Intel Product Briefs (1991-2011) (5) Des performances qui s’adaptent à l’activité — Les processeurs Intel® Xeon® série 5500 modulent dynamiquement performances et consommation électrique Les processeurs Intel® Xeon® série 5500 modulent dynamiquement performances et consommation électrique

1. Fiche Technologies
Performances intelligentes
Des performances qui s’adaptent
à l’activité
Les processeurs Intel® Xeon® série 5500 modulent
dynamiquement performances et consommation électrique
Les performances applicatives ne sont pas seulement essentielles au fonctionnement quotidien, mais elles le sont
aussi pour lancer de nouveaux produits et services, pour gagner en compétitivité et pour toucher de nouveaux
clients. Depuis une dizaine d’années, les DSI (directions des systèmes d’information) ont absorbé ce développement
en multipliant les équipements. Elles voient donc aujourd’hui leur marge de manœuvre réduite à une peau de chagrin,
avec des datacenters au bout de leurs capacités électriques — tant pour l’alimentation que pour le refroidissement
— et de leur place disponible. Néanmoins, en modernisant l’infrastructure avec des serveurs plus performants, plus
adaptables et à plus fort rendement énergétique, on parvient à renforcer ces capacités et leur extensibilité, avec une
enveloppe thermoélectrique et un encombrement pourtant inchangés.
Grâce aux gains de performances et de rendement énergétiques qu’ils dégagent, les serveurs équipés de
processeurs Intel® Xeon® série 55001 représentent ainsi la clé du renouvellement réfléchi d’un datacenter existant
comme de la conception avisée de nouvelles installations. Fondées sur la microarchitecture Intel de nouvelle
génération, dont le nom de code est Nehalem, ils incarnent l’intelligence des performances, étayée
par l’architecture serveur la plus estimée. Les serveurs qui en sont équipés réalisent en effet le
juste équilibre entre puissance de traitement et puissance électrique consommée,
automatiquement et en dynamique. Ils s’adaptent ainsi en temps réel aux charges
applicatives et aux sollicitations des utilisateurs, auxquels ils offrent des
performances optimales.

2. L’intelligence dès la conception
Cette « intelligence des performances », les processeurs Intel Xeon série 5500 la doivent à
trois technologies :
• echnologie Intel® Turbo Boost. Lorsque les conditions le permettent, elle stimule les performances en modulant
T
à la hausse la fréquence des processeurs et en accélérant ainsi le débit de traitement.
• echnologie Hyper-Threading2 d’Intel. Elle permet aux logiciels parallélisés d’exploiter au maximum chaque cycle d’horloge.
T
• echnologie Intel QuickPath. En tandem avec un contrôleur mémoire intégré, elle accélère les transmissions entre les
T
processeurs et les contrôleurs d’E/S au bénéfice des applications fortement consommatrices de bande passante.
Concrètement, elle parvient à des débits allant jusqu’à 25,6 Go/s, soit 3,5 fois plus rapides que pour les processeurs
de génération précédente.3
Technologie Intel Turbo Boost Technologie Hyper-Threading d’Intel
En modulant la fréquence des processeurs, elle dimensionne Pour les nombreuses applications parallélisées, autrement dit
ponctuellement les performances à la hausse en cas de pic de « multifils », cette technologie autorise un parallélisme de
charge, et uniquement pour les applications qui le justifient.4 Elle traitement au niveau de chaque cœur de processeur, à raison de
pousse en effet sélectivement les cœurs au-delà de leur fréquence deux fils (threads) par cœur et donc de huit par configuration
nominale, dans une limite définie, pour accélérer le débit d’exécution biprocesseur (cf. figure 2). Elle réduit ainsi les délais de traitement en
(cf. figure 1). exploitant au maximum chaque cycle d’horloge. De la sorte, pendant
qu’un fil attend un résultat ou un événement, un autre s’exécute sur
le même cœur, ce qui maximise son rendement.
Performances modulables à la demande
Processeur quatre cœurs lambda
Normal 4 cœurs Turbo 4 cœurs Turbo
Cœur FIL 1
Cœur FIL 2
Cœur FIL 3
Cœur FIL 4
Fréquence
Les cœurs d’un processeur lambda ne peuvent traiter chacun qu’un fil logiciel à la fois.
