至强Xeon是
英特尔服务器主板上,最多达八个Xeon处理器能够共用100MHz的总线而进行多路处理。Xeon设计用于因特网以及大量的数据处理服务,例如工程、图像和多媒体等需要快速传送大量数据的应用。
研发历程
2022年12月22日,
英特尔发布
新闻稿,称1月10日,英特尔将正式推出第四代英特尔至强可扩展处理器和英特尔至强
CPU Max 系列,以及面向
高性能计算 (HPC) 和人工智能的英特尔数据中心 GPU Max 系列。
2023年1月11日,英特尔发布第四代至强可扩展处理器、至强CPU Max系列以及英特尔数据中心GPU Max系列。
2023年2月6日消息,随着新一代Sapphire Rapids的到来,英特尔第4代可扩展至强Xeon W-3400和W-2400处理器以及并搭配使用的W790平台也即将亮相。
2023年11月,据外媒曝料,Intel将于12月14日正式发布的Emerald Rapids第五代至强处理器,旗舰型号为至强8592+、至强8592V,均为64核心128线程。
研发背景
Xeon 是作为Intel的服务器。Intel处理器基本已经形成如下格局:服务器Xeon,高端core i9/i7,中端Core i5/Core i3/
Pentium,低端
Celeron。其中Xeon可以使用
多处理器技术。
第一代处理器
1998年
英特尔发布了
Pentium Ⅱ Xeon(至强)处理器。Xeon是英特尔引入的
新品牌,当时Intel公司为了区分服务器市场和普通
个人电脑市场,决定研制全新的服务器
CPU,命名也跟普通CPU做了一些明显的区分,称为Pentium Ⅱ Xeon,取代之前所使用的
Pentium Pro品牌。这个产品线面向中高端
企业级服务器、工作站市场;是英特尔公司进一步区分市场的重要步骤。Xeon主要设计来运行
商业软件、因特网服务、公司数据储存、数据归类、数据库、电子,机械的自动化设计等。
Pentium Ⅱ Xeon处理器不但有更快的速度,更大的缓存,更重要的是可以支持多达4路或者8路的
SMP对称多CPU处理功能,它采用和Pentium Ⅱ Slot1接口不同的Slot 2接口,必须配合专门的
服务器主板才能使用。
性能提升
1999年,英特尔发布了Pentium Ⅲ Xeon处理器。相信大家都还记得,采用“铜矿”核心的奔腾3处理器那几年是如何的风光,都还被誉为一代经典产品,而作为Pentium Ⅱ Xeon的后继者,除了在内核架构上采纳全新设计以外,也继承了Pentium Ⅲ处理器新增的70条
指令集,以更好执行多媒体、
流媒体应用软件。除了面对企业级的市场以外,Pentium Ⅲ Xeon加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力。Intel还将Xeon分为两个部分,低端Xeon和高端Xeon。其中,低端Xeon和普通的 Coppermine一样,仅装备256KB
二级缓存,并且不支持多处理器。这样低端Xeon和普通的Pentium Ⅲ的性能差距很小,价格也相差不多;而高端Xeon还是具有以前的特征,支持更大的缓存和多处理器。
Xeon处理器
2001年英特尔发布了Xeon处理器。英特尔将Xeon的前面去掉了Pentium的名号,并不是说就与
x86脱离了关系,而是更加明晰
品牌概念。Xeon处理器的
市场定位也更加瞄准高性能、均衡负载、多路对称处理等特性,而这些是
台式电脑的Pentium品牌所不具备的。Xeon处理器实际上还是基于
Pentium 4的内核,而且同样是64位的数据带宽,但由于其利用了与AGP 4X相同的原理--“四
倍速”技术,因此其
前端总线有了巨大的提升,表现更是远胜过Pentium Ⅲ Xeon处理器。Xeon处理器基于英特尔的NetBurst架构,有更高级的网络功能,及更复杂更的3D图形性能,另一方面,支持至强的
芯片组也在并行运算、支持高性能I/O
子系统(如
SCSI磁盘阵列、千兆
网络接口)、支持
PCI总线分段等方面更好地支持
服务器端的运算。
Prestonia
Prestonia是Xeon处理器的第二代核心,Prestonia同第一代的Foster核心之间的首要区别就是整合的
二级缓存容量的差别,前者为512KB,而后者仅为256KB。
Prestonia核心处理器也采用了先进的0.13微米
