up
Материал распечатан с сайта https://gecid.com/
Оригинал статьи находится по адресу https://ru.gecid.com/cpu/intel_xeon_w3520/

02-07-2009

Обзор серверного процессора Intel Xeon W3520

В незапамятные времена, когда компьютеры были ещё большими, а их вычислительные мощности маленькими, производители предпринимали отчаянные меры для насыщения рынка. Пожалуй, следует для начала перенестись в девяностые годы прошлого века. Это был компьютерный Бум! Именно тогда спрос значительно превышал предложение. Производители микропроцессоров не могли предоставить не только нужное количество единиц комплектующих, но и затребованную производительность. Тогда Intel, AMD, VIA, Transmeta, WinChip, UMC и все все все работали в «общий котёл». Компании друг дружке делали чипсеты, процессоры,  кеш-память (тогда она была ещё отдельно от процессора) и т.д. Объяснялась такая сплочённость тем, что спрос был колоссальным. И дело даже не в деньгах было. Например, компания разрабатывала автомобили, перед постройкой опытного образца следует просчитать его поведение в работе, в частности в штатных режимах (или не штатных). Для этого создавалась математическая модель, которая описывала все физические процессы, проходящие в автомобиле и за его пределами. И уже изменяя возмущения (внешнее условия) можно просчитать поведение самого автомобиля. А ведь это колоссальные объемы математических вычислений. Естественно для таких задач требовался сверхмощный процессор, и не только. Сколько бы такой готовый компьютер не стоил, для компаний такого масштаба всё равно будет выгоднее проводить виртуальные тесты, нежели после каждого неудавшегося теста производить новый опытный образец. Именно в это время (1993г.), компания Intel представила революционные x86-совместимые  процессоры  Pentium и зарегистрировала их как торговую марку. Видимо уже тогда «умные головы» понимали, что продавать можно не только процессоры, но и системную логику только к ним, да ещё и в обязательном порядке. Сам по себе, Pentium имел только одно весомое преимущество, суперскалярность. Под данным словом имелась ввиду поддержка вычислительных конвейеров, благодаря которым процессор мог выполнять несколько инструкций за такт. Революция заключалась в чипсетах,  с которыми работали процессоры Pentium. Именно они породили технологию SMP (Symmetric Multiprocessing). Т.е. имея материнскую плату на базе чипсета с поддержкой SMP, довольно безболезненно можно было построить мультипроцессорную систему, или сервер, как его начали называть позже. На то время (да и сейчас) это был единственный вариант увеличения вычислительной мощности единичной системы.  Однако стоит заметить, что удвоенной прибавки не получалось, так как системная шина делилась на два процессора. Но и этого на тот момент было предостаточно. В 1995 увидели свет Pentium Pro, позиционируемые, как настоящие «воротилы» информации. Цена на них была максимальная, но и возможность объединения четырёх процессоров в SMP тоже сулила невообразимую по тем временам производительность.  Позже, в 1997 году, появились Pentium II (ориентируемые, как более доступная замена Pentium Pro) и Celeron. Последние были настоящим «золотом» и пользовались огромной популярностью даже в серверном сегменте. На вопрос: «почему именно Celeron?» ответ будет прост. К 1997-98 годам персональный компьютер стал доступен не только огромным корпорациям, но и мелким, частным лабораториям, учебным заведениям и т.д. Такие учреждения не могли себе позволить последние модели Pentium II и Pentium Pro, а о специализированных полноценных материнских платах и речи не велось. Системы, выполняющие роль среверов, собирались из обычных комплектующих, что уменьшало продажи «топовых» процессоров.  Именно тогда появилась торговая марка Xeon. Одновременно компания производитель активно начала продвигать в массы пропаганду, что настоящие серверы базируются ТОЛЬКО на процессорах Xeon, а «кустарные» сборки на доступных процессорах ничто иное, как «игрушки для энтузиастов». В подтверждение своих доводов компания Intel выпустила Pentium II Xeon. От обычного Pentium II, Pentium II  Xeon отличался только удвоенной скоростью работы кеш-памяти, что, впрочем, тогда было немаловажной особенностью. Более новые Pentium III Xeon имели не только ускоренную кэш-память, но и заметно больший ее объем – 2 МБ против 256 Кб у настольных CPU. Чипсеты, поддерживающие такие процессоры, уже позволяли строить сервера на базе четырёх физических «ядер» практически без потери вычислительной мощности каждого. Такие системы стоили на то время совсем не оправданно, да и «результирующая прибавка к вычислительной мощности» не так пропорционально была выгодна, но другого пути получить достаточно быстрый сервер не было. Следующее поколение Pentium 4 было еще сильнее разделено на серверный сегмент и настольный. Подход был кардинальный, но далеко не изысканный. Хотя многие  процессоры  Xeon и Pentium 4 были абсолютно идентичны, они были упакованы в разные корпуса и имели физическую несовместимость: Socket 478 для настольного сегмента и Socket 604 для серверного. Причём цена на почти одинаковые по характеристикам процессоры отличалась в разы. Несмотря на бурю эмоций и недовольства среди потенциальных покупателей «доступных» серверов,  следующий виток разъемов был также разделён. LGA775 для настольных систем  и LGA771 для мультипроцессорных. Самым интересным было то, что при сравнении производительности Pentium 4 и Xeon с приблизительно одинаковыми характеристиками, именно Xeon выходил аутсайдером. С выходом на рынок настольных систем кардинально новой архитектуры Core всеобщие представления о строении мощного компьютера рухнули. Двуядерность как альтернатива двупроцессорности, такого подхода в далёких девяностых даже предположить не могли. А с появлением Intel Core 2 Quad Q6600 (первого четырёхъядерного настольного процессора) количество энтузиастов, желающих приобрести серверную систему, резко пошно на убыль. Вычислительной мощности настольного четырехъядерного процессора оказалось вполне достаточно даже для математических пакетов Matlab и Mathcad. Да и компания AMD преуспела в серверном сегменте. Её процессоры Opteron  уже давно использовали встроенный в процессор контроллер памяти, что давало возможность обращаться к памяти и параллельному процессору минуя чипсет. Да и платы расширения с интерфейсом PCI Express легко могли создать из настольного компьютера мощное файловое хранилище с сетевым доступом.  

