Intel’den Ağır Top: 288 Çekirdekli Xeon 6+ “Clearwater Forest” 18A Üretim Teknolojisiyle Tanıtıldı!

Intel, 288 çekirdekli ve 18A üretim teknolojisiyle geliştirilen yeni nesil Xeon 6+ E-çekirdekli CPU ailesi Clearwater Forest'ı resmen tanıttı.

Intel Clearwater Forest "Xeon 6+" CPU'ları 288 E-Çekirdekle Pazarda: 18A Üretim Teknolojisiyle Veri Merkezlerine İlk Adım

Intel, önceki E-Çekirdekli Xeon işlemcisi Sierra Forest ile daha yüksek hesaplama yoğunluğu ve watt başına performans artışı sağlamıştı. Bu hamleyle Intel, Xeon serisini P-Çekirdek ve E-Çekirdek olmak üzere ikiye ayırmıştı.

Şimdi ise Intel, Xeon 6+ ailesinin bir parçası olacak olan ikinci nesil E-Çekirdekli işlemcisi Clearwater Forest ile bu yolculuğa devam ediyor.

Her Şey Intel 18A Teknolojisinde: RibbonFET ve Foveros Direct3D ile Güçlü Birleşme

Clearwater Forest ile Intel, modüler mimarisini ve paketleme tasarımını bir üst seviyeye taşıyor.

Bu işlemci, birden çok çiplet (küçük yonga) ve yapı taşı içeren katmanlı bir çözüm olup, Intel'in mühendislik harikalarından biri olarak öne çıkıyor.

Bir Clearwater Forest veya Xeon 6+ CPU, 2.5D paketleme kullanan on iki EMIB (Gelişmiş Mikro-Bant Arası Bağlantı) çipinden oluşuyor. Bu çipletler, üç adet aktif temel çipleti (base tile) birbirine bağlıyor. Bunlar da iki adet I/O çipleti ve toplamda on iki adet işlem çipleti (compute tile) ile bağlanıyor. I/O çipletleri Intel 7 prosesini, Aktif Temel Çipletler Intel 3 prosesini kullanırken, işlem çipletleri Intel 18A prosesiyle üretiliyor.

İşlem çipletlerine gelince, bu Darkmont E-Çekirdek çipletleri 18A proses teknolojisi ve RibbonFET ile üretiliyor. Intel, 18A'nın düşük kapı kapasitansı sayesinde çekirdek mantığı için en iyi güç verimliliğini sunduğunu iddia ediyor.

18A ayrıca daha yüksek hücre yoğunluğu, %90'ın üzerinde hücre kullanımı ve arkadan güç iletim hatları aracılığıyla geliştirilmiş sinyal yönlendirmesi sunuyor. 18A, %4-5 oranında kayıpları azaltarak düşük kayıplı güç dağıtımını da mümkün kılıyor.

18A'nın RibbonFET teknolojisi, daha iyi elektriksel akım kontrolü ve daha az güç sızıntısı sağlayarak performansta önemli bir avantaj sunuyor. RibbonFET ile kapı, transistör kanalını çevreleyerek kanaldaki elektriksel akımların sıkı kontrolünü sağlıyor, bu da daha yüksek güç ve daha az sızıntı anlamına geliyor. Bu durum daha düşük voltaj seviyelerine de katkıda bulunuyor. Ayrıca, RibbonFET'in kapı uzunluğu FinFET'e göre %5-10 daha kısa ve transistör başına %20 güç tasarrufu sağlıyor.

RibbonFET teknolojisinin bazı özellikleri şunlardır:

• Yüksek yoğunluklu CPU'larda yonga bileşenlerinin daha da küçültülmesi kritik öneme sahiptir.
• Transistör kanalındaki elektriksel akımın sıkı kontrolü.
• Performans/watt, minimum voltaj (Vmin) operasyonları ve elektrostatikleri iyileştirir.
• Şerit genişlikleri ve çoklu eşik voltajı türleri aracılığıyla ayarlanabilirlik.

Ardından, hücre kullanımını %10'a kadar artıran ve ISO-güç performansını %4'e kadar yükselten PowerVia teknolojisi geliyor. PowerVia, Intel'in silikonun altından, yani yonganın arkasından güç sağlamasına olanak tanıyor.

PowerVia'nın bazı öne çıkan özellikleri şunlardır:

• Tıkanıklığı azaltır ve performansı artırır.
• Kaba hatların yerini değiştirir.
• Yonganın arka tarafına yığılımlar.
• Verimli güç dağıtımı için nano ölçekli TSV'ler.
• Geliştirilmiş sinyal yönlendirmesi.
• Daha yüksek hücre yoğunluğu - %90'ın üzerinde hücre kullanımı.

