Intel Xeon (Sapphire Rapids)

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Produktion:	seit 2022
Produzent:	Intel
Prozessortakt:	2,0 GHz bis 3,7 GHz
UPI-Takt:	4,8 GT/s bis 16 GT/s
L3-Cachegröße:	22,5 MiB bis 112,5 MiB
Befehlssatz:	x86/Intel 64 (AMD64)
Mikroarchitektur:	Intel-Alder-Lake-Mikroarchitektur
Sockel:	Sockel E – LGA4677
Name des Prozessorkerns:	Alder Lake – Golden Cove

Mit über einem Jahr Verspätung wurde am 10. Januar 2023 die vierte Generation der „Intel Scalable Processors“ vorgestellt. Sie löst die Ice Lake-Generation für 1-2 Sockel Server und die Cooper Lake-Generation für 4-8 Sockel Server ab. Es kommen sogenannte Golden Cove CPU-Kerne aus dem 10nm++ bzw. SuperFIN / Intel 7 Fertigungsprozess zum Einsatz, die auf der Intel-Alder-Lake-Mikroarchitektur basieren.

Technik

Im Unterschied zu den Core-Modellen aus der Alder-Lake Baureihe kommen bei den Scalable-Processor-Xeons keine Effizienz-Kerne zum Einsatz. Erstmalig werden die Server-CPUs aus mehreren Chips bzw. Tiles / Dies über EMIB-Brücken (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) zusammengesetzt, um eine höhere Kernanzahl zu erreichen, es gibt einen MCC-Chip, der bis zu 34 (max. 32 aktiv in 7x5 Anordnung) Kerne enthält sowie XCC-Varianten, die aus 4 Tiles zusammengesetzt sind und bis zu 64 Kernen (maximal 60 aktiv, in 4x4 Anordnung) enthalten.

Variante	Kerne (max.)	Anzahl Chiplets	Fläche Chiplet	Fläche Package gesamt
MCC	32	0001	ca. 490 mm²	0000490 mm²
XCC	15	0004	ca. 400 mm²	0001600 mm²
MAX – XCC HBM2e	15 00	0004 4× 8	ca. 400 mm² ca. 073 mm²	0001600 mm² ca. 2320 mm²

Arbeitsspeicher

Hier wird es erstmalig auch CPU-Varianten unter dem Handelsnamen Xeon Max geben, die 64 GByte High Bandwidth Memory (HBM2e) integriert haben. Dieser HBM kann in unterschiedlichen Modi genutzt werden:

• als einziger Hauptspeicher (dann in der maximalen Speichergröße stark begrenzt auf 64 GB)
• als zusätzliche DRAM-Kanäle neben den 8 normalen Kanälen mit DIMM-Steckplätzen (dann sind weitere Eingriffe nötig, um dies für die Applikationen nutzbar zu machen)
• als Cache vor den normalen 8 DRAM-Kanälen (den DIMM-Modulen)

Die Anzahl der DDR-Kanäle ist gegenüber der letzten Generation von 6 auf 8 gestiegen, es wird anstelle von DDR4 in der letzten Xeon-Generation nun DDR5-Speicher unterstützt, die maximale Taktfrequenz der DDR5-Kanäle liegt bei 4800 MHz, die aggregierte Speicherbandbreite je Sockel steigt damit auf 8 × 48,0 GB/s, zusammen 384 GB/s. In maximal der Hälfte der 8 DDR5-Kanäle können auch Optane PMem 300 series – persistent Memory-Module gesteckt werden. Es können Software Guard Extension (SGX) – Hauptspeicher Enklaven mit einer Größe von bis zu 512 GByte Größe genutzt werden.

Wegen der gestiegenen Anzahl von Speicherkanälen wird ein neuer Sockel E, der LGA4677 notwendig. Dies führt auch dazu, dass eine neue Server-Plattform Fox Creek Pass für diese CPU's genutzt werden muss, die bisherigen Server können also kein CPU-Upgrade erhalten. Als Chipsatz kommen neue C741 Codename Emmitsburg zum Einsatz, der mit einer DMI Generation 3 an die erste CPU angebunden ist.

Je CPU werden 80 Lanes PCIe 5.0 herausgeführt. Diese sind auch in Mehrsockelsystemen verfügbar, so dass die Ein-/Ausgabebandbreite linear mit der Anzahl der Sockel steigt. Über die PCIe 5.0 Lanes kann das CXL 1.1 Protokoll genutzt werden, um externen Memory (persistent oder flüchtig) anzuschließen. Die Speicherhierarchie wird damit bei den Xeons komplex:

1. CPU-Register
2. 1st + 2nd-Level-Cache je Kern
3. gemeinsamer 3rd-Level-Cache
4. optional bei der MAX-Baureihe der HBM2e-DDR-Speicher, entweder als 4th-Level-Cache oder als Zusatz DDR-Kanäle
5. die 8 Kanäle DDR5-Speicher, entweder flüchtig oder teilweise mit Optane persistenten Speicher, dann aber langsamer
6. optional entfernter CXL-Speicher über CXL 1.1 – PCIe 5.0
7. persistente NVMe-Geräte über PCIe 5.0
8. langsamere Speichergeräte über Erweiterungsbusse wie SAS, SATA

Es stellt sich die Frage, ob alle diese Schichten nutzbringend von existierenden Anwendungen verwendet werden können.

