Intel Xeon E5-4600 v2 (Ivy Bridge-EP): подробный обзор четырёхсокетной линейки для плотной виртуализации, баз данных и HPC

Категория: Intel Xeon E5-4600 v2

Линейка Intel Xeon E5-4600 v2 — это “тяжёлая” ветка семейства Xeon E5 v2 на архитектуре Ivy Bridge-EP, рассчитанная на 4-сокетные (4S) серверы без внешних контроллеров межпроцессорной связности (то, что обычно называют glueless 4-way). Внутри семейства E5 v2 она закрывала нишу, где важны не только частоты, но и масштабирование по сокетам: крупная виртуализация, базы данных с высокой параллельностью, расчётные кластеры в компактных 4-процессорных узлах.

В этом обзоре я разберу каждый процессор линейки, покажу сводную таблицу моделей, приведу результаты тестов/бенчмарков (графики — только в таблицах), а также соберу выводы и оценки из отраслевых материалов и публикаций.

Позиционирование и состав линейки

Запуск семейства E5-4600 v2 относится к Q1’14.
По официальной раскладке внутри линейки есть две “полки” для 4-сокетных систем:

  • 4 Socket Servers — Standard: E5-4610 v2, E5-4620 v2

  • 4 Socket Servers — Advanced: E5-4627 v2, E5-4640 v2, E5-4650 v2, E5-4657L v2

Ключевые отличия “Standard” и “Advanced” в этой ветке выражены очень практично: скорость памяти (DDR3-1600 vs DDR3-1866) и скорость QPI (7.2 GT/s vs 8.0 GT/s для части моделей), плюс различия по ядрам/кэшу/энергопакету.

Архитектура и платформа: что важно для 4S

Техпроцесс и “скелет” платформы

E5-4600 v2 — это 22 нм Ivy Bridge-EP. В серверном контексте самое важное здесь не “красивое слово Ivy Bridge”, а совокупность узлов, которые напрямую влияют на 4-сокетные нагрузки:

  • 2 линии QPI у каждого CPU (для межсокетного обмена).

  • 4 канала памяти на процессор и поддержка ECC.

  • PCI Express 3.0, до 40 линий PCIe на CPU.

  • Максимальная конфигурация CPU — 4 сокета, причём для этой ветки прямо фиксируется режим “4S Only” (то есть CPU из E5-4600 v2 целятся именно в 4-процессорные платформы).

Память: 768 ГБ на сокет и скорость DDR3

Для всех моделей линейки в спецификациях фигурирует Max Memory Size 768 GB (зависит от типа памяти/конфигурации), при этом “верхние” модели получают DDR3-1866 и более высокую паспортную пропускную способность памяти.

Практический смысл для 4S: чем выше скорость памяти и чем лучше баланс NUMA-доменных обращений, тем легче системе удерживать высокий коэффициент масштабирования при росте числа виртуальных машин, потоков БД и параллельных задач.

Почему именно 4-сокетные узлы (и зачем E5-4600 v2 существовали рядом с E5-2600 v2)

Intel в описании E5-4600 v2 подчёркивает поддержку масштабируемых платформ “two or more processors”, включая 4-way — это та граница, где E5-2600 v2 как “типичный 2S” уже не закрывал требования по плотности.

Сводная таблица моделей Intel Xeon E5-4600 v2

Все модели — FCLGA2011, Max CPU Configuration: 4, Max Memory Size: 768 GB, 4 канала памяти, ECC, PCIe 3.0 / до 40 линий, Intel AVX. Отличия — в ядрах/потоках, частотах, L3, TDP, QPI и скорости DDR3.