Clearwater Forest, Foveros Direct3D teknolojisinden yararlanan ilk yüksek hacimli üretim CPU'su olma özelliğini taşıyor. Bu gelişmiş paketleme çözümü, işlem ve I/O çipletlerini aktif temel çipletler üzerinde birbirine bağlıyor. Foveros Direct 3D, 9 μm yığılma aralığına sahip ve Cu-to-Cu bağlanma kullanıyor. Yüksek yoğunluklu ve düşük dirence sahip aktif bir silikon ara katmanı (interposer) görevi görerek yaklaşık 0.05pJ/bit performans sunuyor. Bu, Intel'in iki yonga arasında veri aktarımı için neredeyse hiç güç harcaması gerekmediği anlamına geliyor.

Aşağıda Clearwater Forest Xeon 6+ CPU'nun 3D Yapısal genel görünümü yer almaktadır:

Clearwater Forest'ın Üç Ana Çipletini Yakından İnceleme

Şimdi, üç ana çipletin her birinin neler sunduğuna yakından bakalım. Tekrar belirtmek gerekirse, üç ana çiplet bulunuyor: İşlem Çipleti (Compute Tile), I/O Çipleti (I/O Tile) ve Temel Çiplet (Base Tile).

Clearwater Forest I/O Çipleti

Clearwater Forest I/O Çipleti, Intel 7 proses teknolojisi üzerine inşa edilmiştir. Bu çiplet, Intel Quick Assist Teknolojisi, Intel Dinamik Yük Dengeleyici, Intel Veri Akışı Hızlandırıcı ve Intel Bellek İçi Analitik Hızlandırıcı sunan toplam sekiz adet hızlandırıcı içerir. İki I/O çipleti üzerinde toplam 16 adet hızlandırıcı bulunmaktadır.

Her I/O Çipleti ayrıca 48 adet PCIe Gen 5.0 hattı (toplam 96), 32 adet CXL 2.0 hattı (toplam 64) ve 96 adet UPI 2.0 hattı (toplam 192) sunmaktadır. I/O Çipleti, Granite Rapids'ten bu yana değişmemiş olsa da Sierra Forest'a göre belirgin bir yükseltmedir.

Clearwater Forest Temel Çipleti

Temel Çiplet'e gelince, bu çiplet EMIB kullanılarak yukarıdaki işlem çipletlerine bağlanır. Intel 3 proses teknolojisi üzerine inşa edilmiş üç adet Temel Çiplet bulunmaktadır. Her Temel Çiplet, dört adet DDR5 bellek denetleyicisi taşıyarak çip üzerinde toplam 12 bellek kanalı sağlar. Çiplet ayrıca, işlem çipleti başına 48 MB veya temel çipleti başına 192 MB paylaşımlı bir LLC (Son Seviye Önbellek) içerir. Bu da yonga üzerinde devasa bir 576 MB LLC sağlar.

Clearwater Forest İşlem Çipleti

Clearwater Forest'taki işlem çipletleri, muhtemelen yeni 18A proses teknolojisine dayandıkları için yonganın en ilginç kısımlarından biridir. Her işlem çipleti 6 adet modülden oluşur ve her modül 4 adet Darkmont E-Çekirdek içerir. Bu, her işlem çipleti için 24 Darkmont E-Çekirdek ve 12 işlem çipleti üzerinde toplam 288 E-Çekirdek anlamına gelir.

Her modül ayrıca 4 MB L2 önbellek içerir. Bu, her çipleti başına 24 MB L2 önbellek ve 12 işlem çipleti üzerinde toplam 288 MB L2 önbellek anlamına gelir. Bu, Sierra Forest E-Çekirdek CPU'larıyla aynıdır ve tüm yonga üzerinde toplam 864 MB L3+L2 önbellek sunar.

Yani şunlara sahip oluyorsunuz:

• 12x İşlem Çipleti (Intel 18A)
• 3x Aktif Temel Çiplet (Intel 3)
• 2x Intel I/O Çipleti (Intel 7)
• 12x EMIB Çipleti (EMIB 2.5D)

Darkmont E-Çekirdek Detaylı İnceleme

Şimdi, Panther Lake istemci CPU'larında da kullanılan Darkmont E-Çekirdek hakkında konuşalım.

Bu çekirdek, Lunar Lake ve Arrow Lake CPU'larında gördüğümüz Skymont mimarisine büyük ölçüde benzerdir, ancak Crestmont'a kıyasla büyük bir gelişmedir.