制造工艺。但是Prestonia核心最大的优势就是增加了对Hyper- Threading(
超线程)的支持。Hyperthreading早先称为Jackson技术,这是一种
多线程(
SMT Simultaneous Multi-Threading)技术的扩展,其主要功能就是让处理器在
单处理器工作模式下也进行多线程工作(每块处理器可以同时进行一个以上进程的处理)。
Nocona
这是Intel的XEON CPU核心,采用90nm
制程,使用800Mhz FSB,具有16KB L1缓存、1MB
L2缓存和12KB uOps Trace缓存,同时支持
SSE3以及HyperThreading。对应Xeon处理器通过
EM64T技术同时支持32位和
64位计算,并通过集成 DBS(Demand Based Switching,基于需要
切换技术)实现增强型
SpeedStep技术,可以根据工作
负载动态调整处理器
运行频率和功耗。
Irwindale
Xeon产品的核心,前端总线、HyperThreadingⅡ、增强型Speedstep、EDB以及
EM64T都和Nocona完全一致。该核心与
Nocona核心最大的不同就是
二级缓存进一步提升到2MB,频率由3.0G开始起跳,与Pentium 4 600系列处理器的架构有些类似。不过由于二级缓存的加大,工艺也没得得到改进,导致该处理器的功率和
发热量均大大高于Nocona,在选购该处理器时散热应该引起足够的重视。
Conroe
Intel Xeon 3000系列的新核心,与
Intel Core 2 Duo采用相同的LGA 775
针脚,而非Woodcrest所用的
LGA 771针脚。Xeon 3000系列处理器运行于1066
MHz系统总线(FSB),内含4 MB或2 MB共享型
二级缓存,支持Intel
64位扩展技术(Intel EM64T),Intel
虚拟化技术(Intel Virtualization Technology)及Enhanced Intel
SpeedStep技术,其中包括 Xeon 3040,3050,3060和3070,Intel Xeon 3070 (2.66 GHz/4MB L2/FSB1066),Intel Xeon 3060 (2.40 GHz/4MB L2/FSB1066),Intel Xeon 3050 (
二级缓存,而3060和3070配备了4MB二级缓存。新的Xeon处理器采用了Core核心,与
前代的NetBurst相比,在性能和功耗方面都有了很大的提高和改善。
双核处理器
Dempsey
Dempsey是Xeon的
双核心版本,型号命名为50xx的
双核处理器,包括5030(2x2MB/2.67GHz/667 MHz前端总线/功率95W/DP)、5050(2x2MB/3.00GHz/667MHz前端总线/功率95W/DP)、5060 (2x2MB/3.20GHz/前端总线1066 MHz/功率130W/DP)、5063(2x2MB/3.20GHz/前端总线1066 MHz/功率95W/DP)、(5080 2x2MB/3.73 GHz/前端总线1066 MHz/功率130W/DP)。这些Xeon 50XX系列均为双核心,主频从2.50GHz到3.73GHz,所有处理器采用 65 纳米制造工艺,均支持
FB-DIMM内存,
英特尔虚拟化技术、
超线程(
HT)技术、增强型英特尔SpeedStep动态
节能技术(其中5063、5060 不支持)、英特尔64位
内存扩展技术、英特尔病毒防护技术。这些处理器均配置了4MB L2缓存,其中每个核心独享2MB L2缓存,其前端总线为1066MHz或者667MHz,可以提供8.5GB/s或者5.3GB/s的传输带宽。采用65nm工艺的双核心Xeon Dempsey使用LGA771接口。与此50XX系列配合的
芯片组为INTEL 5000X,5000P,5000Z,5000V。
WoodCrest
这是XEON采用