Модель Ядра / потоки Base / Turbo, ГГц L3, МБ Hyper-Threading TDP, Вт QPI, GT/s Память (макс. тип) Пропускная способность памяти
Xeon E5-4610 v2 8 / 16 2.30 / 2.70 16 Да 95 7.2 DDR3-1600 51.2 GB/s
Xeon E5-4620 v2 8 / 16 2.60 / 3.00 20 Да 95 7.2 DDR3-1600 51.2 GB/s
Xeon E5-4627 v2 8 / 8 3.30 / 3.60 16 Нет 130 7.2 DDR3-1866 59.7 GB/s
Xeon E5-4640 v2 10 / 20 2.20 / (Turbo) 20 Да 95 8.0 DDR3-1866 59.7 GB/s
Xeon E5-4650 v2 10 / 20 2.40 / 2.90 25 Да 95 8.0 DDR3-1866 59.7 GB/s
Xeon E5-4657L v2 12 / 24 2.40 / 2.90 30 Да 115 8.0 DDR3-1866 59.7 GB/s

Подробно о каждом процессоре линейки

Ниже — разбор в логике “куда ставят / чем силён / какие компромиссы”.

Intel Xeon E5-4610 v2 — базовый 4S-вход для плотной виртуализации

Ключевые черты: 8/16, 2.30–2.70 ГГц, 16 МБ L3, 95 Вт, QPI 7.2 GT/s, DDR3-1600.

Смысл модели: это “рациональный” CPU для 4-сокетных систем, где нужен баланс стоимости/потребления и предсказуемая производительность на многопоточных задачах без ориентации на максимум частоты.

Где раскрывается лучше всего

  • Виртуализация с упором на количество ВМ и умеренные частоты на ядро.

  • Базы данных/службы, где важнее суммарные ресурсы CPU+RAM, чем пик single-thread.

  • Консолидация сервисов, когда критично держать TDP в рамках типового охлаждения 2U/4S.

Плюсы

  • 95 Вт на сокет при 4-сокетной масштабируемости.

  • Hyper-Threading включён (16 потоков на CPU).

  • Хорошая отправная точка для 4S-узлов с большой памятью (768 ГБ на сокет по спецификации).

Минусы

  • Ограничение по памяти DDR3-1600 и более низкая паспортная пропускная способность памяти, чем у “Advanced”-моделей.

  • L3 16 МБ — минимальный объём кэша в линейке.

Intel Xeon E5-4620 v2 — тот же 4S-класс, но заметно бодрее по частоте и L3

Характеристики: 8/16, 2.60–3.00 ГГц, 20 МБ L3, 95 Вт, QPI 7.2 GT/s, DDR3-1600.

Смысл модели: E5-4620 v2 — это “поднятая планка” внутри Standard-ветки: больше частота base и больше L3 по сравнению с E5-4610 v2, без роста TDP.

Типовые сценарии

  • Виртуализация и VDI, где часть нагрузок чувствительна к частоте.

  • Сервер приложений и middleware, где часто важна задержка/время отклика.

  • 4-сокетные узлы под смешанную нагрузку (часть — многопоток, часть — “не очень”).

Плюсы

  • Более высокая базовая частота при том же TDP 95 Вт.

  • L3 20 МБ — ощутимый шаг относительно 16 МБ у E5-4610 v2.

Минусы

  • DDR3-1600 (в отличие от DDR3-1866 у старших моделей).

  • QPI 7.2 GT/s — ниже, чем 8.0 GT/s у части Advanced-SKU.

Intel Xeon E5-4627 v2 — “частотник” для 4S, но без Hyper-Threading

Характеристики: 8/8, 3.30–3.60 ГГц, 16 МБ L3, 130 Вт, QPI 7.2 GT/s, DDR3-1866.

Эта модель выделяется сразу двумя вещами:

  1. высокие частоты (по меркам 4S-ветки),

  2. Hyper-Threading отключён (8 потоков на 8 ядер).

Где логика E5-4627 v2 железная

  • Лицензируемые “по ядрам” нагрузки, где HT не даёт выигрыша или мешает профилю латентности.

  • Сервисы, где на первом месте частота ядра и предсказуемость, а не максимальное число потоков.