Detaylara baktığımızda, Skymont 128 baytlık güncellenmiş bir tahmin bloğu, daha hızlı "sonraki talimatı bul" komutları ve paralel getirme için 96 talimat baytı içeriyor. Darkmont, 9 geniş bir mikro mimariye sahiptir ve daha geniş bir Çözümleme (Decode) birimine sahiptir. Bu birim, Crestmont E-Çekirdeklerine göre %50 daha fazla çözme kümesi (9 geniş, yani 3x3) içerir. Küme başına mikro kod paralelliğini açığa çıkaran bir Nano Kod ve 64 girişten 96 girişe çıkarılmış bir Uop kuyruk kapasitesi bulunur. Ayrıca, daha doğru ve geliştirilmiş dallanma tahmini ile birlikte 64KB'lık daha büyük bir Talimat Önbelleği (Instruction Cache) yer almaktadır.

Sıralı Dışı Motor (OOE - Out of Order Engine) tarafında, 8 geniş bir tahsis ve 16 geniş bir emeklilik (retire) görmekteyiz. Bu, kaynakların daha hızlı eklenebileceği ve temizlenebileceği anlamına gelir. Kuyruklar da daha fazla kaynak alıyor; sıralı dışı pencere artık 416 girişe yükselmiş durumda.

Dağıtım portları 26'ya çıkarılmış. Ölçeksel Motor (Scalar Engine) 8 Tamsayı ALU, 3 yük ve 4 depolama AGU portu, 3 atlama portu, 2 tamsayı depolama veri portu içeriyor. Vektör Motoru (Vector Engine) ise 4 vektör/kayan nokta ALU, 2 vektör/kayan nokta depolama, 4 vektör/kayan nokta yığınına sahip.

Bellek alt sistemi geliştirmeleri, 4 çekirdekli kümeler başına 4 MB L2 önbellek, bant genişliğinin 64B'den 128B/çevrime iki katına çıkarılması ve L1'den L1'e aktarımların artık daha hızlı olması ve daha öngörülebilir bir iletişim sunmasıyla genel bir artış gösteriyor. Bu, verileri fabrika üzerinden aktarma ihtiyacını ortadan kaldırarak, doğrudan L2 önbelleğine L1 önbelleği aracılığıyla ulaşılmasını sağlıyor. Dönüşüm saati, saat başına 16 bayttan 32 bayta yükseltilmiş.

Aşağıda Crestmont ve Darkmont E-Çekirdek mimarileri arasındaki karşılaştırma yer almaktadır:

Tüm bu bilgileri bir araya getirdiğimizde, Clearwater Forest'taki Darkmont E-Çekirdekleri, 144 çekirdekli Xeon 6780E "Sierra Forest" CPU'suna kıyasla %90'a varan daha yüksek performans sunuyor. Yük hattı boyunca %23'lük bir verimlilik artışı ve daha düşük toplam sahip olma maliyeti (TCO) ile sunucu konsolidasyonunda 8:1'e varan oranlar sağlıyor.

Performans Karşılaştırmaları

Intel, Clearwater Forest "Xeon 6+" CPU'ları için bazı performans metrikleri de paylaştı. Karşılaştırmada 144 çekirdekli Xeon 6780E "Sierra Forest" ve 192 çekirdekli AMD EPYC 9965 "Turin" ile 288 çekirdekli Xeon 6990E+ "Sierra Forest" işlemcileri yer alıyor.

330W'lık 144 çekirdekli Sierra Forest'a (Xeon 6780E) kıyasla, 288 çekirdekli ve 450W TDP'ye sahip Clearwater Forest işlemcisi, TDP'de %36.3'lük bir düşüş, iki kat çekirdek sayısı ve önceki nesline göre ortalama %2.26 daha yüksek performans ve ortalama %55 daha yüksek performans/watt sunuyor.

Zen 5C mimarisine dayanan 192 çekirdekli AMD EPYC 9965 ile karşılaştırıldığında, 450W'da çeşitli iş yüklerinde ortalama %30'luk bir performans ve verimlilik artışı sunan Xeon 6+ 288 çekirdekli işlemci, EPYC çipinin 500W'lık TDP'sine karşın daha avantajlı konumda.

Güvenlik ve Kriptografi alanında, yerleşik denetleyici Xeon 6780E'ye kıyasla devasa bir 15.2 kat, AMD EPYC'ye kıyasla ise 6.2 kat sıçrama sağlıyor (SMx testinde). SHA testinde, Xeon 6+ Xeon 6780E'ye göre 5.2 kat, EPYC 9965'e göre ise 2.6 kat daha iyi bir performans sergiliyor.

Intel ayrıca tipik bir sunucu kullanım senaryosunda, Xeon 6990E+'ın EPYC 9965 ile %40 CPU kullanımında karşılaştırıldığı bir durum paylaşıyor. Burada, Xeon 6+ işlemcisi EPYC CPU'ya kıyasla %30 daha yüksek performans verimliliği elde ediyor.

