передачи данных. Особенно это касается шин обмена данными между ядрами, кэшем процессора, контроллером памяти и подсистемой ввода/вывода, влияющих в значительной степени на скорость обработки информации.

С целью уменьшения задержек и увеличения скорости передачи данных для ЦОД следующего поколения компания Intel разработала процессоры Intel Xeon Scalable. В этих изделиях вместо традиционной Ring Architecture с кольцевым доступом к компонентам процессора реализована Mesh Architecturе (mesh — решетка). В новом решении (рис. 2) процессорные ядра, кэш, контроллеры памяти и контроллеры ввода/вывода упорядочены в строки и столбцы, между которыми находятся шины и переключатели, позволяющие данным перемещаться по требуемым маршрутам в рамках решетки. Это обеспечивает увеличение количества маршрутов для передачи сигнала на фоне сокращения преодолеваемых расстояний. Как результат, достигнуты высокая производительность и низкие задержки; потоки данных хорошо масштабируются для многопроцессорных (многосокетных) конфигураций.

Рис. 2.  Ring Architecture и Mesh Architecture

Процессорами Intel Xeon Scalable поддерживается технология Intel VMD (рис. 3) — новая технология для современных систем хранения на базе PCIe. Позволяет изолировать проблемные устройства для горячей замены и обработки ошибок. Предоставляет стандартный фреймворк для управления светодиодами на корзинах. Упрощает программный стек PCIe хранилища.

Рис. 3.  Intel VMD

Платформы с Intel Xeon Scalable и с технологией Intel VMD разработчики этих аппаратно-программных средств рекомендуют использовать для современных виртуализированных гибридных и гиперконвергентных датацентров.

В следующией части  данной статьи — о системах хранения информации для ЦОД.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Надежное хранение и видеонаблюдение на страже вашего бизнеса — партнерская конференция Synology, Seagate, Axis, посвященная перспективным трендам в сфере надежного хранения цифровой информации, а также видеонаблюдения.

Мероприятие ориентировано на профессиональных участников рынка: руководителей ИТ-департаментов и технических специалистов, представителей ресселеров и корпоративных клиентов, имеющие в своей деятельности функционал, связанный с системами хранения данных и видеонаблюдения.

Спикеры компаний Synology, Seagate, Axis рассказали о перспективных аппаратно-программных средствах для хранения цифровых данных, видеонаблюдения и сетевых решениях.

Конференцию открыли выступления представителей Synology. Они напомнили, что компания создает NAS-серверы и системы IP-видеонаблюдения, которые меняют способ работы пользователей с информацией и видеонаблюдением в эру облачных технологий. Компания стремится помочь пользователям централизовать хранение и резервное копирование данных, внедрять профессиональные, надежные и доступные системы видеонаблюдения. Они сообщили, что с 2004 года компания реализовала 4 000 000 систем NAS, клиентская база — 80 стран. Достигнутые показатели обеспечили лидерство компании в ряде секторов IT. Это достигнуто не только благодаря разработке и выпуску на рынок все более совершенных изделий, но и системе продажи, поддержки, обслуживания и т.п.

Для анализа больших массивов информации, обработки видео, работе с ресурсоемкими приложениями баз данных, требующих единовременно высоких показателей IOPS и минимальными временными задержками компания Synology предлагает FS3017, первый All-Flash-NAS. Оснащен двумя 6-ядерными процессорами Intel Xeon, оперативной памятью 64 Гбайт DDR4 ECC RDIMM (с возможностью расширения до 512 Гбайт), двумя встроенными портами 10GBase-T, а также поддерживает 10GbE / 25GbE / 40GbE NICs. Совместим с SATA/SAS SSD дисками различных производителей, предлагая пользователям возможность выбора решения, отвечающего их задачам и бюджетам. Поддерживает все основные системы виртуализации, начиная с VMware, Windows, Citrix и заканчивая OpenStack Cinder.

RS4017xs+ — новый 3-х юнитовый сервер на 16 накопителей. Предусмотрена возможность масштабирования дискового пространства благодаря средствам подключения до двух корзин расширения. Это позволяет увеличить количество жестких дисков до 40 шт, то есть до 400 Тбайт дискового пространства.

Для развертывания сетей компания Synology предлагает высокопроизводительные роутеры. В качестве примера были приведены Synology RT1900ac и более совершенная модель Synology RT2600ac, которая обеспечивает повышенный радиус действия и обладает более высокой производительностью (2600 Mbps, 2.4G + 5G), создана на основе двухъядерного процессора 1,7 ГГц, поддерживает аппаратное ускорение контроля трафиком на уровне приложений.

Рассказали выступающие и о ряде фирменных приложений, а таже о некоторых инструментах видеонаблюдения, например, о Surveillance Station, 8.0. Пользователи теперь могут в режиме реального времени установить различные параметры потоковой передачи видео. В Surveillance Station, 8.0 значительно повысилась поддержка многопоточности. Позволяет пользователям произвести настройки отображения камеры в соответствии с их потребностями в различных потоках и переключения между ним.  