CŒUR 0
CŒUR 1
CŒUR 2
CŒUR 3
CŒUR 0
CŒUR 1
CŒUR 2
CŒUR 3
CŒUR 0
CŒUR 1
Tous les cœurs Tous les cœurs Certains cœurs Microarchitecture Nehalem d’Intel
fonctionnent à leur dépassent leur fonctionnent à des et technologie Hyper-Threading
fréquence nominale. fréquence nominale. fréquences encore
plus élevées.
Cœur FIL 1
FIL 2
Figure 1. Lorsque les conditions le permettent, la technologie
Intel® Turbo Boost stimule les performances en modulant à la Cœur FIL 3
FIL 4
hausse la fréquence des processeurs et en accélérant ainsi le Cœur FIL 5
FIL 6
débit de traitement.
FIL 7
Cœur FIL 8
Les nouveaux processeurs multicœurs d’Intel traitent deux fois plus de fils logiciels en
même temps.
Figure 2. La microarchitecture Nehalem d’Intel autorise le
parallélisme de traitement au niveau de chaque cœur.

3. Technologie Intel QuickPath L’intelligence des performances
Des performances optimales procèdent à la fois de débits de
traitement rapides et d’une bande passante suffisante aux données
au service de l’activité
pour occuper au mieux chaque processeur. L’objectif de la Quels que soient le contexte opérationnel, le secteur d’activité et le
technologie Intel QuickPath est ainsi de faire procurer par les périmètre de la structure, les DSI s’efforcent de mettre en adéquation
processeurs Intel Xeon série 5500 des performances maximales aux les ressources informatiques par rapport aux impératifs des utilisateurs
applications fortement consommatrices de bande passante. et de l’activité. Or c’est ce à quoi les performances intelligentes qui
Matérialisée par une nouvelle architecture modulable de mémoire caractérisent les processeurs Intel Xeon série 5500 pourvoient, en
partagée, elle assure en effet une bande passante de pointe, jusqu’à permettant aux DSI une gestion affinée des ressources, pour les
3 ,5 plus large que sur des puces de génération précédente,5 en reliant affecter en priorité aux tâches et fonctions stratégiques.
les processeurs entre eux et aux autres composants par une nouvelle
interconnexion ultrarapide. Elle a été conçue pour exploiter le plein • es technologies Intel Turbo Boost et Intelligent Power autorisent une
L
potentiel de la microarchitecture Nehalem et des futures générations gestion conditionnelle, qui permet aux processeurs de fonctionner à
de processeurs Intel multicœurs. une fréquence et à une puissance électrique parfaitement adaptées
à chaque situation. Le système d’exploitation peut ainsi ajuster
automatiquement ces deux grandeurs, et les administrateurs définir
Technologie Intel® QuickPath
eux-mêmes, dans le BIOS, les applications qui nécessitent un
traitement à haute fréquence d’horloge par opposition à celles qui se
contenteront d’une cadence moins rapide, donc d’une consommation
Contrôleur
Contrôleur
mémoire
mémoire
Processeur Processeur électrique plus faible.6
• ux nombreuses applications parallélisées qui existent sur serveurs
A
Mémoire Mémoire et stations de travail, la technologie Hyper-Threading d’Intel offre un
vive vive
débit de traitement qui maximise leurs performances par rapport à
Contrôleur
des E/S l’énergie consommée et à l’encombrement physique correspondant.
Dans le cas inverse des logiciels séquentiels, les développeurs ont
à leur disposition les outils de programmation d’Intel et de certains
Figure 3. Technologie Intel® QuickPath : mémoire réservée à chaque
processeur et connectivité point à point. éditeurs pour paralléliser leurs applications afin qu’elles exploitent
pleinement les atouts de cette technologie. (Pour en savoir plus sur les
Concrètement, elle établit des connexions point à point ultrarapides outils de génie logiciel d’Intel : www.intel.com/software/fr-fr).