Вернёмся теперь в настоящее, к моменту появления процессоров Nehalem от компании Intel. Отличительными чертами таких процессоров являются три вещи. Интегрированный в процессор контроллер памяти, новая шина, связывающая чипсет с процессором, и новая упаковка и процессорный разъем LGA 1366 (подробнее в обзоре Core i7-920). Естественно, первыми представителями нового поколения свет увидели серверные процессоры Xeon на ядре Bloomfield. Как таковые, они ещё толком не были готовы, требовалась наладка, но поджимали сроки. Имея неосторожность, компания Intel дала обещание представить к концу 2008 года готовую настольную систему на новой архитектуре. Вот именно тогда компания Intel пошла на не очень выгодный и даже рискованный шаг, перемаркировав и частично «урезав» в целом удачные процессоры серверного сегмента. Аналогично производитель поступил и с чипсетом, обеспечив появление однопроцессорных систем на базе Intel X58 Express в комплекте с процессорами Core i7. Однако, если «капнуть поглубже», то всё становится на свои места. Во-первых, вернулись те времена, когда серверные процессоры и настольные имеют одну упаковку, под один разъем. Обнадёживает, не так ли? Во-вторых, настольные модели унаследовали шину QPI, которая на самом деле является колоссально скоростной. А для чего такая скорость, если на северном мосту «висит» только котроллер PCI-E? Скорее всего, времени на разработку более простой шины у компании не было. В результате настольная система получилась почти базовой серверной, минус несколько профессиональных возможностей. Но, для энтузиастов, как и в «старые добрые времена», появилась возможность экспериментировать, создавая своеобразный коктейль из комплектующих настольного и серверного сегмента. Вот и мы сегодня попробуем проверить, что получится если использовать серверный процессор Intel Xeon W3520 в настольной системе на базе материнской платы GIGABYTE GA-EX58-DS4. Для начала проведём внешний осмотр серверного процессора.