О выступлении представителей Seagate —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Оценивая возможности зеркальной цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III, необходимо отметить, что у обладателей этого аппарата имеется еще и возможность видеосъемки в формате Full HD с разрешением 1080p. При этом реализован контроль глубины резкости, имеется ручное управление экспозицией и расширенный выбор вариантов сжатия видео с высоким битрейтом. Частота кадров может изменяться в диапазоне от 24 до 60 кадров в секунду. Предусмотрен также еще и мониторинг звука в ходе съемки.

Фото 3.  Демонстрация возможностей цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III

Производитель данной цифровой камеры подчеркивает, что ее возможности могут быть расширены с помощью использования обширного модельного ряда объективов Canon EF. Это позволяет, по мнению производителя, достичь «кинематографического качества визуальных эффектов».

Являясь частью системы EOS, модель Canon EOS 5D Mark III совместима с более чем 60 объективами EF и принадлежностями для съемки.

Основные характеристики цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III в режиме фото:

• JPEG: (L) 5760 x 3840, (M) 3840 x 2560, (S1) 2880 x 1920, (S2) 1920 x 1280, (S3) 720 x 480
• RAW : (RAW) 5760 x 3840 (M-RAW) 3960 x 2640, (S-RAW) 2880 x 1920

Основные характеристики цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III в режиме видео:

• 1920 x 1080 (29,97, 25, 23,976 кадров/с) с внутрикадровым / междукадровым сжатием;
• 1280 x 720 (59,94, 50 кадров/с) с внутрикадровым / междукадровым сжатием;
  640 x 480 (59,94, 50 кадров/с) с междукадровым сжатием;
• MOV (Видео — H.264 с внутрикадровым сжатием / междукадровым сжатием, Звук — Linear PCM)

Максимальная продолжительность съемки видео ограничена пределом в 29 мин 59 c. Максимальный размер видеофайла, создаваемого средствами цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III, составляет 4 Гбайт.

Фото 4.  Цифровая камера Canon EOS 5D Mark III

Цифровая камера Canon EOS 5D Mark III записывает звук в режиме стерео с частотой дискретизации 48 кГц и позволяет контролировать запись вручную (как и в случае Canon EOS 5D Mark II).

Стандартный разъем для микрофона 3,5 мм позволяет использовать внешние микрофоны от другого производителя. Разъем для наушников обеспечивает контроль над звуком в процессе записи.

Кстати, в конструкции цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III предусмотрено использование двух флэш-карт памяти разных форм-факторов и разных интерфейсов:

• CompactFlash Type I (совместимо с UDMA),
• SD, SDHC или SDXC

Запись на них может вестись последовательно, параллельно или раздельно в зависимости от типов формируемых файлов.

В следующей части  данной статьи — некоторые дополнительные технические подробности Canon EOS 5D Mark III.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Компания «Белый Ветер ЦИФРОВОЙ» провела пресс-конференцию, посвященную старту продаж в ее сети магазинов обновленного зеркального фотоаппарата (цифровой камеры) Canon EOS 5D Mark III.

На пресс-конференции выступили руководители и специалисты компании, которые рассказали о развитии рынка цифровых фотоаппаратов и представили модель Canon EOS 5D Mark III.

Фото 1.  Выступление Андрея Маркова, директора филиала

Как сообщили выступавшие, по данным аналитиков рынок зеркальных фотокамер в 2011 году вырос на 60% по отношению к 2010 г. и составил около 800 тысяч штук. Активному росту продаж способствовали: снижение розничных цен, принципиально иное качество фотографий по сравнению с компактными камерами, упрощение эксплуатации зеркальных камер. Улучшились «понятные» для непрофессиональных пользователей режимы (автоматический, возможность сюжетной съемки). По предварительным оценкам аналитиков компании, рост продаж в 2012 году сохранится и достигнет 70%.

Представленная на указанном мероприятии модель Canon EOS 5D Mark III является  полнокадровой зеркальной цифровой камерой. В целом она похожа на предшественницу — Canon EOS 5D Mark II, которая была выпущена в 2008 г.

Фото 2.  Главный объект внимания на мероприятии

Однако сменившая ее модель получила ряд весьма существенных обновлений: более производительный процессор, расширенный набор функций, повышенную скорость серийной съемки и, самое главное, матрицу большего разрешения: 22,3 Мп (у EOS 5D Mark II было 21,1 Мп).

Цифровая камера Canon EOS 5D Mark III обеспечивает высокое качество снимков независимо от условий освещения. Диапазон чувствительности ISO простирается от 100 до 25600 единиц с возможностью расширения до ISO 102 400.

Высокая детализация фиксируемых изображений обеспечивается 22,3-мегапиксельным CMOS-датчиком изображения. За обработку данных, поступающих с этой матрицы, отвечает спецпроцессор DIGIC 5+ (у Canon EOS 5D Mark II — DIGIC 4), который, как утверждают специалисты, в 17 раз превосходит предыдущий процессор Canon по производительности, что обеспечивает высокую скорость работы цифровой камеры EOS 5D Mark III.

В результате компании Canon удалось добиться прироста скорости серийной съемки, увеличился и диапазон чувствительности ISO увеличился, улучшилось шумоподавление.

Процессор DIGIC 5+ выполняет коррекцию виньетирования, хроматических аберраций и подавление шумов при высокой чувствительности ISO.

Для автофокусировки используется 61-точечная система (у Canon EOS 5D Mark II — 9 основных точек и 6 вспомогательных), а замер поручен 63-зонной системе (у Canon EOS 5D Mark II — 35-зонная). 

