Nehalem-EX vs. AMD 12-Core-Opteron 6100
Intel Xeon X7560 - Neue 8-Core-CPU im Test
Mit der Xeon-7500-Serie - Codename „Nehalem-EX“ - bietet Intel seine neue CPU-Generation für Server mit zwei, vier und mehr Sockeln an. Die Prozessoren treten die Nachfolge der Xeon-7400-Serie an. Mit 45-nm-Core-Architektur und sechs Kernen setzen die 7400er CPUs noch auf die klassisch ausgelegte Xeon-MP-Plattform Caneland mit „klassischen“ FSBs zum Chipsatz, der wiederum den Speicher ansteuert.
Bei seiner neuen Xeon-7500-Generation krempelt Intel die CPU nebst zugehöriger Plattform komplett um. Die aus den Core-2-Desktop-CPUs bekannte Prozessorarchitekur muss dem 45-nm-Nehalem-Design weichen - allerdings kräftig aufgewertet. So produziert Intel mit dem Xeon 7500 erstmals einen 8-Core-Prozessor. Zusätzlich integriert der Hersteller auf dem Siliziumplättchen einen L3-Cache von sehr üppigen 24 MByte.
- CPU2006 64 Bit - Multitasking - SPECint_rate_base2006
Die zwei Xeon X7560 platzieren sich zwischen den Hexa-Core-Xeon-5600-Modellen. Das Ergebnis ist gut, bedenkt man, dass die CPUs zwar acht statt sechs Kerne haben, aber mit deutlich geringerer Taktfrequenz arbeiten. Müssen die zwei Xeon X7560 aber nur mit ihrem eigenen Speicher auskommen (ohne FlexMem), so sinkt die Performance auf das Niveau der Opteron-6174-CPUs. Sehr groß ist allerdings der Sprung gegenüber der Xeon-7400-Vorgängerplattform – zwei Xeon X7560 (2,26 GHz / 8 Core) sind schneller als vier Xeon X7460 (2,66 GHz / 6 Core). - CPU2006 64 Bit - Multitasking - SPECint_rate_2006 - optimierte Herstellerangaben
Mit speziellen Compilern und Bibliotheken wird das Integer-Leistungsvermögen gegenüber unseren Standardeinstellungen fast verdoppelt. Der Opteron 6174 liegt jetzt auf einem Niveau mit Intels Xeon X5680. Offiziell gemeldete Werte für den Xeon X7560 liegen uns noch nicht vor. Sobald wir diese erhalten, ergänzen wir das Diagramm. Uns vorliegende inoffizielle Werte des Xeon X7560 liegen auf dem Niveau des Opteron 6174. - CPU2006 64 Bit - Multitasking - SPECfp_rate_base2006
Bei den sehr speicherintensiven Durchsatztests mit Floating-Point-Programmen profitiert das Xeon-X7560-Päärchen deutlich von der der zusätzlichen Bandbreite der FlexMem-Technologie. Steht den 8-Core-Xeons nur der eigene Speicher zur Verfügung, bricht die Performance um 31 Prozent ein. Der Speicherdurchsatz ist trotz der vielen Kanäle durch Latenzzeiten der SMBs beschränkt. Stark präsentiert sich das Opteron-6174-Duett. Die AMD-CPUs gewinnen deutlich von ihrer hohen Speicherbandbreite mit vier DDR3-1333-Channels pro CPU. Einen deutlichen Geschwindigkeitsprung machen die zwei Xeon X7650 im Vergleich zu den Vorgängern, die selbst in der 4-Sockel-Konfiguration deutlich langsamer sind. - CPU2006 64 Bit - Multitasking - SPECfp_rate_2006 - optimierte Herstellerangaben
Bei den sehr speicherintensiven und damit Speicherbandbreiten-abhängigen Fließkommaszenarios lässt sich die Performance durch spezielle Compiler und Bibliotheken gegenüber unseren Standardeinstellungen um zirka 11 bis 23 Prozent steigern. An der Reihenfolge der Prozessoren und somit am Kräfteverhältnis ändert sich allerdings nichts. Offiziell gemeldete Werte für den Xeon X7560 liegen uns noch nicht vor. Sobald wir diese erhalten, ergänzen wir das Diagramm. Uns vorliegende inoffizielle Werte des Xeon X7560 liegen in etwa zwischen dem Xeon X5680 und Opteron 6174. - STREAM 5.8 OMP 64 Bit - Speicherbandbreite
