Intel Xeon E7 v4: Broadwell-EX mit 24 Kernen als absolute High-End-Lösung

Heute schickt Intel den Vollausbau der ersten 14-nm-CPU-Generation für Server in den Handel. Broadwell-EX zielt als Xeon E7 v4 auf das absolute High-End-Segment, wobei bis zu 24 Kerne, 60 MByte L3-Cache und bis zu 3 TByte Arbeitsspeicher pro Prozessorsockel nur die Grundlage der neuen Plattform bilden.

Die Brickland-Plattform rund um den Sockel R1 (LGA 2011) bekommt ihre dritte Ausbaustufe: Auf Ivy Bridge-EX und Haswell-EX folgt nun Broadwell-EX. Seinerzeit mit maximal 15 Kernen und 30 Threads angetreten sind es heute bis zu 24 Kerne und 48 Threads bei DDR4-Unterstützung. Doch die Plattform schränkt einige Bereiche auch ein: Die maximal drei QPI-Links gibt es weiterhin, auch die Speicherunterstützung ist noch nicht so weit wie beim Xeon E5 v4 (DDR4-2.400) als Standard-Server-Prozessor.

7,2 Milliarden Transistoren

Mit diesem teilt sich der Neuling aber fast alle technischen Gemeinsamkeiten, wenngleich beim Xeon E7 v4 nur ein einziger Die genutzt wird, der dann je nach Einsatzgebiet angepasst wird. Der Die hat eine eine Größe von 456 mm² mit 7,2 Milliarden Transistoren. Broadwell-EP hat derer insgesamt drei Dies, kleinere Ableger können so kostengünstiger und in größerer Menge von den Wafern bezogen werden.

Technischer Überblick und Modelle

Auf der Seite der Architektur gibt es nahezu keine Unterschiede zum Broadwell-EP alias Xeon E5 v4 – deshalb hatte Intel die Details bereits Anfang März im Rahmen des Xeon-E5-Workshops auch für die Xeon E7 gegenüber den Medien erklärt. Alles was mit Haswell als grundlegende Prozessorarchitektur eingeführt und mit dem 14-nm-Shrink auf Broadwell optimiert wurde, greift auch beim 24-Kern-Flaggschiff Broadwell-EX. Der einzige Unterschied ist ein zusätzlicher QPI-Link, um mehr als zwei Prozessoren in einem System zusammenarbeiten zu lassen.

So sind die Xeon der Serie E7-4800 für 4-Sockel-Systeme gedacht, die 8800er wie seit Jahren üblich für acht Sockel und bei der Nutzung eines Controllers von einem Dritthersteller sogar auf 64 Sockel und darüber hinaus skalierbar. Jede CPU unterstützt dabei maximal 3 TByte RAM, in einem 8-Sockel-System können bis zu 24 TByte Arbeitsspeicher verbaut werden, wahlweise DDR4-1.866 oder DDR3-1.600.

Neben den klassischen Prozessoren hat Intel auch wieder Spezialmodelle aufgelegt, die mit hohen Taktraten und riesigen Caches bei mitunter sehr wenigen Kernen agieren. Die TDP wird bei diesen Modelle mit 165 Watt immer voll ausgereizt, sie stellen die Leistungs-Speerspitze für Anwendungen im Bereich Enterprise/Database (E7-8893/8891 v4) sowie für das High Performance Computing (E7-8867 v4) dar.