В следующей части  данной статьи — о видеовозможностях EOS 5D Mark III.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Оценивая средства и технологии, реализованные в новейших серверных процессорах и построенных на их основе решениях, необходимо отметить, что за счет перехода от специализированных решений к открытой платформе на базе Intel производители телекоммуникационного оборудования смогут уменьшить объем вновь разрабатываемого программного кода. Кроме того, они смогут более эффективно масштабировать линейки продукции для того, чтобы сократить расходы и повысить оперативность вывода на рынок своих новых разработок.

Этот гибкий подход к разработке коммуникационного оборудования позволяет производителям и поставщикам услуг экономически эффективно управлять миллиардами интеллектуальных устройств, подключенных к сети.

Остаетстя добавить, что семейство серверных процессоров Intel Xeon E5-2600 уже насчитывает около двух десятков моделей процессоров: модельный ряд процессоров Xeon E5-2600 включает 17 моделей стоимостью от $198 до $2057 (цена за штуку в партии из 1000 штук), имеющих в своем составе от двух до восьми ядер, обрабатывающих до 16 потоков.

Технические характеристики серверных процессоров

Одновременно объявлено о выпуске трех моделей процессоров Intel Xeon E5-1600 стоимостью от $294 до $1080, предназначенных для однопроцессорных рабочих станций.

Соответствующие решения, созданные на основе процессоров данного семейства, представили на рынок ведущие отечественные и иностранные производители.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Представленные новейшие серверные процессоры Intel Xeon E5-2600 поддерживают набор команд Intel Advanced Vector Extensions (Intel AVX). Этот набор существенно увеличивает скорость работы ресурсоемких приложений. В некоторых случаях этот рост может быть двухкратным.

Технологии Intel Turbo Boost 2.0, Intel Hyper-Threading и Intel Virtualization предоставляют дополнительные возможности для увеличения производительности.

Оценивая средства повышения производительности, реализованные в новейших серверных процессорах, необходимо отметить, что благодаря интегрированным функциям и реализованным технологиям серверные процессоры Intel Xeon E5-2600 установили 15 новых мировых рекордов для двухпроцессорных систем с архитектурой x86.

Мировые рекорды для двухпроцессорных систем с архитектурой x86

Необходимо отметить, что с учетом постоянно растущего объема трафика современные серверы должны обеспечивать не только очень высокую скорость вычислений, но и быстрее передавать данные для поддержки работы ресурсоемких приложений и увеличения пропускной способности центров обработки данных (ЦОД).

Семейство процессоров Intel Xeon E5-2600 решает эту задачу с помощью технологий Intel Integrated I/O (Intel IIO) и Intel Data Direct I/O (Intel DDIO).

Intel IIO позволяет переместить контроллер подсистемы ввода-вывода с отдельной микросхемы на системной плате непосредственно в процессор с поддержкой стандарта PCI Express 3.0 и технологии Intel DDIO. 

Intel DDIO позволяет ethernet-контроллерам и адаптерам Intel направлять трафик подсистемы ввода-вывода непосредственно в кэш-память процессора, сокращая объем передачи данных в системную память и уменьшая объем энергопотребления и задержку подсистемы ввода-вывода.

Процессоры Intel Xeon E5-2600 — это первые серверные процессоры, которые имеют контроллер подсистемы ввода-вывода с поддержкой спецификаций PCI Express 3.0, интегрированный непосредственно в состав процессора. Это позволяет уменьшить уровень задержки до 30% по сравнению с решениями предыдущих поколений. А поддержка PCI Express 3.0 позволяет до трех раз увеличить скорость перемещения данных.

Современные ЦОД должны не только обеспечивать высокую производительность, но и сокращать энергопотребление и операционные расходы. Семейство процессоров Intel Xeon E5-2600 позволяет сократить стоимость владения за счет повышения энергоэффективной производительности более чем на 50% по результатам теста SPECpower_ssj*2008 при сравнении с предыдущим поколением процессоров Intel Xeon 5600.

Кроме того, они поддерживают инструменты для контроля энергопотребления, включая приложения Intel Node Manager и Intel Data Center Manager, которые в режиме реального времени и с высокой точностью передают на консоли управления информацию об энергопотреблении систем.

Таким образом, ЦОД могут увеличить производительность и сократить капитальные затраты и расходы на программные лицензии.

А еще выпуск процессоров Intel Xeon E5-2600 подтверждает стремление Intel создать более защищенную аппаратную платформу для современных ЦОД.

Набор инструкций Intel Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel AES-NI) позволяет оперативно зашифровывать и расшифровывать данные различных приложений и транзакций, а технология Intel Trusted Execution Technology (Intel TXT) помогает более надежно бороться с вредоносными атаками.

Все эти новейшие разработки совместно с ведущими приложениями позволяют защитить ЦОД от атак и масштабировать производительность в соответствии с текущими потребностями.

В следующей части  данной статьи — заключение.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Анализируя существующие темпы развития технических средств и темпы роста объемов накапливаемой информации, управление которыми требует адекватных решений, необходимо отметить, что новые серверные процессоры линейки Intel Xeon E5-2600 обеспечивают очень высокие показатели производительности.