  • Некоторые базы/движки и приложения, чувствительные к “шуму” планировщика при HT.

Плюсы

  • Самая высокая base-частота в линейке (3.30 ГГц).

  • DDR3-1866 и 59.7 GB/s по памяти.

Минусы

  • 130 Вт TDP: в 4S это уже другой класс питания/охлаждения.

  • 8 потоков (без HT) — при чисто “потоковых” задачах модель уступает вариантам 8/16 или 10/20/12/24.

  • L3 всего 16 МБ при высокой частоте — ставка на частоты, а не на кэш-ёмкость.

Intel Xeon E5-4640 v2 — 10 ядер при 95 Вт: комфортная середина Advanced-ветки

Характеристики по линейке: 10/20, base 2.20 ГГц, L3 20 МБ, 95 Вт, DDR3-1866, QPI 8.0 GT/s (в продуктовой таблице линейки).

Смысл модели: это один из самых “правильных” вариантов для 4-сокетной системы, когда нужно нарастить число ядер, но не уходить в 115–130 Вт класс на сокет.

Где хорош

  • Плотная виртуализация, когда важнее суммарные ядра/потоки, чем высокая base-частота.

  • Базы данных с параллелизмом (OLAP-нагрузки, тяжёлые отчёты).

  • Расчётные задачи, которые упираются в суммарные ресурсы CPU и память.

Плюсы

  • 10/20 при 95 Вт — сильное соотношение для 4S.

  • DDR3-1866 и высокая паспортная пропускная способность памяти.

Минусы

  • Base 2.20 ГГц — ниже, чем у E5-4620 v2 / E5-4627 v2 (это заметно в latency-чувствительных задачах).

  • L3 20 МБ — меньше, чем у E5-4650 v2 (25 МБ) и E5-4657L v2 (30 МБ).

Intel Xeon E5-4650 v2 — 10 ядер, но больше L3 и выше частоты: “универсальный верх” на 95 Вт

Характеристики: 10/20, 2.40–2.90 ГГц, 25 МБ L3, 95 Вт, DDR3-1866, QPI 8 GT/s, 4S Only.

Смысл модели: E5-4650 v2 — это “верхняя” точка 95-ваттного класса в линейке: те же 10 ядер, что у E5-4640 v2, но лучше по частоте и кэшу.

Где раскрывается

  • 4-сокетные узлы под смешанную нагрузку: виртуализация + БД + сервисы.

  • Сценарии, где кэш L3 помогает держать более ровную производительность (особенно при многопоточном доступе к общим структурам данных).

Плюсы

  • 25 МБ L3 при 95 Вт — сильное сочетание для универсального сервера.

  • DDR3-1866, 59.7 GB/s по памяти.

  • Чёткая ориентация на 4-сокетные системы (4S Only).

Минусы

  • По “чистому числу ядер” уступает E5-4657L v2 (12/24).

  • Цена/позиционирование исторически ближе к верхнему сегменту (в спецификациях указан Recommended Customer Price).

Intel Xeon E5-4657L v2 — 12 ядер в 4S: максимум по потокам/кэшу в линейке

Характеристики: 12/24, 2.40–2.90 ГГц, 30 МБ L3, 115 Вт, DDR3-1866, QPI 8 GT/s.

Смысл модели: это фактически “флагман” E5-4600 v2 по суммарным вычислительным ресурсам в 4S-узле: 4 сокета × 12 ядер = 48 физических ядер, 96 потоков.

Где он наиболее уместен

  • Максимально плотная виртуализация/контейнеризация на одном узле.

  • Тяжёлые базы данных и аналитика, где масштабирование по потокам даёт прямой выигрыш.

  • HPC/численные задачи, где важно много ядер и высокий объём L3.

Плюсы

  • 12/24 — максимальная “плотность” CPU-ресурсов в линейке.

  • 30 МБ L3 — максимум кэша в линейке.