Die beiden Xeon X7560 erreichen nur die halbe Bandbreite der Xeon-5600-Serie. Der etwas enttäuschende Durchsatz wird auch durch die Latenzzeiten der SMBs verursacht. Mit einer gcc-compilierten Linux-Variante von STREAM holt das Xeon-X7560-Päärchen immerhin etwas 28 GByte/s aus dem Speicher. Deutlich langsamer sind dagegen die Vorgänger Xeon X7460 mit klassischer FSB/Chipsatz-Anbindung. Die beiden Opteron-6174-Prozessoren holen aus den insgesamt acht DDR3-1333-Channels dagegen einen Speicherdurchsatz von 51,8 GByte/s heraus. - SPECjvm2008 - Base Run - Performance Java Runtime Environment
Eine sehr gute Java-Leistung erzielen die Xeon-5600-Prozessoren mit Hexa-Core-Technologie. Die Octa-Core-Xeons liegen schon abgeschlagen zurück; sie streiten sich mit den Zwölfkern-Opterons um die Plätze. Immerhin bieten zwei Xeon X7650 exakt die gleiche Performance als vier Xeon X7460. - SPECpower_ssj2008 - Java-Performance - 100 Prozent Load
Der Workload ist speicherintensiver als bei SPECjvm2008 und skaliert besser mit der Anzahl der Prozessoren / Kerne. Jetzt zeigen Intels neue 8-Core-Prozessoren Xeon X7650 erstmals ihr volles Potenzial an Rechenleistung. Auch die Opteron-6174-CPUs können ihre vielen Kerne ausnutzen und sie profitieren von der hohen Speicherbandbreite der vier DDR3-1333-Channels pro CPU. Extrem langsam sind im Vergleich die vier Xeon X7460 (Hexa-Core). Die klassische FSB-/Chipsatz-Architektur der Plattform wirkt stark bremsend. - SPECpower_ssj2008 - Performance/Watt - CPU-Powermanagement on
Zwar ist der Dell PowerEdge R810 mit den Xeon-X7650-CPUs nicht hohe Energieeffizienz getrimmt, dennoch zeigt sich ein erheblicher Fortschritt im Vergleich zur Xeon-7400-Plattform. Bei den sehr vergleichbar ausgestatteten Xeon-5500/5600- und Opteron-Plattformen wird mit AMDs 12-Core-Prozessoren die höchste Effizienz erreicht. - SPECpower_ssj2008 - Performance/Watt - CPU-Powermanagement off
Mit inaktivem SpeedStep reduzieren die zwei Xeon X7560 sowie die Xeon X5570 die Systemeffizienz um zwei Prozent (beide 45-nm-Nehalem). Beim Xeon X5670 und X5680 sinkt die Effizienz um knapp ein Prozent (32-nm-Westmere). Beim Opteron-6174-System geht die Effizienz ohne PowerNow! um ein knappes Prozent zurück. - SPECpower_ssj2008 - Energieaufnahme Plattform unter Volllast
Die beiden Xeon X7650 sind mit 130 Watt TDP eingestuft. Der als Plattform dienende Dell PowerEdge R810 ist durch seine Ausstattung mit zwei 1100-Wattnetzteilen deutlich mehr PCI-Express-Schnittstellen etwas im Nachteil gegenüber den Xeon-5500/5600- und Opteron-Systemen. Dennoch zeigt sich, dass im Segment der Server mit zwei Prozessoren es deutlich sparsamere Lösungen gibt als ein Xeon-7500-System. Sehr energiehungrig zeigt sich das Xeon-X7460-System mit vier CPUs. Neben den 130-Watt-TDP-Xeons sorgen auch die stromhungrigen FB-DIMMs sowie die zwei 1570-Watt-Netzteile für einen deutlichen Mehrverbrauch. - SPECpower_ssj2008 - Energieaufnahme Plattform im Leerlauf - Energiesparmodus an