Важно, что высокие показатели производительности процессоров Intel Xeon E5-2600 обеспечиваются при очень высокой эффективности на каждый ватт израсходованной энергии.

Относительная производительность  и  энергопотребление
серверных процессоров  Intel Xeon X5675  и  Intel Xeon E5-2660 

Кроме того, как отметили в своих кратких выступлениях специалисты Intel, в конструкции данных серверных процессоров реализованы такие инновации, как новая система ввода-вывода и эффективные аппаратные функции защиты.

Процессоры Intel Xeon E5-2600 поддерживают до восьми ядер и до 768 Гбайт системной памяти, обеспечивая в ряде случаев на 80% более высокую производительность по сравнению с процессорами Intel Xeon 5600 предыдущего поколения.

Серверный процессор Intel Xeon E5-2660

Некоторые подробности о средствах и технологиях, реализованных в Intel Xeon E5-2600, —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Об архитектуре новых серверных процессоров и особенностях их применения приглашенным специалистам IT и представителям СМИ рассказали сотрудники российского представительства компании Intel. 

В кратком выступлении, посвященном особенностям новой серии серверных процессоров Intel Xeon E5, Дмитрий Конаш, региональный директор Intel в России и других странах СНГ, рассказал о глобальных процессах, происходящих в мире и связанных со стремительным развитием информационных технологий и проникновением их в самые разные сферы человеческой деятельности.

Выступление Дмитрия Конаша, регионального директора Intel в России и других странах СНГ

Он отметил, что по прогнозам экспертов к 2015 г. в мире будет насчитываться 15 млрд устройств, подключенных к глобальной сети Internet, и более 3 млрд активных пользователей онлайн-ресурсов. В результате количество сетевых устройств сравнительно скоро вдвое превысит численность всего населения Земли.

При сложившихся темпах роста каждый пользователь ПК, подключенный к сети Интернет, будет ежедневно создавать более 4 Гбайт трафика, что сопоставимо по объему с 4-часовым фильмом в стандарте видео высокой четкости.

В результате объем хранимых данных будет ежегодно увеличиваться почти на 50%.

Объем информации, которая будет передаваться по сетям и храниться в облачных средах, увеличится в четыре раза за ближайшие 5 лет.

Предполагается, что количество облачных серверов во всем мире к 2015 г. возрастет более чем в три раза.

К 2015 г. объем трафика центров обработки данных (ЦОД) будет ежегодно увеличиваться на 33%, превысив 4,8 зетабайт данных в год, что в 3 раза больше объема трафика в 2011 г.

Для поддержания существующих темпов развития технических средств и объемов накопления информации необходимо создавать эффективные сетевые решения, которые будут способны:

• объединить постоянно растущее число стационарных и мобильных компьютерных изделий,
• более оперативно и надежно обрабатывать и передавать постоянно увеличивающийся объем данных.

Интеллектуальной же базой этих решений могут стать компьютерные устройства и системы, созданные на основе новых серверных процессоров, объединенных в семейство Intel Xeon E5 (модели с кодовым наименованием Sandy Bridge-EP).

Пластина с кристаллами Sandy Bridge-EP и сам кристалл

О некоторых архитектурных и технологических инновациях, реализованных в новейших моделях семейства Intel Xeon E5 (Sandy Bridge-EP), —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

А теперь кратко об основных параметрах референсного смартфона, созданного на основе платфомы Medfield, и о реализованных перспективных технологиях и функциональных возможностях данного устройства.

Объем встроенной оперативной памяти — 1 Гбайт LP-DDR2, флэш-памяти — 16 Гбайт. Имеется еще и слот microSD.

В качестве операционной системы используется Andriod, но могут применяться и ОС Meego, и Tizen, а также и соответствующие варианты Windows.

Важно, что в Medfield реализована поддержка перспективных для мобильных устройств технологий. Это нашло свое отражение и в функциональных возможностях платформы, а через нее — и в изделиях,созданных на основе данной платформы.

К достоинствам представленной платформы и референсного смартфона относятся поддержка встроенных средств видео, а также ряда перспективных технологий, включая, например, WiDi и NFC.

Продемонстрированный прототип смартфона на базе Medfield имеет 4-дюймовый экран типа Super TFT, представленный улучшенной TN-матрицей и дополненный защитным стеклом Gorilla Glass. Разрешение экрана — 1024 х 600.

Возможен вывод изображения сразу на три внешних экрана, для чего в конструкции усройства предусмотрен интерфейс HDMI с HDCP.

А еще референсный смартфон, созданный на основе платфомы Medfield, имеет в своем составе две цифровые камеры:

• основная — 8 Мп (рекомендовано в серийных устройствах — 16-24 Мп),
• дополнительная (фронтальная) — 1,2 (рекомендовано в серийных устройствах — 2 Мп).

Поддерживается автоматические фокус, экспозицию, баланс белого. Утверждается, что имеется возможность снимать серии изображений с очень высоким темпом, например, изображения с разрешением 16 Мп со скоростью 15 кадров в секунду (при использовании камеры 16 Мп).

А еще встроенные в состав референсного смартфона средства позволяют создавать и/или декодировать видеофильмы высокого качества, включая стандарты HD (до 1080p при 30 кадрах в секунду).