  • DDR3-1866 и высокая пропускная способность памяти.

Минусы

  • TDP 115 Вт — выше, чем у 95-ваттных моделей, то есть требования к питанию/охлаждению строже.

  • Для задач, завязанных на single-thread, эффект от 12 ядер может быть слабее, чем от высокочастотного E5-4627 v2 (логика выбора упирается в профиль нагрузки).

Бенчмарки и результаты тестов (таблицы вместо графиков)

1) SPEC CPU2006: сравнение 4-сокетных конфигураций на Dell PowerEdge R820

Почему SPEC CPU2006 здесь уместен: это один из самых “признанных” пакетов для публикации результатов серверов, а для 4S-сегмента он полезен тем, что отражает масштабирование и системную настройку (NUMA, компилятор, параметры). Ниже — именно SPECint_rate2006 (интенсивность/пропускная способность по целочисленным задачам) для PowerEdge R820 с разными CPU линейки E5-4600 v2.

Таблица: SPECint_rate2006 (Dell PowerEdge R820, 4 сокета)

CPU (4×) Физические ядра (всего) Потоки (всего) TDP узла по CPU, Вт SPECint_rate2006 Отн. к E5-4610 v2 SPECint_rate / Вт
E5-4610 v2 32 64 380 1120 100% 2.95
E5-4620 v2 32 64 380 1270 113.4% 3.34
E5-4627 v2 32 32 520 1290 115.2% 2.48
E5-4640 v2 40 80 380 1410 125.9% 3.71
E5-4650 v2 40 80 380 1530 136.6% 4.03
E5-4657L v2 48 96 460 1780 158.9% 3.87

Источники по строкам: E5-4610 v2 ; E5-4620 v2 ; E5-4627 v2 ; E5-4640 v2 ; E5-4650 v2 ; E5-4657L v2 .

Что видно по таблице

  • Рост ядер (10 и 12 ядер на сокет) даёт прямой прирост SPECint_rate: 10-ядерные модели уверенно выше 8-ядерных, а 12-ядерный E5-4657L v2 — лидер по абсолютному значению.

  • Энергоэффективность по SPECint_rate/Вт особенно заметна у E5-4650 v2 в рамках 95-ваттного класса: высокий результат при “умеренном” суммарном TDP узла по CPU.

  • E5-4627 v2 показывает высокий абсолютный результат для 8-ядерного CPU, но из-за 130 Вт на сокет и отсутствия HT “на ватт” он выглядит слабее.

2) PassMark PerformanceTest: однопроцессорные оценки CPU Mark

Чтобы дополнить SPEC (который в данном блоке даёт картину 4S), я добавляю CPU Mark из базы PerformanceTest для нескольких SKU — это удобная “склейка” пользовательских результатов, полезная как ориентир для сравнения одного процессора (single socket).

CPU (1×) CPU Mark (PassMark)
E5-4620 v2 @ 2.60 9 424
E5-4627 v2 @ 3.30 9 425
E5-4650 v2 @ 2.40 10 946
E5-4657L v2 @ 2.40 11 613

Источник значений:

Комментарий по интерпретации

  • E5-4620 v2 и E5-4627 v2 в CPU Mark выглядят почти одинаково (разница в пределах единиц/десятков), но их профиль принципиально разный: у E5-4627 v2 нет HT и выше частоты/теплопакет.

  • Старшие модели E5-4650 v2 и E5-4657L v2 предсказуемо впереди за счёт большего числа ядер/кэша.

3) PassMark CPU Test Suite: “срез” микро-нагрузок (пример для двух старших моделей)

Ниже — усреднённые значения CPU Test Suite (часть PerformanceTest), которые полезны как “раскладка” по типам вычислений: integer math, floating point math, encryption, compression и т.д. Эти данные есть в опубликованных карточках для E5-4650 v2 и E5-4657L v2.