Core微架构的服务器级双核心处理器,WoodCrest核心处理器包括Xeon 5110(1.6GHz/4MB L2/1066MHz FSB)、Xeon 5120(1.86GHz/4MB L2/1066MHz FSB)、Xeon 5130(2GHz/4MB L2/1333MHz FSB)、Xeon 5140(2.33GHz/4MB L2/1333MHz FSB)、Xeon 5150(2.66GHz/4MB L2/1333MHz FSB)及最高型号Xeon 5160(采用LGA 771处理器接口,全线最高功耗只有80W,对比上代Dempsey核心最高功耗可高达130W有着明显的改善,支持Intel EM64T、Intel Execute Disable Bit、Intel Virtualization Technology功能,而Demand-Based Switching功能则只提供于Xeon 5140或以上的型号。另有一款
低功耗产品XEON 5148 LV,频率为2.33GHz/4MB L2 Cache/1333MHz FSB,但最高功耗只有40W,是正常型号的一半,并完全支持援Intel EM64T、Intel Execute Disable Bit、Intel Virtualization Technology功能及Demand-Based Switching功能。与此51XX系列配合的芯片组为INTEL 5000X,5000P,5000Z,5000V。
性能
随着
Intel Core Extreme Edition
QX9650的诞生,处理器开始进入45NM时期
这款处理器以其强大的性能,超低的发热量,让INTEL芯片巨头的位置更加稳定
跨时代的增加了三个6核心处理器:X7460、L7455、E7450
处理器号Δ
二级高速缓存 三级
高速缓存 时钟速度(主频) 前端总线 系统类型 功率 内核数
X7460 9 MB 16 MB 2.66 GHz 1066 MHz 多路 130 瓦 6
L7455 9 MB 12 MB 2.13 GHz 1066 MHz 多路 65 瓦 6
E7450 9 MB 12 MB 2.40 GHz 1066 MHz 多路 90 瓦 6
Xeon系列
现有的Xeon跟Core一样分为三个系列,另有
加速卡Xeon Phi。只有部分Xeon E3提供内置绘图核心,其余均没有iGPU。
四位数字体号的第一个数字代表最大的处理器数目,有单路、双路、四路和八路。第二个数字代表CPU插座类型,共有四种规格,第一代产品1、2、4、6、8分别代表BGA 1284、
LGA 1155、LGA 1356、
LGA 2011和
LGA 1567。
Xeon E3
Xeon E3是针对工作站和
入门级服务器的
单路处理器系列,有E3-1100和E3-1200两个子系列,除E3-1220L为双核心以外均为四核心,但有四线程和八线程型号。Xeon E3的更新速度最快,每年跟随
消费级的
Core i7一同更新,插座也跟消费级产品相同,采用
LGA 1155和
LGA 1150,第一/二/三代产品的型号为E3-1200/E3-1200v2/E3-1200v3。其中性价比极高的有E3 1231 v3和E3 1230 v3。
Xeon E5
Xeon E5是针对高端工作站及服务器的处理器系列,此系列每年更新,不过架构落后Xeon E3一代。2013年第3季,Xeon E5更新到
Ivy Bridge微架构。与此同时,Xeon E3更新到
Haswell微架构。
Xeon E5共有五个子系列,入门的单路处理器系列E5-1400,高端的单路处理器系列E5-1600,入门级双路处理器系列E5-2400,主流级双路、四路处理器系列E5-2600及E5-4600,前两者采用LGA 1356,后两者采用
LGA 2011。
Xeon E7
Xeon E7是面向
关键任务和数据中心的处理器系列,强调可靠性、
可用性和可服务性(RAS)。
第一代Xeon E7于2011年第2季推出,提供三个子系列,顶级的八路、四路及双路处理器系列E7-8800、E7-4800及E7-2800,分别最大支持4TB、2TB及1TB
存储器。全线代号均为
Westmere-EX,支持四通道存储器技术,采用
LGA 1567,亦是采用此插座的系列。
第二代Xeon E7于2014年第1季推出,代号
Ivy Bridge-EX,提供三个子系列E7-8800/4800/2800v2,全部型号支持最大1.5TB存储器,采用
LGA 2011,最多15核心30线程及37.5MBL3。采用八路Xeon E7支持最多12TB存储器。虽然名称相同,但此款LGA 2011是Xeon E7专用,并不兼容Xeon E5或Core i7。