Внешний вид

Intel Xeon W3520

Давно таких экземпляров не встречалось. Маркировка «от руки» говорит о том, что это инженерный образец, а не готовый к розничной реализации процессор. Соответственно, попал он к нам в лабораторию в вот таком «первозданном» виде: ни комплектного кулера, ни документов, ни наклейки. Идентифицировать его по номеру sSpec Q1HN оказалось более, чем проблематично, как и по Batch-коду 3842A796. А технические характеристики прописанные, как AT80601000741 AB заставили крепко задуматься. Рукописные данные относят данный экземпляр к семейству Xeon, модель W3520. Тактовая частота, согласно маркировке 2,66 ГГц, а тепловой пакет не превышает 130 Вт. Эти данные полностью соответствуют официальным характеристикам, заявленным компанией Intel на официальном сайте для модели Xeon W3520.

Intel Xeon W3520

Спецификация:

Модель

Intel Xeon W3520

Маркировка

SLBEW (Предположительно)

Процессорный разъем

LGA1366

Тактовая частота, МГц

2660

Множитель

20

Частота шины, МГц

133

Объем кэша L1 (Данные\Инструкции), Кб

4x32\4x32

Объем кэша L2, Кб

4x256

Объем кэша L3, Кб

8192

Ядро

Bloomfield

Количество ядер

4

Поддержка инструкций

MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T

Напряжение питания, В

0,800 - 1,225

Рассеиваемая мощность, Вт

130

Критическая температура, °C

73

Техпроцесс, нм

45

Поддержка технологий

Enhanced Halt State (C1E) 
Enhanced Intel Speedstep Technology
Hyper-Threading Technology
Execute Disable Bit
Intel Thermal Monitor 2
Intel Virtualization Technology
Intel Turbo Boost Technology

Для подтверждения соответствия заявленным характеристикам, предлагаем ознакомится со скриншотом программы CPU-Z последней на текущий момент версии 1.51.

cpu-z Intel Xeon W3520

Ревизия соответствует «промаркированной» на крышке процессора, набор инструкций, значение частоты QPI, множитель, объём кеш-памяти, всё соответствует заявленным характеристикам Intel Xeon W3520.

Оперативная память, как положено, заработала в трёхканальном режиме,  но на максимально доступной частоте 1066 МГц, на которой она может работать совместно с контроллером, интегрированным в процессор.

В этом обзоре было решено немного изменить последовательность действий. Для начала, проведём тестирование, а уж потом будут представлены пояснения результатов. Дело в том, что применение серверных процессоров в настольных системах для нынешнего поколения нова, и многие даже не подозревают о результатах. Уж слишком долго эти сегменты были физически разделены.

Тестирование

При тестировании использовался Стенд для тестирования Процессоров №1
Материнские платы (AMD) ASUS M3A32-MVP DELUXE (AMD 790FX, sAM2+, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-MA790XT-UD4P (AMD 790X, sAM3, DDR3, ATX)
Материнские платы (AMD) ASUS F1A75-V PRO (AMD A75, sFM1, DDR3, ATX)ASUS SABERTOOTH 990FX (AMD 990FX, sAM3+, DDR3, ATX)
Материнские платы (Intel) GIGABYTE GA-EP45-UD3P (Intel P45, LGA 775, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-EX58-DS4 (Intel X58, LGA 1366, DDR3, ATX)
Материнские платы (Intel) ASUS Maximus III Formula (Intel P55, LGA 1156, DDR3, ATX)MSI H57M-ED65 (Intel H57, LGA 1156, DDR3, mATX)
Материнские платы (Intel) ASUS P8Z68-V PRO (Intel Z68, sLGA1155, DDR3, ATX)ASUS P9X79 PRO (Intel X79, sLGA2011, DDR3, ATX)
Кулеры Noctua NH-U12P + LGA1366 KitScythe Kama Angle rev.B (LGA 1156/1366)ZALMAN CNPS12X (LGA 2011)
Оперативная память 2х DDR2-1200 1024 МБ Kingston HyperX KHX9600D2K2/2G2/3x DDR3-2000 1024 МБ Kingston HyperX KHX16000D3T1K3/3GX
Видеокарты EVGA e-GeForce 8600 GTS 256 МБ GDDR3 PCI-EASUS EN9800GX2/G/2DI/1G GeForce 9800 GX2 1ГБ GDDR3 PCI-E 2.0
Жесткий диск Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ
Блок питания Seasonic SS-650JT, 650 Вт, Active PFC, 80 PLUS, 120 мм вентилятор

