Огляд серверного процесора Intel Xeon W3520

У давнішні часи, коли комп'ютери були ще великими, а їх обчислювальні потужності маленькими, виробники впроваджували різноманітні заходи для насичення ринку. Мабуть, треба на початку перенестися в дев'яності роки минулого століття. Це був комп'ютерний Бум! Саме тоді попит значно перевищував пропозицію. Виробники мікропроцесорів не могли надати не тільки потрібну кількість одиниць комплектуючих, але і необхідну продуктивність. Тоді Intel, AMD, VIA, Transmeta, WinChip, UMC і всі всі всі працювали в «загальний казан». Компанії один одному робили чіпсети, процесори, кеш-пам'ять (тоді вона була ще окремо від процесора) і т.ін. Пояснювалася така згуртованість тим, що попит був колосальним. І справа навіть не в грошах. Наприклад, компанія розробляла автомобілі, перед виробництвом дослідного зразка варто прорахувати його поводження в роботі, зокрема в штатних режимах (або не штатних). Для цього створювалася математична модель, що описувала всі фізичні процеси, які проходять в автомобілі та за його межами. І вже змінюючи зовнішні умови, можна прорахувати поводження самого автомобіля. Але ж це колосальні об'єми математичних обчислень. Звісно, для таких завдань був потрібен надпотужний процесор, і не тільки. Скільки б такий готовий комп'ютер не коштував, для компаній такого масштабу однаково буде вигідніше проводити віртуальні тести, ніж після кожного невдалого тесту робити новий дослідний зразок. Саме в цей час (1993р.), компанія Intel представила революційні x 86-сумісні  процесори  Pentium і зареєструвала їх як торговельну марку. Напевно, вже тоді «розумного голови» розуміли, що продавати можна не тільки процесори, а і системну логіку до них, так ще й в обов'язковому порядку. Сам по собі Pentium мав тільки одну вагому перевагу - суперскалярність. Під даним словом передбачалася підтримка обчислювальних конвеєрів, завдяки яким процесор міг виконувати декілька інструкцій за такт. Революція полягала в чіпсетах,  з якими працювали процесори Pentium. Саме вони породили технологію SMP (Symmetric Multiprocessing). Тобто маючи материнську плату на базі чіпсета з підтримкою SMP, досить безболісно можна було побудувати мультипроцесорну систему, або сервер, як його почали називати пізніше. На той час (та і зараз) це був єдиний варіант збільшення обчислювальної потужності одиничної системи.  Однак варто відзначити, що подвоєного збільшення не виходило, тому що системна шина ділилася на два процесори. Але і цього на той момент було предостатньо. В 1995 побачили світ Pentium Pro, які були як справжні «лицарі» роботи з інформацією. Ціна на них була максимальна, але і можливість об'єднання чотирьох процесорів в SMP теж обіцяла неабияку на той час продуктивність.  Пізніше, в 1997 році, з'явилися Pentium II (які пропонувалися у якості більш доступної заміни Pentium Pro) і Celeron. Останні були справжнім «золотом» і користувалися величезною популярністю навіть у серверному сегменті. На питання: «чому саме Celeron?» відповідь буде простою. У 1997-98 років персональний комп'ютер став доступний не тільки величезним корпораціям, а також дрібним, часним лабораторіям, навчальним закладам і т.ін. Такі установи не могли собі дозволити останні моделі Pentium II і Pentium Pro, а про спеціалізовані повноцінні материнські плати і мови не було. Системи, що виконують роль среверів, збиралися зі звичайних комплектуючих, що зменшувало продаж «топових» процесорів.  Саме тоді з'явилася торговельна марка Xeon. Одночасно компанія виробник активно почала просувати в маси пропаганду, що справжні сервери базуються ТІЛЬКИ на процесорах Xeon, а «кустарні» зборки на доступних процесорах ніщо інше, як «іграшки для ентузіастів». На підтвердження своїх доводів компанія Intel випустила Pentium II Xeon. Від звичайного Pentium II, Pentium II  Xeon відрізнявся тільки подвоєною швидкістю роботи кеш-пам'яті, що, втім, тоді було не менш суттєво. Більш новіші Pentium III Xeon мали не тільки прискорену кеш-пам'ять, але і помітно більший її обсяг – 2 МБ проти 256 Кб у настільних CPU. Чіпсети, що підтримують такі процесори, вже дозволяли збирати сервера на базі чотирьох фізичних «ядер» практично без втрати обчислювальної потужності кожного. Такі системи коштували на той час зовсім не виправдано багато, та і «результуюче збільшення відносно обчислювальної потужності» не так пропорційно було вигідне, але іншого шляху отримати досить швидкий сервер не було. Наступне покоління Pentium 4 було ще сильніше розділене на серверний сегмент і настільний. Підхід був кардинальний, але далеко не вишуканий. Хоча більшість  процесорів  Xeon і Pentium 4 були абсолютно ідентичні, вони були впаковані в різні корпуси та мали фізичну несумісність: Socket 478 для настільного сегмента і Socket 604 для серверного. Причому ціна на процесори, що майже однакові за характеристиками, відрізнялася дуже суттєво. Незважаючи на велику кількість емоцій і невдоволення серед потенційних покупців «доступних» серверів, наступний виток роз’ємів побув також розділений. LGA775 для настільних систем  і LGA771 для мультипроцесорних. Самим цікавим було те, що при порівнянні продуктивності Pentium 4 і Xeon з приблизно однаковими характеристиками, саме Xeon виходив аутсайдером. З виходом на ринок настільних систем кардинально нової архітектури Core загальні уявлення про будову потужного комп'ютера розвалилися. Двоядерність як альтернативу двопроцесорності, такого підходу в далекі дев'яності навіть припустити не могли. А з появою Intel Core 2 Quad Q6600 (першого чотирьохядерного настільного процесора) кількість ентузіастів, що бажають придбати серверну систему, різко зменшилася. Обчислювальної потужності настільного чотирьохядерного процесора виявилося цілком достатньо навіть для математичних пакетів Matlab і Mathcad. Та і компанія AMD превстигла в серверному сегменті. Її процесори Opteron  вже давно використовували вбудований у процесор контролер пам'яті, що давало можливість звертатися до пам'яті та паралельному процесору минаючи чіпсет. Та і плати розширення з інтерфейсом PCI Express легко могли створити з настільного комп'ютера потужне файлове сховище з мережним доступом. 