entre les processeurs et la mémoire vive ainsi qu’entre ceux-ci et le
concentrateur d’E/S. Chaque processeur dispose aussi d’une capacité • ssociée à d’autres progrès comme les unités de mémoire de masse
A
mémoire dédiée, à laquelle il accède directement par le biais d’un SSD (Solid State Disks) et le 10 Gigabit Ethernet qui sont proposés
contrôleur intégré. Au cas où l’un d’eux a besoin d’utiliser la mémoire d’un sur ces nouveaux serveurs, la technologie Intel QuickPath procure des
autre, elle est à sa disposition, par l’entremise de l’interconnexion Intel performances et un débit de traitement exceptionnels à chaque
QuickPath Interconnect (QPI), cohérente, haut débit, à faible latence et application. Dotées de capacités mémoire adaptées à une
qui les relie tous, entre eux ainsi qu’à leur mémoire respective. configuration biprocesseur, ces machines se prêtent admirablement à
l’exécution en parallèle de multiples applications sur une infrastructure
Elle exploite les améliorations apportées à la mémoire Intel Smart consolidée et virtualisée.
Cache, dotée à présent d’un cache de niveau 3 (L3) inclusif qui dope
les performances tout en réduisant le trafic vers les cœurs de traitement.
Les boucles inutiles sont ainsi supprimées, ce qui réduit la latence et
accélère l’exécution.

4. Des capacités métier inégalées
Les processeurs Intel Xeon série 5500 font accomplir un pas de géant aux serveurs, avec, par exemple, des
performances en hausse d’un facteur de 2,25 en informatique d’infrastructure7 et une bande passante jusqu’à
3,5 fois plus large pour l’informatique technique.8 La microarchitecture Nehalem d’Intel se traduit ainsi par des
progrès exceptionnels et à tous les niveaux pour les applications métier et de calcul intensif (HPC).
Serveurs d’informatique technique Serveurs polyvalents
Calcul Intensif (HPC) Applications généralistes
Bande passante jusqu’à 3,5 x Bande passante jusqu’à 2,5 x
Bande passante
mémoire
3,63
Modélisation
en dynamique
Informatique Bases de
Simulation de des fluides
crash-tests
scientifique ERP Virtualisation données
2,31
2,02
2,20 2,20 Informatique 2,02
2,10
généraliste
1,68
1,00 1,00
Référence LS-Dyna* Fluent* SPECfp*_rate STREAM* Référence SPECint*_rate SAP*-DS VMmark* OLTP
_base2006 _base2006
Indice de référence : processeurs Intel® Xeon® série 5400.
Figure 4. Les processeurs Intel® Xeon® série 5500 procurent des performances exceptionnelles à toute une palette
d’applications.
Configurations pour le banc d’essai OLTP (traitement transactionnel en ligne) (février 2009)
Performances exprimées en nombre de transactions par seconde. Plate forme de référence : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5460
(quatre cœurs, 3,16 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal à 1333 MHz), de 64 Go (16 x 4 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-667 et de Microsoft Windows* Server 2008
Enterprise x64 Edition.
Nouvelle plate-forme : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 72 Go
(18 x 4 Go) de mémoire vive DDR3-800 et de Microsoft Windows* Server 2008 Enterprise x64 Edition.
Configurations pour le banc d’essai SPECint*_rate_base2006 (février 2009)
Compilateur Intel® C++ pour Linux32 et Linux64 version 11.0. Plate forme de référence : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5470
(quatre cœurs, 3,16 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal à 1333 MHz), de 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 et de SuSE* Linux* Enterprise Server 10 avec SP2.
Nouvelle plate-forme : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 24 Go
(6 x 4 Go) de mémoire vive DDR3-1333 et de SuSE* Linux* Enterprise Server 10 avec SP2.
Configurations pour le banc d’essai VMmark* (février 2009)
Plate forme de référence : plate-forme serveur HP ProLiant* ML370 G5, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5470 (quatre cœurs, 3,33 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal
à 1333 MHz), de 48 Go de mémoire vive et de VMware* ESX 3.5.0 Update 3. Score publié : 9,15 pour sept « mosaïques » (ensembles de six machines virtuelles chacune).
Nouvelle plate-forme : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570(quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 72 Go
(18 x 4 Go) de mémoire vive DDR3-800 et VMware* ESX Build 40815. Score obtenu : 19,51 pour treize mosaïques.
Configurations pour le banc d’essai à deux niveaux SAP*-SD (février 2009)
Score exprimé en nombre d’utilisateurs. Plate forme de référence : plate-forme serveur HP ProLiant* BL460C, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5470 (quatre cœurs, 3,33
GHz, 12 Mo de cache L2, bus principal à 1333 MHz), de 32 Go de mémoire vive ainsi que de Microsoft Windows* Server 2003 Enterprise Edition, Microsoft SQL* Server 2005 et SAP*
ECC Release 6.0 (2005). Score : 2518.