Das 4-Sockel-System Dell PowerEdge R810 mit zwei bestückten Xeon X7560 ist zwar nicht auf geringste Energieaufnahme getrimmt, trotzdem sind mit zwei CPUs die Opteron- und Xeon-5500/5600-Plattformen massiv sparsamer im Leerlauf. Gegenüber der Vorgängerplattform mit Xeon-7400-CPUs und FB-DIMM-Technologie zeigt sich die neue 7500er Plattform jedoch deutlich genügsamer. - SPECpower_ssj2008 - Energieaufnahme Plattform im Leerlauf - Energiesparmodus aus
Im Leerlauf steigt bei den Xeon X7560 der Energiebedarf ohne SpeedStep lediglich um ein Watt. Beim Xeon X5680 (32-nm-Westmere) erhöht sich der Konsum dagegen um sieben Watt. Die Opteron-6174-Modelle erhöhen ihren Energiebedarf im Leerlauf ohne PowerNow! sogar um 14 Watt. - SunGard ACR 4.0 64 Bit - Monte Carlo Simulation
Trotz Octa-Core-Technologie sowie zusätzlichem Hyper-Threading müssen sich zwei Xeon X7560 den zwei Xeon X5680 (Hexa-Core + Hyper-Threading) geschlagen geben. Die Xeon-X5680-CPUs arbeiten mit einer deutlich höheren Taktfrequenz. Die Speicherbandbreite und –zugriffe halten sich hier stark in Grenzen, wie auch der kaum messbare Unterschied zwischen den Xeon-X7560-CPUs mit und ohne FlexMem zeigt. - openSSL 0.9.8b 64 Bit - Encryption RSA2048
Der Test läuft überwiegend im Cache ab. Die 8-Core-Xeons X7560 verschlüsseln fast so schnell wie die mit 3,33 GHz Taktfrequenz agierenden 6-Core-Xeons X5680. Erstmals sind die „alten“ Xeon X7460 schneller als die Nachfolgegeneration Xeon X7560 – allerdings nur durch die doppelte Prozessoranzahl. - openSSL 0.9.8b 64 Bit - Decryption RSA2048
Auch das Entschlüsseln erledigen die 32-nm-Hexa-Core-Xeons X5680 etwas schneller als die Octa-Core-Xeons X7560. Auch hier kommt noch kein AES-NI der 32-nm-Xeon-5600-Serie zum Einsatz. - CINEBENCH 11.5 64 Bit - Single-Thread-Rendering
Beim Rendering wird jetzt nur ein Prozessorkern verwendet – Multi-Core nutzt hier nichts. Durch die Turbo-Technologie arbeitet der Xeon X7560 jetzt mit 2,66 statt 2,26 GHz Taktfrequenz. Deswegen überholt der Xeon X7560 auch den Xeon X7460, der mit 2,66 GHz arbeitet und auf der 45-nm-Penryn-Architektur basiert. Der Opteron 6174 liegt durch seine geringe Taktfrequenz von 2,2 GHz auf dem letzten Platz. - CINEBENCH 11.5 64 Bit - Multi-Thread-Rendering
Jetzt nutzt CINEBENCH alle verfügbaren Prozessorkerne. Die zwei Xeon X7560 bieten mit 8-Core-Architektur (plus Hyper-Threading) das Leistungsniveau der 12-Core-Opteron-CPUs. Wie es mit weniger Kernen noch schneller geht, zeigt Intels 32-nm-Xeon X5680. An der Spitze liegt der Hexa-Core-Prozesssor Xeon X7460 – aber nur, weil hier vier CPUs im Einsatz sind.
Vorbei sind auch die Zeiten des Speicher-Controllers im Chipsatz – dem größten Schwachpunkt der Xeon-7400-Server. Bei der neuen Xeon-7500-Serie warten die CPUs mit zwei integrierten Speicher-Controllern für acht DDR3-DIMM-Channels auf. Die Kommunikation zwischen den Prozessoren erfolgt über QuickPath-Schnittstellen. Mit diesem Konzept ist AMD in 4-Wege-Servern durch die höheren Bandbreiten seit Jahren Intel überlegen.