Je CPU sind bis zu 4 UPI-Kanäle (UPI 2.0) mit 16 GT/s vorhanden, um Mehrsockelsysteme zu verbinden.

Es kommt bei der 4. Generation wieder eine Befehlssatzerweiterung hinzu: die Advanced Matrix Extension (AMX), die selbst eine Erweiterung der AVX-512-Rechenwerke sind.

Von Intel beworben werden eine Reihe von Hardware-Beschleuniger-Bausteinen in den CPUs:

• die schon länger bekannte QAT – Quick Assist Technology (Kryptografie-Beschleuniger)
• DLB – Dynamic Load Balancer
• DSA – Data Streaming Accelerator
• IAA – In-Memory Analytics Accelerator

Diese Schaltungen sind aber jeweils nicht in allen Modellen vorhanden bzw. in unterschiedlichen Anzahlen vorhanden. Der maximale Hauptspeicherausbau beträgt 4 TB RAM je Sockel bei der Verwendung von 256-GB-DIMM-Modulen und ist nicht mehr modellspezifisch.

Namenssystematik

1. Stelle: Verkaufsklasse – Bronze (3), Silver (4), Gold (5, 6), Platinum (8), MAX (9)

2. Stelle: Generation (4)

3. + 4. Stelle: Modellnummer

Buchstabe:

• H: Virtualisierung optimiert
• P: IaaS optimiert
• Q: Flüssigkeitskühlung
• N: Netzwerkoptimiert
• M: Media optimiert
• S: Storage & Hyperconverged optimiert
• T: Verlängerter Lebenszyklus
• V: SaaS optimiert
• U: Einsockelvariante
• Y: Unterstützt Intel® Speed Select Technology – Performance Profile (Intel® SST-PP) 2.0
• +:

Die unterschiedlichen Optimierungen bedeuten unterschiedliche Anzahlen von Beschleuniger-Schaltungen im Chip.