Тест PerformanceTest (Average Results) E5-4650 v2 @ 2.40 E5-4657L v2 @ 2.40
Integer Math (MOps/Sec) 43 023 51 839
Floating Point Math (MOps/Sec) 21 541 26 288
Find Prime Numbers (Million Primes/Sec) 53 44
Random String Sorting (Thousand Strings/Sec) 26 080 30 479
Data Encryption (MBytes/Sec) 3 439 3 284
Data Compression (KBytes/Sec) 195 610 234 028
Physics (Frames/Sec) 749 599
Extended Instructions (Million Matrices/Sec) 8 435 10 185
Single Thread (MOps/Sec) 1 464 1 483

Источник таблицы: E5-4650 v2 ; E5-4657L v2 .

4) CPU-Z Benchmark: точечные “живые” результаты валидаций (пример)

Для иллюстрации практических измерений я добавлю пару значений CPU-Z Benchmark из публичных валидаций:

CPU Single Thread (CPU-Z) Multi Threads (CPU-Z)
E5-4620 v2 291 10 947
E5-4657L v2 (24T) 1 035 15 075

Источники: E5-4620 v2 ; E5-4657L v2 .

Что говорят издания и отраслевые обзоры о поколении Ivy Bridge-EP и 4S-классе

Хотя многие публикации фокусировались на E5-2600 v2 (двухсокетный массовый сегмент), выводы о поколении Ivy Bridge-EP напрямую релевантны и E5-4600 v2, потому что речь идёт о той же микроархитектуре и схожих эффектах (частоты Turbo, эффективность, прирост от поколения).

Microway (HPC-контекст)

В обзоре, посвящённом именно Xeon E5-4600 v2, отмечается ожидаемый прирост производительности для HPC-профиля: при апгрейде по поколению и выборе сопоставимых SKU фиксируется диапазон улучшений порядка 10–30% для задач с упором на floating-point, а при переходе на 12-ядерные варианты выигрыш может быть выше за счёт роста core count.

Tom’s Hardware (эффективность и Turbo-профиль)

В материале по Xeon E5-2600 v2 подчёркнуто, что рост частот Turbo и улучшение поведения под нагрузкой дают выигрыш в single-thread и all-core сценариях, а энергопотребление ниже на системе с Ivy Bridge-EP даже при сопоставимом TDP — это сильный тезис именно про “поколенческую” эффективность.

The Register (сегментация по памяти/QPI)

В разборе запуска Ivy Bridge-EP отдельно акцентируется сегментация SKU по скорости памяти и скорости QPI, что в 4S-классе критично (межсокетный обмен и “прокачка” памяти часто определяют потолок масштабирования).

StorageReview (платформенный взгляд на 4S-сервер)

В обзоре 4-сокетного Dell PowerEdge R820 отмечается сочетание “robust hardware options”, управляемости и “top of class performance”; подчёркнуты также большие объёмы памяти (для R820 упоминается до 1.5 TB DRAM) и позиционирование как одной из самых быстрых compute-платформ своего времени.

Дополнительно, в сравнительном документе Dell по R820 указывается вывод о высокой “overall performance” и “performance per watt” для конфигураций на E5-4650 в 4-сокетном узле.

Практика эксплуатации: что важно учесть в 4-сокетных сборках на E5-4600 v2

1) NUMA как центральная тема

В 4S-системе любые “идеальные” цифры легко испортить неправильным размещением памяти и потоков. SPEC-публикации по R820 прямо показывают использование numactl/привязок и особенности настройки запусков — это не мелочь, а обязательная часть раскрытия 4-сокетной производительности.

2) Баланс CPU-частоты и потоков

  • E5-4627 v2 — ставка на высокую частоту, но без HT и с высоким TDP.

  • E5-4657L v2 — ставка на максимум потоков/кэша при 115 Вт.

  • E5-4650 v2 — “универсальный” пик в 95-ваттном классе, хорошо выглядит и по абсолютному SPECint_rate, и по “на ватт”.