Nouvelle plate-forme : plate-forme serveur IBM* System x3650 M2, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de
48 Go (12 x 4 Go) de mémoire vive DDR3-1066 ainsi que de Microsoft Windows* Server 2003 Enterprise Edition, IBM* DB2 9.5 et SAP* ECC Release 6.0 (2005). Score : 5100.
Avertissement VMware. Toutes les éventuelles informations fournies ici quant aux intentions et futures orientation de VMware sont susceptibles de modifications ou de retrait sans
préavis et ne doivent donc pas appuyer une décision d’achat portant sur des produits de l’entreprise. Ces informations n’impliquent aucune obligation légale qu’aurait celle-ci de fournir
des supports, des programmes ou des fonctions quels qu’ils soient. L’entreprise décide seule du calendrier et de la date de lancement de ses produits.
Configurations pour le banc d’essai Fluent* (février 2009)
Comparatif établi à partir de la moyenne géométrique de six charges applicative. Version du banc d’essai : Fluent 12.0.13 bêta (release Preview Fluent 12 P7).
Plate-forme de référene : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5482(quatre cœurs, 3,20 GHz, 2 x6 Mo de cache L2, bus principal à 1600
MHz), de 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 et de Red Hat* Linux* Enterprise 5.3.
Nouvelle plate-forme : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 24 Go
(12 x 2 Go) de mémoire vive DDR3-1066 et de Red Hat* Linux* Enterprise 5.3.
Configurations pour le banc d’essai LS-Dyna* (février 2009)
Plate forme de référence : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5482 (quatre cœurs, 3,20 GHz, 2 x6 Mo de cache L2, bus principal à 1 600
MHz), de 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 et de Red Hat* Linux* Enterprise 5.3.
Nouvelle plate-forme : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 24
Go (12 x 2 Go) de mémoire vive DDR3-1066 et de Red Hat* Linux* Enterprise 5.3. Comparatif réalisé à partir de trois charges Vehicle Collision. Version du banc d’essai : LS-Dyna
mpp971_s_ifort10.1_IntelMPI.R321.
Configurations pour le banc d’essai SPECfp*_rate_base2006 (février 2009)
Compilateur Intel® C++ pour Linux32 et Linux64 version 11.0. Plate forme de référence : plateforme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5482 (quatre
cœurs, 3,20 GHz, 2 x6 Mo de cache L2, bus principal à 1600 MHz), de 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 et de SuSE* Linux* Enterprise Server 10 avec SP2.
Nouvelle plate-forme : plateforme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 24 Go (6
x 4 Go) de mémoire vive DDR3-1333 et de SuSE* Linux* Enterprise Server 10 avec SP2.
Configurations pour le banc d’essai STREAM Triad* (février 2009)
Fichiers binaires créés avec le compilateur Intel® 11.0. Plate forme de référence : plate-forme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® E5472 (quatre cœurs,
3,0 GHz, 2 x6 Mo de cache L2, bus principal à 1 600 MHz), de 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 et de Red Hat* Linux* Enterprise 5.3.
Nouvelle plate-forme : plateforme serveur Intel® de présérie, équipée de deux processeurs Intel® Xeon® X5570 (quatre cœurs, 2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, QPI à 6,4 GT/s), de 24 Go (6
x 4 Go) de mémoire vive DDR3-1333 et de Red Hat* Linux* Enterprise 5.3.

5. Complément d’information
Les processeurs Intel Xeon série 5500 franchissent un nouveau seuil de performances. Ils prennent en
compte les impératifs applicatifs pour ainsi moduler leurs performances et rationaliser leur consommation
électrique, tout en laissant aussi la pleine maîtrise sur l’infrastructure à la DSI. Avec des gains de
rendement énergétique pour chaque machine, le renouvellement de l’infrastructure grâce à des serveurs
dotés de ces puces stimule la réactivité et l’adaptabilité de l’entreprise, tout en lui assurant une importante
marge de développement et en pérennisant son datacenter.
Renseignez-vous :
Processeurs Intel Xeon série 5500 : www.intel.fr/xeon.