Modelle

Produkt- name	erhält- lich	Chip- Vari- ante	UPI- Links	max. Sockel	Anzahl Kerne	max. Turbo- takt	Basis- takt	Cache	TDP
Bronze 3408U	Q1 2023	MCC	0	1	08	1,90 GHz	1,80 GHz	022,5 MB	125 W
Silver 4410T			2	2	10	4,00 GHz	2,70 GHz	26,25 MB	150 W
Silver 4410Y					12	3,90 GHz	2,00 GHz	,0030 MB
Silver 4416+					20			037,5 MB	165 W
Gold 5411N			3	1	24		1,90 GHz	,0045 MB
Gold 5412U			0				2,10 GHz		185 W
Gold 5415+			3	2	08	4,10 GHz	2,90 GHz	022,5 MB	150 W
Gold 5416S					16	4,00 GHz	2,00 GHz	,0030 MB
Gold 5418N					24	3,80 GHz	1,80 GHz	,0045 MB	165 W
Gold 5418Y			?	?			2,00 GHz		185 W
Gold 5420+				2	28	4,10 GHz		052,5 MB	205 W
Gold 5423N		LCC		?	20	4,00 GHz	2,10 GHz	037,5 MB	145 W
Gold 5433N						4,10 GHz	2,30 GHz		160 W
Gold 6403N	Q3 2023	MCC			24	3,60 GHz	1,90 GHz	,0045 MB	185 W
Gold 6414U	Q1 2023	XCC	0	1	32	3,40 GHz	2,00 GHz	,0060 MB	250 W
Gold 6416H		MCC	3	4	18	4,20 GHz	2,20 GHz	,0045 MB	165 W
Gold 6418H					24	4,00 GHz	2,10 GHz	,0060 MB	185 W
Gold 6421N				1	32	3,60 GHz	1,80 GHz
Gold 6423N	Q3 2023		?	?	28		2,00 GHz	052,5 MB	195 W
Gold 6426Y	Q1 2023		3	2	16	4,10 GHz	2,50 GHz	037,5 MB	185 W
Gold 6428N					32	3,80 GHz	1,80 GHz	,0060 MB
Gold 6430		XCC				3,40 GHz	2,10 GHz		270 W
Gold 6433N	Q3 2023	MCC	?	?		3,60 GHz	2,00 GHz		205 W
Gold 6433NE
Gold 6434	Q1 2023		3	2	08	4,10 GHz	3,70 GHz	022,5 MB	195 W
Gold 6434H				4
Gold 6438M				2	32	3,90 GHz	2,20 GHz	,0060 MB	205 W
Gold 6438N						3,60 GHz	2,00 GHz
Gold 6438Y+						4,00 GHz
Gold 6442Y					24		2,60 GHz		225 W
Gold 6443N	Q3 2023		?	?	32	3,60 GHz	2,00 GHz		195 W
Gold 6444Y	Q1 2023		3	2	16	4,00 GHz	3,60 GHz	,0045 MB	270 W
Gold 6448H				4	32	4,10 GHz	2,40 GHz	,0060 MB	250 W
Gold 6448Y				2			2,10 GHz		225 W
Gold 6454S		XCC	4			3,40 GHz	2,20 GHz		270 W
Gold 6458Q		MCC	3			4,00 GHz	3,10 GHz		350 W
Platinum 8444H		XCC	4	8	16		2,90 GHz	,0045 MB	270 W
Platinum 8450H					28	3,50 GHz	2,00 GHz	,0075 MB	250 W
Platinum 8452Y				2	36	3,20 GHz		067,5 MB	300 W
Platinum 8454H				8	32	3,40 GHz	2,10 GHz	082,5 MB	270 W
Platinum 8458P			3	2	44	3,80 GHz	2,70 GHz		350 W
Platinum 8460H			4	8	40		2,20 GHz	,0105 MB	330 W
Platinum 8460Y+				2		3,70 GHz	2,00 GHz		300 W
Platinum 8461V			0	1	48		2,20 GHz	097,5 MB
Platinum 8462Y+			3	2	32	4,10 GHz	2,80 GHz	,0060 MB
Platinum 8468			4		48	3,80 GHz	2,10 GHz	,0105 MB	350 W
Platinum 8468H				8					330 W
Platinum 8468V			3	2			2,40 GHz	097,5 MB
Platinum 8470			4		52		2,00 GHz	,0105 MB	350 W
Platinum 8470N						3,60 GHz	1,70 GHz	097,5 MB	300 W
Platinum 8470Q						3,80 GHz	2,10 GHz	,0105 MB	350 W
Platinum 8471N				1		3,60 GHz	1,80 GHz	097,5 MB	300 W
Platinum 8480+				2	56	3,80 GHz	2,00 GHz	,0105 MB	350 W
Platinum 8480C		?	?	?
Platinum 8490H		XCC	4	8	60	3,50 GHz	1,90 GHz	0112,5 MB
Max 9460			3	2	32		2,70 GHz	,0075 MB
Max 9462					40		2,20 GHz	097,5 MB
Max 9468			4		48		2,10 GHz	,0105 MB
Max 9470					52		2,00 GHz
Max 9480					60		1,90 GHz	112,5 MB

Chip – Baureihen

• 4. Generation Scalable Processors
• Xeon W 34xx Workstation Processors

Weblinks

• Products formerly Sapphire Rapids. Intel, abgerufen am 12. Januar 2023 (englisch). 
• Chipsatz C741. Intel, abgerufen am 12. Januar 2023 (englisch). 
• Intel® Xeon® Scalable Processors Numbers and Suffixes. Intel, abgerufen am 19. Oktober 2023 (englisch)

Einzelnachweise

Intel-Prozessoren

Liste aller Prozessoren ab 1970 • alle Modellnummern von 2004 bis 2009

Vor-x86-Prozessoren	Desktop 4004 • 4040 • 8008 • 8080 • 8085
iAPX-86 bis zur 4. Generation	Desktop 8086 • 8088 • 80186 • 80188 • 80286 • 80386 (i386) • 80486 (i486) • Overdrive-Versionen
Pentium-Serie	Desktop Pentium (MMX) • Pentium II • Pentium III • Pentium 4 • Pentium 4 XE • Pentium D • Pentium XE • Pentium Dual-Core • Overdrive-Versionen Mobil Mobile Pentium 4 • Pentium M • Pentium Dual-Core Server Pentium Pro
Celeron-Serie	Desktop Celeron (P6) • Celeron (NetBurst) • Celeron D • Celeron (Core) • Celeron Dual-Core Mobil Mobile Celeron • Celeron M
Core-Serie	Desktop Core (Core Solo, Core Duo) • Core 2 • Core i • Core M
Xeon-Serie	ii Server Xeon (P6) • Xeon (NetBurst) • Xeon (Core) • Xeon (Nehalem) • Xeon (Sandy Bridge) • Xeon (Ivy Bridge) • Xeon (Haswell) • Xeon (Broadwell) • Xeon (Skylake) • Xeon (Kaby Lake) • Xeon (Coffee Lake) • Xeon (Cascade Lake) • Xeon (Ice Lake) • Xeon (Sapphire Rapids)
Atom-Serie	Desktop Atom
x86-kompatible SoCs	Desktop Quark • Edison
Nicht-x86-Prozessoren	Desktop iAPX 432 • i860 • i960 • Itanium • Itanium 2 • XScale

Weitere Listen: Celeron • Pentium • Core 2 • Core i