3) Память: частота DDR3 и итоговая пропускная способность

Разница DDR3-1600 vs DDR3-1866 в этой линейке — не косметика, а один из осевых критериев выбора CPU под 4S. E5-4610 v2 / E5-4620 v2 ограничены DDR3-1600 и 51.2 GB/s, тогда как Advanced-модели держат DDR3-1866 и 59.7 GB/s.

4) I/O и расширение

Все SKU в линейке дают PCIe 3.0 и до 40 линий, что важно для систем с большим числом NVMe/SAS-контроллеров, сетевых карт (10/40GbE) и ускорителей.

Как выбрать модель E5-4600 v2 под задачу

Ниже — практичная логика выбора по профилю нагрузки.

Если нужен минимальный TDP и 4 сокета “для количества”

  • E5-4610 v2 — базовый вариант: 8/16 при 95 Вт, хорош для “много ВМ, не самые тяжёлые на ядро”.

Если хочется чуть больше производительности без роста TDP

  • E5-4620 v2 — поднимает частоту и L3 при тех же 95 Вт, а по SPECint_rate на R820 даёт заметный шаг относительно E5-4610 v2.

Если важна частота и “чистые ядра” без HT

  • E5-4627 v2 — высокая base-частота, DDR3-1866, но 130 Вт и отсутствие HT.

Если нужен лучший баланс 4S-производительности при 95 Вт

  • E5-4640 v2 — 10/20 при 95 Вт (хорошо для параллельных задач).

  • E5-4650 v2 — тот же 95-ваттный класс, но сильнее по кэшу/частоте; по SPECint_rate на R820 — ещё один уверенный шаг вверх.

Если задача — максимум потоков/кэша в 4S-узле

  • E5-4657L v2 — 12/24 и 30 МБ L3, лидер по SPECint_rate на R820 среди перечисленных SKU.

Итог: сильные и слабые стороны линейки Intel Xeon E5-4600 v2

Плюсы линейки

  • Настоящая ориентация на 4-сокетные системы (4S), с фокусом на плотность вычислений.

  • Единая платформа: 4 канала памяти, ECC, PCIe 3.0, до 40 линий — хорошая база для “тяжёлых” серверов.

  • Чёткая “лестница” SKU: от 8/16 95 Вт до 12/24 115 Вт и частотного 8/8 130 Вт — можно подобрать CPU под профиль нагрузки.

  • По SPECint_rate на одной платформе (R820) виден предсказуемый рост производительности при переходе к 10- и 12-ядерным моделям.

Минусы линейки

  • Разрыв между Standard (DDR3-1600) и Advanced (DDR3-1866) означает, что “младшие” модели могут упираться в память раньше, чем ожидается от 4S-системы.

  • E5-4627 v2 с 130 Вт требует более аккуратного подхода к питанию/охлаждению в 4S, а отсутствие HT делает модель нишевой.

  • Поколение Ivy Bridge-EP само по себе давно не новое, и практическая ценность сегодня чаще связана с задачами консолидации/лабораторными стендами/наследуемыми системами — но для своего периода линейка закрывала 4S-сегмент очень плотно.

Короткий вывод по выбору (в одной строке на модель)

  • E5-4610 v2 — минимально “правильный” вход в 4S при 95 Вт и 8/16.

  • E5-4620 v2 — лучший Standard-вариант по частоте и L3 при тех же 95 Вт.

  • E5-4627 v2 — частотный 4S-CPU без HT, для задач с упором на частоту и предсказуемость.

  • E5-4640 v2 — 10/20 при 95 Вт: сильная середина Advanced-ветки.

  • E5-4650 v2 — универсальный верх 95-ваттного класса, хороший баланс по кэшу/частоте/4S-результатам.

  • E5-4657L v2 — максимум ядер/кэша в линейке, лучший выбор под “много потоков” в 4S.