Bu performans artışı, %17 IPC (Saat Başına Komut) artışı sunan yeni Darkmont E-Çekirdekleri ile sağlanıyor. Bu çekirdekler sayesinde Clearwater Forest, eski bir Xeon platformuna kıyasla 1.9 kat daha yüksek performans, %23 daha iyi verimlilik ve 9:1'e varan sunucu konsolidasyonu sağlıyor.

Burada dikkat edilmesi gereken tek nokta, AMD'nin halihazırda en yeni Zen 6 çekirdeklerinden 256 adede kadar içeren yeni nesil EPYC Venice platformunu seri ürettiği. Bu nedenle, AMD'nin şimdiye kadar açıkladığı performans bilgileri göz önüne alındığında, Intel'in bu liderliği (varsa) daralacaktır.

Intel Xeon 6+ CPU ve Platform Detayları

Şimdi platform detaylarına geçelim. Intel'in Clearwater Forest "Xeon 6+" CPU'ları, 1S ve 2S konfigürasyonlarında LGA 7529 soketi üzerinde desteklenecek. Bu, Xeon 6900P "Granite Rapids-AP" CPU'ları tarafından kullanılan soketle aynıdır. Aynı soket, iptal edilen Sierra Forest "Xeon 6900E"nin 288 çekirdekli versiyonu tarafından da kullanılacaktı. İşlemciler, Xeon 6700E ve 6900P CPU'larıyla aynı çalışma aralığı olan 300-500W TDP değerlerine sahip olacak. Daha düşük TDP'li modellerde, Xeon 6700E ile aynı olan 144 çekirdek gibi yarı yarıya daha az çekirdek sayısı bulunacak.

İşlemciler, 8000 MT/s'ye kadar hızlarda 12 kanallı DDR5 belleği destekleyebilecek. Buna ek olarak platform, 24 GT/s'ye kadar hızlarda 6 adet UPI 2.0 bağlantısını, 96 adet PCIe Gen5.0 hattını (x16, x8, x4, x2) ve 64 adet CXL 2.0 hattını destekleyecek.

Güvenlik özellikleri arasında Intel Software Guard Extensions (SGX) ve Intel Trust Domain Extensions (TDX) yer alacak. Güç yönetimi tarafında, bu işlemciler Intel AET (Uygulama Enerji Telemetrisi) ve Intel Turbo Rate Limiter'ı içerecek. Son olarak, Clearwater Forest CPU'ları VNNI ve INT8 desteği ile Gelişmiş Vektör Uzantıları 2 (Advanced Vector Extensions 2) özelliklerine sahip olacak.

Ürün yelpazesi, dört ana işlemciyi içerecek. 200'ün üzerinde çekirdek sayısına sahip iki varyant, farklı TDP seviyelerinde sunulacak. Xeon 6990E+, 288 çekirdek, 3.2 GHz'e kadar artırılmış saat hızları, 576 MB önbellek, 96 PCIe hattı ve 450W TDP ile amiral gemisi olacak. Bu işlemcinin 330W'lık varyantı, 450W'lık modeldeki 2.2/2.8 GHz'e kıyasla daha düşük bir artırılmış ve tüm çekirdek artış hızına (1.7 GHz/2.4 GHz) sahip olacak.

Ayrıca, 264 çekirdek, 528 MB L3 önbellek, 96 PCIe hattı ve 400W TDP'ye sahip Xeon 6980E+ bulunuyor. Bu işlemci, 2.1 GHz temel, 2.7 GHz tüm çekirdek artış ve 3.2 GHz artırılmış saat hızlarında çalışıyor. 300W'lık varyantı ise 1.6 GHz temel ve 2.2 GHz tüm çekirdek artış saat hızlarında çalışıyor.

200'ün altındaki çekirdek sayılarına sahip modeller arasında 192 çekirdek, 480 MB L3 önbellek ve 400W TDP ile Xeon 6970E ve 144 çekirdek, 432 MB L3 önbellek ve 330W TDP ile Xeon 6960E+ yer alıyor.

Intel'in Clearwater Forest "Xeon 6+" ile Sierra Forest "Xeon 6" karşılaştırmasını özetlersek:

• 2 Kata Kadar Çekirdek Sayısı
• Çekirdek Başına %17 IPC
• Son Seviye Önbellekte 5 Kat Artış
• +4 Bellek Kanalı
• +2 UPI Bağlantısı
• %20 Daha Hızlı Bellek Hızı

Intel Xeon 6+ CPU'ları, yapay zeka, 5G ve telekomünikasyon segmentlerini daha yüksek yoğunluk ve performansla desteklemek üzere önde gelen OEM'lerden çeşitli 1S ve 2S seçenekleriyle bugünden itibaren piyasada olacak.