Как уже отмечалось выше, в устройстве обеспечена и поддержка WiDi.

Здесь следует напомнить, что WiDi — это технология беспроводной передачи видеоизображений на совместимые устройства отображения видеоинформации.

Данная технология, реализованная соответствующими средствами референсного смартфона, обеспечивает передачу статических и динамические видеоизображений, включая потоковое видео, по беспроводному каналу на телевизор, совместимый с WiDi.

Пример меню референсного смартфона, выведенное с помощью WiDi на телевизор

Интересна и технология NFC (Near Field Communication — коммуникация ближнего поля).

Данная технология согласно утвержденным стандартам обеспечивает беспроводную высокочастотную связь малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на небольшм расстоянии: обычно в пределах 10 сантиметров.

Используя возможности реализованной в референсном смартфоне технологии NFC, специалисты Intel продемонстрировали и нетрадиционные функции: определили число оставшихся поездок на карте московского Метрополитена.  

И конечно, используемый в референсном смартфоне сравнительно производительный процессор поддерживает игровые возможности изделия, что и было продемонстрировано специалистами Intel в процессе упомянутой презентации.

В следующей части  данной статьи — краткое заключение.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Итак, изделие выпускается по технологии 32 нм. Однако на ближайшие три года запланирован последовательный переход к технологическим нормам 22 нм и 14 нм с использованием 3D-транзисторов (3D Fin Field Effect Transistor — транзисторы с трехмерной структурой затвора). Этот переход должен дать значительное преимущество при работе чипов с низкими уровнями напряжения. Так, например, 22 нм чипы будут примерно наполовину более энергоэффективными по сравнению с изделиями, созданными по техпроцессу 32 нм.

Эволюция технологий и чипов

Все это позволит:

• увеличить производительность,
• расширить функциональные возможности,
• существенно повысить энергетическую эффективность.

По сравнению с предыдущим решением, созданным для мобильных устройств (Morestown), новый вариант (Medfield) потребляет на 43% меньше энергии или способен работать на большей на 37% частоте при сохранении того же уровня энергопотребления.

Необходимо отметить, что в Medfield используются разработки нидерландской компании Silicon Hive. Эта компания, которая была выделена из состава Philips Electronics, специализируется на разработке технологий параллельных вычислений для однокристальных систем. Остается добавить, что год назад Silicon Hive была куплена компанией Intel. В результате она стала  собственностью Intel, конечно, вместе c перспективными разработками.

Благодаря усилиям ученых и инженеров обеих компаний были созданы SoC и платформа Medfield, ориентированные на сверхмобильные устройства, к которым относятся совремнные смартфоны и планшеты.

Более того, платформа Medfield компанией Intel предлагается уже не просто в виде компонентов для смартфонов и планшетов, но существует и в виде соответствующего устройства референсного дизайна. Фактически этот дизайн можно брать за основу разработок конечных устройств. И как сообщили специалисты, выступившие на презентации, новая платформа уже получила поддержку нескольких производителей мобильных устройств, что позволяет рассчитывать на скорое массовое производство соответствующих моделей.

Одно из таких устройств, представленных референсным смартфоном, который был создан на основе платформы Medfield, было продемонстрировано специалистами Intel на упомянутой презентации.

Референсный смартфон на платформе Medfield

Некоторые технические подробности, связанные с основными параметрами референсного смартфона, созданного на основе платформы Medfield, а также связанные с реализованными перспективными технологиями, —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

На недавно проведенной в Москве закрытой презентации специалисты компании Intel рассказали о новейшей фирменной разработке, получившей наименование Medfield и ориентированной на сектор компактных мобильных устройств, к которым относятся современные смартфоны и планшеты.

Более того, в ходе презентации специалисты Intel продемонстрировали действующую модель смартфона, построенного на платформе Medfield.

Алексей Рогачков, менеджер по развитию бизнеса Intel,
Владимир Слинько, директор по развитию бизнеса Intel в России

Medfield — это система на чипе (System-on-Chip, SoC). Является следующей разработкой после Moorestown, которая не нашла по ряду причин широкого применения.

Все основные компоненты SoC Medfield (далее — Medfield) реализованы на едином полупроводниковом кристалле. В их число, в частности, входят:

• процессор Intel Atom серии Z6xx (архитектура — x86, объем кэш-памяти второго уровня — 512 Кбайт, поддержка Hyper-Threading, кодовое имя — Saltwell),
• графический ускоритель PowerVR SGX540.

Основные компоненты Medfield

Вычислительная часть Medfield построена по одноядерной схеме.

Тактовая частота встроенной процессорной части Medfield в турбо-режиме достигает 1,6 ГГц, графический ускоритель работает на частоте 400 МГц.

Потребляемая мощность зависит от вычислительной нагрузки:

• максимальная нагрузка — 0,9 Вт,
• обычная — 0,3 Вт.

Как подчеркнули выступавшие на презентации специалисты Intel, одноядерная конфигурация Medfield была выбрана вполне осознано. Связано это с тем, что важность многоядерных решений в мобильных устройствах сегодня сильно преувеличена, так как в настоящее время большинство программных приложений не использует более одного вычислительного ядра.