Выберите с чем хотите сравнить Intel Xeon W3520
Обзор Intel Core i7-920
Обзор Intel Core i7-940
Обзор Intel Core 2 Quad Q9550
Обзор AMD Phenom II X4 940

Futuremark PCMark'05

CrystalMark 0.9

WinRar 3.80

VirtualDub 1.8.6, mpeg to avi, s

Futuremark 3DMark'06

x264 Benchmark HD 2.0

CINEBENCH R10

Fritz Chess Benchmark v.4.2

Futuremark 3DMark Vantage

Tom Clancy's H.A.W.X. Demo, High, 1280x1024, AA2x

World  in Conflict v.1.0.0.9, Maximum, 1024x768

Far Cry 2 v.1.00, 1280x1024

Race Driver: GRID Demo, 1280x1024, AA4x

Если кто-то ожидал других результатов, то следует ещё раз прочитать вступление к данной статье. Intel Xeon W3520 – серверный процессор! Он рассчитывался для других задач, в отличие от настольных процессоров. Хотя, данный вопрос следует разобрать подробнее. Вам не показалось странным, что при сравнении производительности серверного процессора Xeon W3520 и настольного Core i7-920 результаты оказались почти 1:1? Да и разницу в 0-1% можно смело списать на сырость версии прошивки материнской платы и драйверов, а также на то, что память в случае с Xeon W3520 работает на частоте 1066 МГц, вместо 1333 МГц у Core i7-920, но об этом чуть позже. Да и должны ли драйвера или прошивка настольной материнской платы быть идеально оптимизированы для серверного процессора? Класс оборудования разный. Но не в этом суть вопроса. Суть в сравнении Xeon W3520 с моделями внутри линейки, а также с представителями настольной серии Core i7. Давайте взглянем на подробнейшие характеристики данных линеек процессоров.

Имя

Intel Xeon W3570

Intel Core i7-965 Extreme Edition

Intel Core i7-975 Extreme Edition

Intel Xeon W3520

Intel Xeon W3540

Intel Core i7-920

Intel Core i7-940

Intel Core i7-950

Количество ядер, шт

4

4

4

4

4

4

4

4

Тактовая частота, ГГц

3.2

3.2

3.333

2.666

2.933

2.666

2.933

3.066

Кэш-память L3, МБ

8

8

8

8

8

8

8

8

Множитель

24

24

25

20

22

20

22

23

Тип шины

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

Скорость шины, Гигатранзакций в секунду

6.4

6.4

6.4

4.8

4.8

4.8

4.8

4.8

Количество линков шины

1

1

1

1

1

1

1

1

Разрядность шины, Бит

64

64

64

64

64

64

64

64

Тех. процесс, нм

45

45

45

45

45

45

45

45

Тепловой пакет (TDP), Ватт

130

130

130

130

130

130

130

130

Напряжение питания ядра, В

0,800-1,225

0,800-1,375

0,800-1,375

0,800-1,225

0,800-1,225

0,800-1,375

0,800-1,375

0,800-1,375

Стоимость, $

999

999

999

284

562

284

562

562

Максимальный объём оперативной памяти, ГБ

24

24

24

24

24

24

24

24

Тип оперативной памяти, МГц

DDR3-800
/1066
/1333

DDR3-800
/1066
/1333

DDR3-800
/1066
/1333

DDR3-800
/1066

DDR3-800
/1066

DDR3-800
/1066
/1333

DDR3-800
/1066
/1333

DDR3-800
/1066
/1333

Поддержка коррекции ошибок памяти (ECC)

     

      ДА

 

НЕТ

 

НЕТ

 

ДА

 

ДА

 

НЕТ

 

НЕТ

 