- Intel-Xeon-7500-Serie
Der Xeon X7560 mit Octa-Core arbeitet mit 2,26 GHz Grundtaktfrequenz. Per Turbo Mode können einzelne Kerne mit bis zu 2,66 GHz arbeiten. Den acht Kernen steht ein 24 MByte großer gemeinsamer L3-Cache zur Verfügung. - Xeon X7560 mit Octa-Core
Platz nehmen Intels Xeon-7500-Prozessoren in dem neuen Sockel LGA1567. - Xeon X7560 mit Octa-Core
Dell entwickelte mit FlexMem ein spezielle Technologie, um in einem 4-Sockel-Xeon-7500-System, dass nur mit zwei CPUs bestückt ist, trotzdem die DIMM-Sockel der unbelegten CPUs nutzen zu können. - Xeon X7560 mit Octa-Core
Statt eines teuren Xeon 7500 steckt in unbelegten CPU-Sockeln die von Dell entwickelte FlexMem Bridge. So können die vorhandenen CPUs auch den Speicher nutzen, die am unbelegten Socket LGA1567 zugeordnet sind. - Xeon X7560 mit Octa-Core
Als Testsystem für die Xeon-X7560-Prozessoren dient uns der neue Dell-Server PowerEdge R810. - Xeon X7560 mit Octa-Core
Der 2U-Server für vier Prozessoren ist in unserer Konfiguration mit zwei Xeon X7560 ausgestattet. In den unbelegten CPU-Sockets (in der Bildmitte oben und unten) steckt die FlexMem-Bridge, damit die zwei verbauten CPUs auch den Speicher der nicht vorhandenen Prozessoren nutzen kann (Ausnutzung aller DIMM-Slots).
Intel will mit seiner neuen Xeon-7500-Plattform aber nicht nur in der Performance einen großen Schritt machen, sondern auch die Betriebssicherheit erhöhen. Für diesen Zweck unterstützt der Xeon 7500 die neue MCA-Technologie, die Hardware-Fehler im Prozessor und Speicher im laufenden Betrieb abfängt. Damit wildert Intel klar im Revier der RISC-Maschinen sowie des eigenen Itaniums.
Mit dem Xeon 7500 will Intel vor allem hohe Bandbreiten, große Mengen an Arbeitsspeicher und Durchsatz bieten. Ähnlich wie AMD mit seiner neuen Opteron-6100-Serie positioniert Intel neue Xeon-7500-Modelle auch in einer „neuen Kategorie“ von 2-Sockel-Systemen. Gerade bei Konsolidierungszwecken kann ein Server oft nicht mit genug Arbeitsspeicher ausgerüstet sein. DIMM-Module mit der höchsten Kapazität sind oft sehr teuer, mit Standardriegel lässt sich der Arbeitsspeicher günstiger ausbauen – wenn entsprechend viele DIMM-Slots zur Verfügung stehen.
- Intel Xeon-7500-Serie "Nehalem-EX"
Xeon-Prozessoren für Systeme mit zwei, vier, acht oder mehr Sockeln. (Quelle: Intel) - Intel Xeon-7500-Serie "Nehalem-EX"
Xeon-Prozessoren für Systeme mit zwei, vier, acht oder mehr Sockeln. (Quelle: Intel) - Intel Xeon-7500-Serie "Nehalem-EX"
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Xeon-Prozessoren für Systeme mit zwei, vier, acht oder mehr Sockeln. (Quelle: Intel)
Im TecChannel-Testlabor überprüfen wir die Leistungsfähigkeit des neuen Topmodells Xeon X7560 in dem ebenfalls neuen Dell PowerEdge R810. Der Server besitzt vier CPU-Steckplätze, ist aber nur mit zwei Xeon X7560 ausgerüstet. Somit ergibt sich ein idealer Vergleich zu den konkurrierenden 2-Sockel-Konfigurationen mit AMDs 12-Core-CPU Opteron 6174 und den Opteron-Serien 2300/2400 und Intels Xeon-5500/5600-Serie. Außerdem nehmen wir einen 4-Sockel-Server mit vier 6-Core-CPUs Xeon X7460 Dunnington zur Leistungseinordnung des Vorgängermodells des neuen Xeon X7560 in den Vergleich mit auf.
Wir überprüfen die Performance der CPUs bei Integer- und Floating-Point-Anwendungen sowie bei Verschlüsselung, Rendering und Simulation. Die Geschwindigkeit bei Java-Applikationen wird ebenso untersucht wie die Energieeffizienz der Zwei-Sockel-Systeme. Außerdem messen wir den Speicherdurchsatz der Server.