А интенсивно рекламируемые многоядерные решения являются в большинстве случаев просто маркетинговыми акциями производителей компонентов и конечных устройств. Однако по мере совершенствования программного обеспечения использование многоядерных решений станет оправданным, но это в перспективе.

В соответствии с планами развития полупроводниковых процессов компании Intel и создания на их основе соответствующих изделий система на чипе Medfield производится по 32 нм техпроцессу с использованием high-k.

Необходимо отметить, что выпускаемые чипы отличаются очень низкими утечками, что позволило в ряде случаев не только сравняться по эффективности с существующими решениями ARM, которые в настоящее время производятся по нормам 45 нм, но и превзойти их.

Некоторые подробности о технологиях —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Информация о производительности инженерных семплов была проанализирована одним из аналитиков ресурса ZDNet. Соответствующие оценки представлены на Рис. 3.

Рис. 3. Оценка производительности процессоров

Как видно из представленных данных, в операциях с плавающей точкой Nehalem вдвое, а в целочисленных операция в полтора раза быстрее, чем Xeon X5482 (Harpertown).

Одной из причин такого прироста производительности является применение трехканального контроллера оперативной памяти DDR3 (три канала на каждый процессор).

Кроме того, использование технологии SMT (Symmetric Multi-Threading, симметричная многопоточность) позволяет Nehalem значительно увеличить число обрабатываемых потоков, что эквивалентно росту числа ядер.

Рис. 4. Эволюция техпроцессов и архитектур

Однако литографические процессы Intel не заканчиваются нормами 45 нм и микроархитектурой процессора Nehalem. Следующим технологичестким рубежом являются нормы 32 нм. 

Результатом применения технологии 32 нм является«сжатая» до 32 нм версия процессора Nehalem. Новый, улучшенный, 32 нм вариант получил наименование Westmere (ранее известный как Nehalem-C).

Далее в соответствии с планами Intel микроархитектуру Nehalem/Westmere сменяет  Sandy Bridge, и ее сменяет следующая разработка, «масштабированая» до норм 22 нм.

В дальнейшем и эта микроархитектура уступит место еще более совершенной разработке. В соответствии со стратегией “tick-tock” это произойдет в 2012 г.

Сегодня трудно сказать, какими новыми свойствами будут обладать 22 нм процессоры. Однако можно утверждать, что их производительность возрастет многократно, что соответствующим образом отразится на функциональных возможностях будущих компьютеров.  Как всегда, будущее покажет. Необходимо подождать, тем более, что ждать осталось не так долго.
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Как реализация всех указанных технологий, были представлены несколько представителей четырех- и двухъядерных процессоров, созданных на основе улучшенной архитектуры Intel Core и выполненных по технологическому процессу 45 нм. 

Основные параметры ряда четыререх- и двухъядерных моделей, ориентированных на рынок настольных систем, приведены в Таблице 1.

Таблица 1. 4- и 2-ядерные 45 нм модели процессоров

Приведенные в таблице 1 представители процессорного семейства обладают повышенным ресурсом для наращивания частот для ядра и шины. Это позволяет создавать более производительные модели процессоров. При этом 45 нм чипы отличаются от своих предшественников высокой энергоэкономичностью, что открывает возможности для конструирования высокопроизводительных, но малошумных систем.

Что же касается областей применения многоядерных систем, то ими могут и традиционные офисные приложения, и задачи, связанные с глобальной сетью, и обработка аудио и видеоинформации, и, конечно, различные игры. Однако в наибольшей степени преимущества многоядерных процессоров проявляются при одновременном выполнении большого количества программ, а также приложений, специально спроектированных для многопоточного выполнения. К слову сказать, число таких приложений стремительно увеличивается.

Необходимо отметить, что в соответствии с планами Intel в дальнейшем, в конце 2008 года, были представлены процессоры следующей микроархитектуры ядра. В новых моделяхв едином процессорном корпусе вместе с ядром размещен еще и встроенный контроллер оперативной памяти DDR3. Реализована и поддержка многопоточности, слегка подзабытая со времени Intel Pentium 4. Возрожденная технология позволила удвоить число одновременно обрабатываемых потоков, что способствует еще большему росту производительности.

Информация о производительности инженерных семплов была проанализирована одним из аналитиков ресурса ZDNet. 

Результаты тестирования, а также некоторые планы развития, рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

В процессорах, созданных по технологии 45 нм, используются high-k диэлектрики, металлические затворы и т. п. Сам процесс был годом ранее опробован и продемонстрирован на пластинах с памятью SRAM.

К слову сказать, это стало уже традицией в разработке и освоении новых полупроводниковых процессов (рис. 2).

Рис. 2. Изменение плотности микросхем

Переход на новые, более прецизионные нормы техпроцесса влечет за собой необходимость решения вопросов уменьшения токов утечек транзисторов, что напрямую влияет на энергопотребление и тепловыделение чипа в целом.

Снижение литографических размеров приводит к появлению эффекта прямого туннелирования электронов через изолирующие слои. В транзисторах это ведет к резкому увеличению тока утечки через материал диэлектрика затвора.

Для решения данной проблемы диоксид кремния был заменен на тонкий слой материала на базе солей редкоземельного металла гафния с высоким показателем диэлектрической проницаемости.