Xeon Phi
Xeon Phi是运算加速卡的品牌,采用MIC架构(Many Integrated Core),最多61个核心,利用硬件型
超线程让每个核心拥有4个线程,总共244个线程,但此超线程无法关闭。Xeon Phi用作高效运算(HPC)加速,主要用于
超级电脑及HPC服务器。Xeon Phi的出现是为了抗衡
GPGPU(通用GPU)在HPC领域的普及,美国橡树岭国家实验室的超级电脑泰坦(2012年11月–2013年6月全球最快的超级电脑)的主要
运算能力并不是来自CPU,而是来自
NVIDIA TeslaGPGPU。
第一批Xeon Phi代号均为Knights Corner,不计算定制化产品,共有六款型号,3100/5100/7100各有两款型号,分别有57/60/61个核心及6GB/8GB/16GB记亿体。两款型号的分别在于散热器的不同,包括主动式、被动式和没有散热器,主动式(A)指有风扇,被动式(P)则只有一块很大的
散热片,没有散热器(X)需要配合水冷使用。
型号分类
基于
Sandy Bridge新架构的Xeon E3-1200系列处理器大致可以分为三大部分;
一 是五款没有GPU图形核心的E3-12x0系列,此前已经上市
Xeon E3-1280:四核心,八线程,主频3.5GHz,动态加速最高3.9GHz,
三级缓存8MB,官方
标价612美元。
Xeon E3-1270:四核心,八线程,主频3.4GHz,动态加速最高3.8GHz,三级缓存8MB,官方标价328美元。
Xeon E3-1240:四核心,八线程,主频3.3GHz,动态加速最高3.7GHz,三级缓存8MB,官方标价250美元。
Xeon E3-1230:四核心,八线程,主频3.2GHz,动态加速最高3.6GHz,三级缓存8MB,官方标价215美元。
Xeon E3-1220:四核心,
四线程,主频3.1GHz,动态加速最高3.5GHz,三级缓存8MB,官方标价189
美元。
Xeon E3-1280
热设计功耗95W,其他四款热设计功耗80W。
二 是四款同样带有GPU的E3-12x5系列,也就是2015年的主角
Xeon E3-12x5系列更接近桌面上的Sandy Bridge Core i7/i5/i3,只不过规格更加强大,
功能特性也更齐全:32nm工艺制造,LGA1155封装接口,Tcase温度72.6℃,
热设计功耗95W;双通道DDR3-1333/1066内存,最大容量32GB,最高带宽21GB/s,并支持
ECC错误校验;整合图形核心HD Graphics P3000,动态频率850-1300
MHz,支持Quick Sync视频转码、InTRU
3D立体、FDI弹性
显示输出、Clear Video HD高清视频解码、
双屏输出等等;SSE4.1/4.2、
AVX指令集,Hyper-Threading
超线程技术(E3-1225例外),Turbo Boost 2.0动态加速技术,
VT-x、
VT-d虚拟化技术,TXT可信赖执行技术,DBS按需
切换技术,TMT温控技术,
EDB防毒技术,快速内存访问与弹性内存访问技术。
Xeon E3-1275:四核心,八线程,主频3.4GHz,动态加速最高3.8GHz,三级缓存8MB,官方标价339美元。
Xeon E3-1245:四核心,八线程,主频3.3GHz,动态加速最高3.7GHz,三级缓存8MB,官方标价262美元。
Xeon E3-1235:四核心,八线程,主频3.2GHz,动态加速最高3.6GHz,三级缓存8MB,官方标价240美元。
Xeon E3-1225:四核心,四线程,主频3.1GHz,动态加速最高3.4GHz,三级缓存8MB,官方标价194美元。
这四颗处理器
均已在日本
秋叶原市场上开卖,售价分别为30980日元、24180日元、22180日元、18480日元,约合
人民币2460元、1920元、1760元、1470元。
两颗尚未露面的低功耗版分别是Xeon E3-1260L,四核心八线程,主频2.4GHz,动态加速最高3.3GHz,三级缓存8MB,集成图形核心HD Graphics 2000 650-1250MHz,
热设计功耗45W;Xeon E3-1220L,
双核心四线程,主频2.2GHz,动态加速最高3.4GHz,
三级缓存3MB,没有图形核心,热设计功耗20W。