Pada 11 Juli 2017, Intel secara resmi meluncurkan keluarga prosesor 14nm Intel Xeon Scalable Processor (Skylake-SP) baru mereka. Keluarga ini menggantikan generasi sebelumnya dari prosesor 14nm Intel Xeon E7 v4 dan 14nm Intel Xeon E5 v4 (Broadwell-EX dan Broadwell-EP).
Branding dan Harga
Intel menyebut keluarga ini sebagai "platform terkonvergensi" baru yang tersegmentasi ke dalam empat lini produk berbeda yang disebut Intel Xeon Platinum, Intel Xeon Gold, Intel Xeon Silver, dan Intel Xeon Bronze. Untuk penggunaan SQL Server, hanya garis Platinum dan Gold yang masuk akal jika Anda ingin mendapatkan kinerja terbaik untuk setiap lisensi inti prosesor SQL Server Anda.
Tidak seperti prosesor Xeon generasi sebelumnya, prosesor Xeon Platinum baru memiliki hingga 28 inti fisik dan semuanya dapat digunakan di server jumlah soket apa pun, baik itu mesin dua soket, empat soket, atau delapan soket. Prosesor Xeon Gold memiliki hingga 22 inti fisik, dan dapat digunakan di mesin dua soket atau empat soket.
Intel menggunakan konvensi branding dan penomoran produk baru yang dirinci pada Gambar 1. Tidak seperti prosesor AMD EPYC baru, Intel melakukan banyak segmentasi produk berbasis pemasaran dan profitabilitas dalam jajaran ini yang membuatnya lebih sulit untuk dipahami, dan membuat lebih sulit untuk memilih prosesor yang tepat untuk beban kerja Anda.
Gambar 1:Konvensi Penomoran Produk Prosesor Intel Xeon yang Dapat Diskalakan
Salah satu contoh utama dari segmentasi produk yang berbahaya ini adalah prosesor SKU “M” (model prosesor dengan akhiran M) yang mendukung memori 1,5TB per soket dibandingkan dengan memori 768GB per soket untuk model SKU non-“M”. Intel mengenakan biaya sekitar $3000,00 premium (per prosesor) untuk dukungan memori ekstra itu, yang merupakan peningkatan yang cukup besar, terutama untuk prosesor berbiaya lebih rendah. Prosesor delapan inti Intel Xeon Gold 6134 masing-masing seharga $2,214.00, sedangkan prosesor delapan inti Intel Xeon Gold 6134M masing-masing seharga $5.217.00. Semua spesifikasi (dan kinerja) lainnya identik untuk kedua prosesor tersebut. Untuk penggunaan SQL Server, mungkin masuk akal untuk membayar premi itu untuk mendapatkan dua kali kapasitas memori per soket (terutama mengingat biaya lisensi SQL Server Anda dan biaya memori keseluruhan), tetapi saya tidak suka fakta bahwa Intel melakukan beberapa harga mencongkel di sini.
Perubahan Arsitektur
Skylake-SP memiliki arsitektur cache berbeda yang berubah dari model terdistribusi bersama yang digunakan di Broadwell-EP/EX ke model lokal-pribadi yang digunakan di Skylake-SP. Bagaimana perubahan ini akan mempengaruhi beban kerja SQL Server masih harus dilihat.
Di Broadwell-EP/EX, setiap inti fisik memiliki cache L2 pribadi 256KB, sementara semua inti berbagi cache L3 yang lebih besar yang bisa mencapai 60MB (biasanya 2,5MB/core). Semua baris dalam cache L2 untuk setiap inti juga ada dalam cache L3 yang inklusif dan bersama.
Di Skylake-SP, setiap inti fisik memiliki cache L2 pribadi 1MB, sementara semua inti berbagi cache L3 yang lebih besar yang bisa mencapai 38,5MB (biasanya 1,375MB/inti). Semua baris dalam cache L2 untuk setiap inti mungkin tidak hadir dalam cache L3 bersama yang non-inklusif.
Cache L2 yang lebih besar meningkatkan rasio hit dari cache L2, menghasilkan latensi memori efektif yang lebih rendah dan menurunkan permintaan pada cache L3 dan interkoneksi mesh. Cache L2 biasanya sekitar 4X lebih cepat dari cache L3 di Skylake-SP. Gambar 2 merinci perubahan arsitektur cache baru di Skylake-SP.