НЕТ

Максимальное число процессоров в системе

1

1

1

1

1

1

1

1

Как видим, характеристики Xeon W3520 и Core i7-920 практически идентичны, за исключением особенностей, описанных ниже. Компания Intel представила настольные процессоры, которые на самом деле, ни что иное, как перемаркерованные серверные. Правду говорят: «всё новое, это хорошо забытое старое». Но определенная, а кому-то и очень существенная, разница между Xeon W3520 и Core i7-920, всё же, есть - это  поддержка встроенным контроллером памяти режима коррекции ошибок ECC. О целесообразности такой функции в домашнем ПК стоит крепко задумается.  Ведь память, поддерживающая такой режим, стоит заметно дороже, а её производительность в сравнении с модулями без поддержки данного режима на одинаковых частотах меньше приблизительно на 5%. Тем более что уже столько лет все пользуются обычными модулями памяти и без серьёзных жалоб. Однако это рядовые пользователи. А если от работы системы зависят операции, остановка которых повлечёт за собой убытки, размер которых значительно превысит стоимость самой системы? Вот именно в таких случаях, как производственные процессы, банковские транзакции, маршрутизация потоковых данных и т.д. крайне важна отказоустойчивость. Применение оперативной памяти с коррекцией ошибок здесь даже не то что уместно, а крайне необходимо. Ведь  рассматриваемая нами ранее «индустриальная» материнская плата Fujitsu-Siemens D2778-A12 имеет поддержку ECC, а настольные ASUS P6T, ASUS P6T SEGIGABYTE GA-EX58-DS4, GIGABYTE GA-EX58-UD3R, GIGABYTE GA-EX58-UD4 данной привилегии не имеют, хотя чипсет в их основе лежит один и тот-же. Интересный нюанс ещё в том, что тестируя разные процессоры на одной материнской плате и оперативной памяти, её максимально доступная частота была не 1333 МГц, как для Core i7-920, а 1066 МГц. Т.е. режим коррекции ошибок ECC не только замедляет память «излишними проверками», но и блокирует её максимально доступную частоту. Что ж, немного медленнее, но зато значительно надежнее.

Ну да ладно, разницы между серверным процессором  Xeon W3520 и настольным Core i7-920 мы практически не нашли (в плане домашней игровой системы), но что это значит? Что все настольные процессоры настолько удачны, что равны серверным? Или линейка Xeon W35*0 настолько не удачна, что равна настольным процессорам Core i7-9*0?

Ответ может дать только ниже представленная сводная таблица сравнения серверных процессоров Nehalem.

Имя

Intel Xeon W3570

Intel Xeon W3520

Intel Xeon L5520

Intel Xeon L5506

Intel Xeon E5540

Intel Xeon E5520

Intel Xeon E5502

Intel Xeon X5570

Количество ядер, шт

4

4

4

4

4

4

2

4

Тактовая частота, ГГц

3.2

2.666

2.26

2.13

2.53

2.26

1.86

2.93

Кэш-память L3, МБ

8

8

8

4

8

8

4

8

Множитель

24

20

17

16

19

17

14

22

Тип шины

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

QPI

Скорость шины, Гигатранзакций в секунду

6.4

4.8

5.86

4.8

5.86

5.86

4.8

6.4

Количество линков шины

1

1

2

2

2

2

2

2

Разрядность шины, Бит

64

64

64

64

64

64

64

64

Тех. процесс, нм

45

45

45

45

45

45

45

45

Тепловой пакет (TDP), Ватт

130

130

60

60

80

80

80

95

Напряжение питания ядра, В

0,800-1,225

0,800-1,225

0,800-1,225

0,800-1,225

0,90-1,99

0,90-1,99

0,90-1,99

0,900-1,900

Стоимость, $

999

284

530

423

744

373

188

1386

Максимальный объём оперативной памяти, ГБ

24

24

144

144

144

144

144

144

Тип оперативной памяти, МГц

DDR3-800
/1066
/1333

DDR3-800
/1066

DDR3-800
/1066

DDR3-800

DDR3-800
/1066

DDR3 1066
/800

DDR3-800

DDR3-800
/1066
/1333

Поддержка коррекции ошибок памяти (ECC)