Modell	Kerne/Threads	Takt/mit max. Turbo	L3-Cache	QPI	DDR4 / DDR3	TDP	Preis
Bis 8 Sockel, skalierbar
Xeon E7-8890 v4	24 / 48	2,2 / 3,4 GHz	60 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	165 W	$7.175
Xeon E7-8880 v4	22 / 44	2,2 / 3,3 GHz	55 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	150 W	$5.896
Xeon E7-8870 v4	20 / 40	2,1 / 3,0 GHz	50 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	140 W	$4.672
Xeon E7-8860 v4	18 / 36	2,2 / 3,2 GHz	45 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	140 W	$4.060
Xeon E7-8855 v4	14 / 28	2,1 / 2,8 GHz	35 MB	8,0 GT/s	1.866 / 1.600	140 W	k.A.
Bis 4 Sockel, skalierbar
Xeon E7-4850 v4	16 / 32	2,1 / 2,8 GHz	40 MB	8,0 GT/s	1.866 / 1.600	115 W	$3.004
Xeon E7-4830 v4	14 / 28	2,0 / 2,8 GHz	35 MB	8,0 GT/s	1.866 / 1.600	115 W	$2.169
Xeon E7-4820 v4	10 / 20	2,0 / – GHz	25 MB	6,4 GT/s	1.866 / 1.333	115 W	$1.502
Xeon E7-4809 v4	8 / 16	2,0 / – GHz	20 MB	6,4 GT/s	1.866 / 1.333	115 W	$1.224
Spezialmodelle, bis 8 Sockel
Xeon E7-8893 v4	4 / 8	3,2 / 3,5 GHz	60 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	165 W	$6.841
Xeon E7-8891 v4	10 / 20	2,8 / 3,5 GHz	60 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	165 W	$6.841
Xeon E7-8867 v4	18 / 36	2,4 / 3,3 GHz	45 MB	9,6 GT/s	1.866 / 1.600	165 W	$4.672

Auch bei den Broadwell-EX gibt es spezielle Taktraten, wenn Last durch AVX-Anwendungen erzeugt wird. Diese liegen wie bei Broadwell-EP im Schnitt rund 400 MHz unter denen der Standardtaktraten für Anwendungen. Der Xeon E7-8890 v4 taktet in der Basis dann nur noch mit 1,8 statt 2,2 GHz, der maximale Turbo-Modus bleibt davon aber unberührt und steht weiter voll zur Verfügung.

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IBM ist das Angriffsziel Nummer 1

Die Zielgruppe für Serversysteme im Mission-Critical-Segment ist klein, im Markt gibt es zudem aktuell nur einem echten Mitbewerber: IBM. Die Power 8 von IBM sind die einzigen CPUs, die derzeit bei der reinen Systemleistung mithalten können und gegenüber Haswell-EX als Vorgänger durchaus auch mal in Front lagen. Mit Broadwell-EX will Intel das umkehren. Dabei sollen die neuen Systeme nicht nur deutlich schneller arbeiten, sondern insbesondere auch bei der Leistungsaufnahme in Form einer Halbierung gegenüber einem voll ausgestatteten IBM-System und dem Preis punkten.

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Insgesamt 27 neue Weltrekorde in verschiedenen Leistungsmessungen vermeldet Intel zusammen mit den namhaften Partnern der Branche, die in Form von Cisco, Dell, Fujitsu, Hewlett-Packard Enterprise (HPE), Huawei, Lenovo und SGI ab heute aktualisierte Systeme im Angebot haben. Je nach Anwendung kann die Leistung um bis zu 33 Prozent steigen. Wird der Vergleich auf die ersten Vertreter der Brickland-Plattform mit Ivy-Bridge-EX-Prozessor ausgeweitet, sind die Zugewinne noch massiver.

Dabei geht es aber oft gar nicht um die einfache Leistungssteigerung in Anwendungen sondern auch die Möglichkeit, aufgrund der vielen zusätzlichen Threads mehr virtuelle Maschinen in einem einzigen System aufsetzen zu können. Gleichzeitig sollen die Xeon E7 v4 so auch eine Alternative zu den eigenen Xeon E5 v4 sein, wenn dort beispielsweise viele Server im Einsatz sind. Da die hauptsächlichen Kosten über mehrere Jahre hinweg nicht mehr von der Anschaffung sondern beispielsweise den Softwarelizenzen und der Wartung geprägt sind, können sich je nach Einsatzgebiet auch die auf den ersten Blick als Nischenlösung auftretenden Xeon E7 lohnen und am Ende als günstigeres Gesamtpaket bei gleicher Leistung erweisen.

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