Применяемый компанией Intel 45 нм техпроцесс подразумевает меньшие по сравнению с 65 нм техпроцессом размеры используемых в структурах процессорного ядра полупроводниковых транзисторов. Это позволяет применять значительно более плотное размещение транзисторов на полупроводникой пластине – примерно в два раза более плотное, чем в случае предыдущего 65 нм поколения.

Уменьшившиеся размеры транзисторов при использовании новых материалов привели к уменьшению примерно на 30% тока, требующегося для их переключения. В дополнение к этому более чем на 20% выросла скорость переключения транзисторов, более чем в пять раз уменьшились токи утечки

В 45 нм процессорах семейства Penryn компания Intel увеличила объем кэш-памяти второго уровня (L2). Так, двухъядерные процессоры оснащены кэшем L2 емкостью до 6 Мбайт, а отдельные четырехъядерные модели обзавелисья кэш-памятью объемом 12 Мбайт.

Для реализации скоростных возможностей внутренних цепей процессорного ядра частота системной шины увеличена до 1333 МГц, а для высокопроизводительных, топовых моделей процессоров — до 1600 МГц.

Для дальнейшего увеличения производительности процессоров система команд была дополнена набором команд SSE4. Набор команд SSE4 содержит несколько примитивов векторизации для компиляторов, обеспечивающих дальнейшее увеличение производительности и эффективности мультимедийных приложений.

Все это обеспечивает увеличение эффективности и производительности в многозадачных приложениях, что позволяет расшироить возможности компьютерных систем. Указанные  нововведения являются одними из важнейших инноваций. Однако имеются и другие.

Традиционно разработчики Intel объединили основные особенности архитектуры в ряд технологий. 

Intel Wide Dynamic Execution обеспечивает выполнение большего числа команд за тактовый цикл, улучшая время исполнения и повышая энергосбережение

Intel Intelligent Power Capability, разработанная для обеспечения энергоэкономичности и производительности, а также для максимального увеличения времени автономной работы ноутбука.

Intel Smart Memory Access повышает производительность системы, оптимизируя использование доступной пропускной способности

Intel Advanced Smart Cache обеспечивает высокую производительность и эффективность кэш-памяти. Технология оптимизирована для использования с многоядерными и двухъядерными процессорами.

Intel Advanced Digital Media Boost ускоряет выполнение целого ряда приложений, включая приложения обработки видео, речи, изображений и фотоснимков, шифрования, а также финансовые, технические и научные приложения.

Некоторые подробности выпущенных моделей рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Микроархитектура NetBurst, пришедшая в 2000 году на смену микроархитектуре P6 (последние представители P6 – 0,18 мкм Coppermine, и финальный 0,13 нм Tualatin в 2001 году) уже стала историей, как, впрочем, и соответствующие модели процессоров, созданные на основе разных версий процессорных ядер.

В разное время микроархитектура NetBurst была представлена рядом разных дизайнов ядра: 
  -  Willamette (2000 год, 0,18 мкм, 0,13 мкм),
  -  Northwood (2002 год, 0,13 мкм),
  -  Prescott/Smithfield (2004 год, 90 нм),
  -  Cedar Mill/Presler (2006 год, 65 нм).

Четыре поколения дизайна ядра и шесть лет на одной микроархитектуре!

Такая политика привела к некоторому застою в развитии соответствующих технологий и не способствовали процветанию компании. Это обстоятельство признали высшие руководители Intel. В результате были внесены соответствующие коррективы в планы  компании.

В настоящее время конструкторы Intel придерживаются иной стратегии.

Согласно новым планам Intel предусмотрена смена микроархитектур и переход на новый техпроцесс каждые два года. Сегодня сложно сказать, удастся ли лидеру процессорной индустрии удерживать в течение длительного периода столь высокие темпы развития. В Intel такую стратегию выпуска продукции называет “tick-tock” (“тик-так”).

Каждый “тик” отражает новый этап развития полупроводниктехновых производственных технологий и усовершенствования в области микроархитектуры процессорных ядер.

Каждый “так” соответствует созданию новой микроархитектуры и выпуску на ее основе принципиально новых процессоров.

Остается отметить, что в результате реализации стратегии “tick-tock” каждый четный год компания Intel представляет новую архитектуру, а каждый нечетный — уменьшает ее до следующих норм техпроцесса. Это позволяет как развивать архитектуры процессоров, так и совершенствовать полупроводниковые процессы.

Как важный пример реализации данного подхода, можно рассматривать разработку процессоров с ядром Penryn. Это ядро создано по технологии 45 нм. Оно унаследовало  удачную   архитектуру Intel Core многократно проверенную в двух и четырехъядерных моделях процессоров Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad.

Процессоры с рабочим названием Penryn построены на базе усовершенствованной микроархитектуры Intel Core. Основным их отличием стал переход на 45-нм техпроцесс и некоторые архитектурные новшества, вследствие чего повысится энергоэффективность, расширится частотный потенциал, увеличится количество выполняемых команд за такт и прочее.

Семейство 45 нм чипов Penryn стало основой для 2-ядерных чипов Wolfdale и 4-ядерных чипов Yorkfield, проишедших на замену 65 нм процессорам Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad соответственно.

Соответственно, процессоры семейства Penryn легли в основу очередного поколения мобильной платформы Intel Centrino с кодовым названием Montevina. Эта платформа постепенно заменила в 2008 г. обе версии предыдущей разработки: Santa Rosa и Santa Rosa Refresh. 