ДА

ДА

ДА

ДА

ДА

ДА

ДА

ДА

Максимальное число процессоров в системе

1

1

2

2

2

2

2

2

Максимальная температура процессора, С

73

73

70

70

76

76

76

75

Предположение подтвердилось. В таблице «глупо» выглядят только две модели, это  Xeon W3520 и Xeon W3570. А особенность их заключается в количестве линков шины QPI. Другими словами серверные процессоры серии Xeon W35*0 даже на серверной материнской плате с двумя слотами под процессоры  не смогут работать в паре. Только в однопроцессорных системах. Вот какие «единоличники» получились у инженеров Intel в виде серии Xeon W35*0. Но мало того, при этом они имеют тепловой пакет в 130 Вт, что на фоне остальных моделей выглядит «прошлым веком» и очень странно для серверного сегмента. Другое дело серия Xeon *55**. Здесь все модели могут работать в паре. Даже Xeon Е5502, который сам по себе двуядерный и без поддержки технологии Hyper-Threading (виртуальной двуядерности одного физического ядра). Зато цена у него гораздо ниже, нежели у Core i7-920, который позиционируется, как самый доступный, среди настольных Nehalem. Ну и остаётся разрешить вопрос по поводу полноценных серверных систем (четырёхпроцессорные имеются в виду). А нету их, пока. Очевидно, данные виды процессоров и материнских плат (чипсетов) пока настолько не отлажены, что их даже в таком варианте, как виновник сегодняшнего обзора, в свет не выпускают. Скорее всего, данная линейка будет носить имя «Xeon *75**» и эквивалентную цифровой части имени - цену.

Разгон

Что такое Xeon W3520 в плане разгона? Сможет ли инженерный серверный процессор показать результат выше, нежели удачный настольный процессор?

Стабильной работы удалось добиться при значении QPI 202 МГц. Что благодаря значению множителя дало итоговую тактовую частоту 4259 МГц. Разгон составил 60%. Это уже более-менее серьёзное достижение, в сравнении с 50% для Core i7-920. Это не разница в 0-1% производительности, при равных частотах.

Память тоже получила существенное повышение производительности, хотя своего номинального значения не достигла.

Тестовый пакет

Результат

Прирост производительности, %

Номинальная частота

Разогнанный процессор

Futuremark PCMark'05

CPU

8814

13532

53,53

Memory

9078

10983

20,98

Graphics

9421

11635

23,50

CrystalMark

ALU

47591

73819

55,11

FPU

45645

70794

55,10

Memory

43218

57970

34,13

WinRar, Kb/s

3153

4449

41,10

Все результаты разогнанного Xeon W3520 пропорциональны, и немногим выше, нежели у разогнанного Core i7-920.

Выводы

Однозначный вывод сделать не удалось. Применение серверного процессора в настольной игровой системе никак не отразилось на производительности. А говорить о повышенном разгонном потенциале серверных процессоров на примере этого обзора было бы глупо, поскольку у нас в лаборатории был не серийный Xeon W3520, а инженерный образец.  Также не удалось получить доказательства того, что процессор Core i7-920 (да и вся линейка Core i7-9*0) являются отдельной разработкой компании Intel, ориентированной на игровые системы. Скорее всего, это, всё таки, перемаркированные младшие серверные процессоры Xeon. Ну что ж, такая технология «перевоплощения» не нова, и применяется с незапамятных времён. Очень жаль, конечно, что пока нет доступных двухпроцессорных материнских плат с интерфейсом PCI-E x16 v2.0 и поддержкой CrossFire или SLI. Было бы очень интересно проверить мультипроцессорные системы в игровой сфере.

А вот в плане доступных серверов, данный процессор смотрится всё таки привлекательно. Особенно в плане стоимости. Таким образом, желающим организовать недорогую серверную систему достаточно потратиться на специфическую память с коррекцией ошибок, а цены материнской платы и серверного процессора будут находиться в районе самой обычной настольной системы. Жаль, перспектив апгрейда в данном случае нет.

Хотя, эра Nehalem только начинается. Будем надеяться на лучшее!

[MEDALS]

Автор: Дмитрий Синчевский

Выражаем благодарность компании «Синтекс» за предоставленный для тестирования процессор.

Выражаем благодарность компаниям ASUS, GIGABYTE, Kingston, Noctua, Sea Sonic, Scythe, VIZO за предоставленное для тестового стенда оборудование.

опубликовано 02-07-2009
Материал распечатан с сайта https://gecid.com/
Оригинал статьи находится по адресу https://ru.gecid.com/cpu/intel_xeon_w3520/