Microarchitecture Nehalem d’Intel : www.intel.com/technology/architecture-silicon/next-gen.
1
a numérotation des processeurs Intel® ne constitue pas une indication quantitative de leurs performances. Elle permet de différencier des modèles appartenant à une même
L
famille (ligne) de processeurs, mais non pas à des familles différentes. Voir http://www.intel.com/products/processor_number/fra à ce sujet.
2
e bénéfice de la technologie Hyper-Threading requiert un ordinateur doté d’un processeur Intel® qui la gère, un jeu de composants et un BIOS qui l’exploite ainsi qu’un système
L
d’exploitation qui comporte des optimisations pour elle. Les performances peuvent varier en fonction du matériel et des logiciels utilisés. Pour obtenir plus de détails et savoir quels
processeurs Intel gèrent la technologie HT, rendez-vous sur http://www.intel.com/info/hyperthreading
3
esures relevées en interne par Intel (février 2009) au banc d’essai Stream-Triad*. Configurations gérées sous Red Hat* Linux* Enterprise Server 5.3 : 1) processeur Intel® Xeon®
M
E5472 (3,0 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal à 1600 MHz), 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 ; 2) processeur Intel® Xeon® X5570 (2,93 GHz, 8 Mo de
cache L3, bus QPI à 6,4 GT/s), 24 Go (6 x 4Go) de mémoire vive DDR3-1333.
4
e bénéfice de la technologie Intel® Turbo Boost suppose que la plate-forme embarque un processeur qui en est doté. Les performances de cette technologie varient selon la
L
configuration matérielle et logicielle. Pour savoir si une configuration donnée en est dotée, renseignez-vous auprès de son constructeur. Consultez
http://www.intel.com/technology/turboboost à ce sujet.
5
esures relevées en interne par Intel (février 2009) au banc d’essai Stream-Triad*. Configurations gérées sous Red Hat* Linux* Enterprise Server 5.3 : 1) processeur Intel® Xeon®
M
E5472 (3,0 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal à 1600 MHz), 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 ; 2) processeur Intel® Xeon® X5570 (2,93 GHz, 8 Mo de
cache L3, bus QPI à 6,4 GT/s), 24 Go (6 x 4Go) de mémoire vive DDR3-1333.
6
e bénéfice de la technologie Intel® Intelligent Power suppose que la configuration soit dotée d’un processeur, d’un jeu de composants, d’un BIOS et, pour certaines de ses
L
fonctions, d’un système d’exploitation qui la prennent en charge. Ses fonctions et autres avantages sont susceptibles de varier selon son implémentation matérielle et de
nécessiter la mise à jour du BIOS, du système d’exploitation ou les deux. Consultez à ce sujet le constructeur de la configuration concernée..
7
ar rapport aux processeurs Xeon® Série 5400. Gains de performances étayées par de multiples résultats, notamment à deux bancs d’essai, l’un en OLTP sur base de données et
P
l’autre en informatique scientifique intensive (SPECfp_rate_base2006*). Mesures relevées en interne par Intel (février 2009).
8
esures relevées en interne par Intel (février 2009) au banc d’essai Stream-Triad*. Configurations gérées sous Red Hat* Linux* Enterprise Server 5.3 : 1) processeur Intel® Xeon®
M
E5472 (3,0 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal à 1600 MHz), 16 Go (8 x 2 Go) de mémoire vive FB-DIMM DDR2-800 ; 2) processeur Intel® Xeon® X5570 (2,93 GHz, 8 Mo de
cache L3, bus QPI à 6,4 GT/s), 24 Go (6 x 4Go) de mémoire vive DDR3-1333.
Les informations fournies ici sont prévisionnelles et, à ce titre, susceptibles de modification. Voir www.intel.com/performance à ce sujet.
Les tests et les indices de performances portent sur des configurations spécifiques, leurs éléments ou les deux. Ils rendent compte approximativement des performances des
produits Intel mesurées par ces tests. Une différence dans la configuration matérielle ou logicielle est ainsi susceptible d’avoir une incidence sur les performances effectives. Il est
donc conseillé aux acheteurs de consulter d’autres sources d’informations pour évaluer les performances des configurations ou des éléments de configuration dont ils envisagent
l’acquisition. Pour plus d’informations sur les tests de performances des produits Intel, consulter la page www.intel.com/performance/resources.
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