Повернемося тепер у сьогоднішні дні, до моменту появи процесорів Nehalem від компанії Intel. Відмітними рисами таких процесорів є три речі. Інтегрований у процесор контролер пам'яті, нова шина, що зв'язує чіпсет з процесором, і нова упаковка та процесорний роз’єм LGA 1366 (докладніше в огляді Core i7-920). Звісно, першими представниками нового покоління світ побачив серверні процесори Xeon на ядрі Bloomfield. Вони ще толком не були готові, бо необхідне було налагодження, але підштовхували строки. Маючи необережність, компанія Intel дала обіцянку представити до кінця 2008 року готову настільну систему на новій архітектурі. Саме так тоді компанія Intel пішла на не дуже вигідний і навіть ризикований крок, перемаркувавши та частково «спростивши» в цілому вдалі процесори серверного сегмента. Аналогічно виробник зробив і з чипсетом, забезпечивши появу однопроцесорних систем на базі Intel X58 Express у комплекті з процесорами Core i7. Однак, якщо розібратися, те все стає на свої місця. По-перше, повернулися ті часи, коли серверні процесори та настільні мають одну упаковку, під один роз’єм. Обнадіює, чи не так? По-друге, настільні моделі успадкували шину QPI, що насправді є колосально швидкісною. А для чого така швидкість, якщо на північному мосту «висить» тільки котроллер PCI-E? Швидше за все, часу на розробку більш простої шини в компанії не було. Внаслідок чого настільна система вийшла майже базовою серверною, мінус декілька професійних можливостей. Але, для ентузіастів, як і в «старі добрі часи», з'явилася можливість експериментувати, створюючи своєрідний коктейль з комплектуючого настільного та серверного сегмента. Ось і ми сьогодні спробуємо перевірити, що вийде якщо використовувати серверний процесор Intel Xeon W3520 у настільній системі на базі материнської плати GIGABYTE GA-EX58-DS4. Спочатку проведемо зовнішній огляд серверного процесора.

Зовнішній вигляд

Давно таких екземплярів не зустрічалося. Маркування «від руки» говорять про те, що це інженерний зразок, а не готовий до роздрібної реалізації процесор. Відповідно, потрапив він до нас у лабораторію в ось такому «первысному» вигляді: ні комплектного кулера, ні документів, ні наклейки. Ідентифікувати його по номеру sSpec Q1HN виявилося більш, ніж проблематично, як і по Batch-коду 3842A796. А технічні характеристики прописані, як AT80601000741 AB змусили значно замислитися. Рукописні дані відносять даний екземпляр до сімейства Xeon, модель W3520. Тактова частота, відповідно до маркування 2,66 ГГц, а тепловий пакет не перевищує 130 Вт. Ці дані повністю відповідають офіційним характеристикам, заявленим компанією Intel на офіційному сайті для моделі Xeon W3520.

Специфікація:

Для підтвердження відповідності заявленим характеристикам, пропонуємо ознайомиться зі скріншотом програми CPU-Z останньої на сьогоднішній день версії 1.51.

Ревізія відповідає «промаркованій» на кришці процесора, набір інструкцій, значення частоти QPI, множник, об'єм кеш-пам'яті, все відповідає заявленим характеристикам Intel Xeon W3520.

Оперативна пам'ять, як і має бути, запрацювала в трьохканальному режимі,  але на максимально доступній частоті 1066 МГц, на якій вона може працювати разом з контролером, інтегрованим у процесор.

У цьому огляді було вирішено трохи змінити послідовність дій. Спочатку, проведемо тестування, а вже потім будуть представлені пояснення результатів. Справа в тому, що застосування серверних процесорів у настільних системах для нинішнього покоління нова, і більшість навіть не підозрюють про результати. Вже занадто довго ці сегменти були фізично розділені.