Все это стало возможным благодаря технологическому процессу 45 нм, освоенному компанией Intel.

Благодаря этому техпроцессу четырехъядерные процессоры Penryn включают около 820 млн. транзисторов. Они размещены на двух кристаллах площадью 107 кв. мм. Для сравнения, четырехъядерные процессоры, выполненные по 65 нм техпроцессу и носящие кодовое наименомание Intel Kentsfield, имеют 582 млн. транзисторов, размещенные на площади кристаллов 143 кв. мм.

Здесь просматривается сохранение закона Мура, согласно которому по-прежнему с периодичностью примерно раз в два года удваивается количество транзисторов, снижается удельная цена изготовления одного транзистора, увеличивается производительность.

Рис. 1. Закон Мура

Некоторые подробности техпроцесса и микроархитектуры рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

- 51 - 

 К стр. 50 

Чипсеты фирмы Intel

Чипсет i850 является продолжением линии специализированных наборов микросхем системной логики фирмы Intel, родоначальником которой послужил  i810 (i810 Chipset).

Встроенный интерфейс работы с памятью (DRAM interface) поддерживает два канала памяти технологии Direct Rambus, ориентированных на использование соответствующих модулей RIMM, для которых передача данных осуществляется на удвоенной частоте. Могут использоваться три типа модулей: PC600 RIMM с тактовой частотой 300 МГц, PC700 RIMM — 350 МГц, PC800 RIMM — 400 МГц

При использовании модулей PC800 RIMM скорость передачи данных достигает 1,6 Гбайт/с для каждого канала. Это позволяет при использовании двухканальной структуры подсистемы памяти чипсета i850 достичь 3,2 Гбайт/с. Ранее такая скорость передачи данных была доступна только в относительно дорогих системах с чипсетом i840 (i840 Chipset), который был специально разработан для высокопроизводительных мультипроцессорных систем на базе процессоров Pentium III и Pentium III Xeon. Но преимущества двухканальной структуры в системах на основе i840 не могли быть реализованы из-за относительно низкой пропускной способности шины процессора Pentium III и Pentium III Xeon.

Максимальный объем памяти DRDRAM, представленной соответствующими модулями RIMM, в системах, созданных на основе i850, может достигать величины 1 Гбайт при использовании микросхем емкостью 128 Мбит и 2 Гбайт — при емкости 256 Мбит.

Встроенный в чипсет интерфейс AGP обеспечивает работу одного устройства AGP с поддержкой режимов 1X/2X/4X (1,5 В), SBA и Fast Writes.

Информационные потоки чипсета i850 приведены в табл. 1.18.
  

Таблица 1.18. Информационные потоки чипсета i850

  
Управление периферийными устройствами осуществляет хаб ввода-вывода — I/O Controller Hub (ICH2), прошедший апробацию в составе ранее выпущенных чипсетов i820E и i815E. В состав хаба ICH2 входят следующие контроллеры: интерфейса с MCH, двухканального UltraDMA/100 IDE (4 устройства IDE, чтение до 100 Мбайт/с, запись до 89 Мбайт/с), 2 USB (всего 4 порта), I/O APIC, SMBus, интерфейса с FWH, LPC (позволяет подключать устройства ISA и X-Bus, такие как Super I/O, контроллеры клавиатуры, гибкого дисковода, параллельного, последовательного портов), AC’97 2.1 (до 6 каналов аудио), PCI 2.2 (до 6 устройств PCI), LAN (c Intel 82562EH — 1 Мбит/с HomePNA, Intel 82562ET — 10/100 Мбит/с Ethernet), System и Power Management.

Базовый вариант чипсета i850 состоит из трех микросхем: 82850 Memory Controller Hub (MCH) в конструктиве 615 OLGA (13×35 мм), 82801BA I/O Controller Hub (ICH2), 82802 Firmware Hub (FWH).

На рис. 1.28 представлена структура компьютера с чипсетом i850 Chipset.

 К стр. 52 

Аннотация  

Краткое содержание книги  

Полное содержание книги

- 49 -  

 К стр. 48 

Чипсеты фирмы Intel

i840 Chipset 

Чипсет i840 Chipset (i840) специально разработан для высокопроизводительных мультипроцессорных систем на базе процессоров Intel Pentium III и Intel Pentium III Xeon.

Данный чипсет имеет хабовую архитектуру, сходную с архитектурой родоначальника подобных наборов — чипсета i810.

Несмотря на то, что чипсет i840 ориентирован на рынок серверов и мощных рабочих станций, на его основе создавались и настольные системы.

Подробно этот специализированный набор рассмотрен в разделе чипсетов серверов и рабочих станций.

Характеристики чипсетов Intel для процессоров Intel Pentium II/III, ориентированные на компьютеры начального уровня, приведены в табл. 1.16.
 

Таблица 1.16. Характеристики чипсетов Intel для Pentium II/III. Компьютеры начального уровня

 
Характеристики чипсетов Intel для процессоров Intel Pentium II/III, ориентированные на производительные компьютеры (Performance Desktop), приведены в табл. 1.17.

 К стр. 50 

Аннотация  

Краткое содержание книги  

Полное содержание книги