Gambar 2:Membandingkan Arsitektur Cache
Peningkatan arsitektur baru lainnya adalah Intel Ultra Path Interconnect (UPI), yang menggantikan Intel Quick Path Interconnect (QPI) generasi sebelumnya. Intel UPI adalah interkoneksi yang koheren untuk sistem yang berisi banyak prosesor dalam satu ruang alamat bersama. Prosesor Intel Xeon yang mendukung Intel UPI, menyediakan dua atau tiga tautan UPI Intel untuk menghubungkan ke prosesor Intel Xeon lainnya menggunakan jalur latensi rendah berkecepatan tinggi ke soket CPU lainnya. Intel UPI memiliki kecepatan data maksimum 10,4 GT/dtk (transfer giga/detik) dibandingkan dengan kecepatan data maksimum 9,6 GT/dtk untuk Intel QPI yang digunakan dalam prosesor Broadwell-EP/EX tercepat.
Fitur baru penting lainnya di Skylake-SP adalah penyertaan dukungan AVX-512, yang memungkinkan vektor lebar 512-bit untuk dihitung, yang sangat meningkatkan kecepatan dibandingkan dengan set instruksi vektor lama seperti AVX2, AVX, dan SSE. Kumpulan instruksi ini biasanya digunakan untuk hal-hal seperti kompresi dan enkripsi.
AVX-512 juga memiliki efisiensi daya yang jauh lebih baik dalam hal GFLOPS/Watt dan GFLOPS/GHz dibandingkan dengan set instruksi yang lebih lama, sehingga Intel tidak perlu mengurangi kecepatan clock semua core jika kode AVX berjalan pada salah satu dari inti dan mereka juga dapat menjalankan setiap inti pada kecepatan yang berbeda tergantung pada jenis kode AVX yang berjalan pada inti tersebut.
Dukungan Perangkat Keras SQL Server
Di SQL Server 2016, Microsoft memperkenalkan dukungan untuk instruksi SSE dan AVX yang didukung oleh CPU untuk meningkatkan kinerja pengumpul baris di indeks Columnstore dan penyisipan massal. Mereka juga menambahkan dukungan perangkat keras untuk enkripsi AES-NI. Saya menulis tentang bagaimana perangkat lunak baru ini mendukung perangkat keras tertentu yang dipetakan ke generasi prosesor yang berbeda di sini. Mudah-mudahan, Microsoft akan memperluas jenis kode ini untuk mencakup dukungan AVX-512 di SQL Server 2017.
Fitur baru lainnya di Skylake-SP adalah dukungan Intel Speed Shift, yang memungkinkan inti prosesor mengubah status-p dan status-c mereka jauh lebih efektif (yang memungkinkan inti prosesor “dipercepat” jauh lebih cepat). Fitur ini dibangun di atas Hardware Power Management (HWPM) yang diperkenalkan di Broadwell dengan mode baru yang memungkinkan HWPM dan sistem operasi untuk bekerja bersama, yang disebut mode asli. Mode asli didukung di kernel Linux 4.10 dan di Windows Server 2016.
Menurut beberapa tolok ukur awal yang saya lihat, prosesor Skylake-SP ini memiliki peningkatan IPC sekitar 10% dibandingkan core Broadwell-EP yang berjalan pada kecepatan clock yang sama. Perangkat lunak yang memanfaatkan fitur baru tertentu (seperti AVX-512 dan FMA) dapat mengalami peningkatan kinerja yang jauh lebih tinggi.
Mengenai beban kerja OLTP SQL Server 2017, pada tanggal 27 Juni 2017, Lenovo mengirimkan hasil benchmark TPC-E untuk server dua soket Lenovo ThinkSystem SR650, dengan dua prosesor Intel Xeon Platinum 8180 28-core. Skor mentah untuk sistem ini adalah 6.598,36. Membagi skor tersebut dengan 56 core fisik, kita mendapatkan skor/inti sebesar 117,83 (yang merupakan ukuran performa CPU single-threaded).
Sebagai perbandingan, Lenovo mengirimkan hasil benchmark TPC-E untuk server dua soket Lenovo System x3650 M5 dengan dua prosesor Intel Xeon E5-2699 v4 22-core. Skor mentah untuk sistem ini adalah 4938,14. Membagi skor itu dengan 44 inti fisik, kami mendapatkan skor / inti 112,23. Sistem Skylake-SP sekitar 5% lebih cepat untuk kinerja single-threaded di sini, tetapi perlu diingat bahwa ini adalah untuk versi pra-rilis SQL Server 2017.
Jika Anda menginginkan tampilan yang lebih mendetail tentang perubahan dan peningkatan spesifik dalam rangkaian Prosesor Intel Xeon yang Dapat Diskalakan dibandingkan dengan prosesor Xeon generasi sebelumnya, Anda dapat membacanya di sini.
