Intel Xeon E7-4800 v2 (Ivy Bridge-EX) — подробный обзор 4-сокетной линейки для enterprise-серверов

Категория: Intel Xeon E7-4800 v2

Линейка Intel Xeon E7-4800 v2 — это процессоры поколения Ivy Bridge-EX, спроектированные под четырёхсокетные (4S) системы корпоративного класса: крупные базы данных, тяжёлую виртуализацию, in-memory аналитику и критичные к простоям сервисы. Внутри семейства E7 v2 эти модели занимают «золотую середину»: они рассчитаны на 4 сокета без «внешней склейки» и при этом используют те же ключевые механизмы надёжности и масштабирования, что и старшие 8-сокетные решения.

Ниже — максимально подробный разбор архитектуры, платформы, RAS-возможностей, сводная таблица всех моделей E7-4800 v2, отдельный обзор каждой модели, а также результаты бенчмарков (в таблицах) и сводка оценок профильных изданий.

1) Архитектура и базовые особенности поколения Ivy Bridge-EX

22 нм, многоядерность и общий LLC

Xeon E7 v2 построены по 22-нм техпроцессу и используют многоядерный дизайн с двумя потоками на ядро (Hyper-Threading). Важная часть позиционирования — большой общий последний уровень кеша (LLC): в семействе E7 v2 он достигает 37,5 МБ и разделяется всеми активными ядрами процессора.

Для практики это означает:

  • в смешанных серверных нагрузках (БД + middleware + фоновые сервисы) большой LLC снижает давление на память;

  • в многосокетных системах кеш-иерархия и протокол когерентности становятся критичными для масштабирования, особенно при «перетекании» потоков между NUMA-узлами.

Встроенные контроллеры памяти и «скелет» многосокетной платформы

Процессоры E7 v2 содержат два on-chip контроллера памяти и спроектированы под glueless 4- или 8-сокетные системы. Для связи между сокетами используются три линии Intel QPI, а для работы с памятью — четыре канала Intel SMI (Scalable Memory Interconnect) в рамках платформенной архитектуры E7 v2.

В рамках линейки E7-4800 v2 это ключевая инженерная идея: обеспечить предсказуемое масштабирование в 4-сокетных конфигурациях без внешних контроллеров межсоединений.

Скорости QPI и поддержка DDR3

Семейство E7 v2 поддерживает QPI на скоростях 8 / 7,2 / 6,4 GT/s, а память — DDR3-1067/1333/1600 (в зависимости от модели и конфигурации).

2) Платформа: сокет, память, ввод-вывод, NUMA

Сокет и масштабируемость

Модели E7-4800 v2 рассчитаны на FCLGA2011 и заявлены как S4S (масштабирование до 4 сокетов). Это отражено в спецификациях моделей линейки (Scalability / Max CPU Configuration = 4).

Память: объём, каналы, скорость, теоретическая полоса

Для E7-4800 v2 типовая логика выбора памяти выглядит так:

  • Максимальный объём на сокет в спецификациях моделей — 1,5 ТБ (зависит от типа модулей памяти).

  • Каналов памяти — 4, поддержка ECC включена.

  • Max Memory Bandwidth по спецификациям варьируется:

    • 68 ГБ/с у части моделей,

    • 85 ГБ/с у старших вариантов с более «широкой» конфигурацией по памяти.

Важно: в реальном 4-сокетном сервере итоговая картина определяется NUMA-топологией и тем, насколько приложение умеет держать «локальность данных» (потоки обрабатывают данные, находящиеся в памяти своего сокета). На практике это зачастую важнее «паспорта» по ГБ/с.

RAS-режимы памяти: надёжность против скорости

В серверных платформах на E7 v2 распространены режимы, меняющие баланс между производительностью и надёжностью памяти:

  • Lockstep mode усиливает RAS-характеристики, но в типовых случаях не даёт лучшей производительности памяти.

  • Memory Mirroring повышает устойчивость к сбоям ценой полезного объёма и части производительности.

3) RAS: почему E7 v2 ценили в «железной» enterprise-среде

Семейство E7 v2 проектировалось вокруг идеи «не падать». В даташите прямо описаны режимы MCA и расширенные механизмы локализации ошибок:

  • поддерживаются несколько режимов Machine Check Architecture,

  • реализован Corrupt Data Containment (data poisoning), впервые заявленный в рамках E7 v2,

  • поддерживается viral mode, который расширяет «заражение» на критические ошибки адреса/контроля, чтобы предотвратить распространение повреждённых данных на диск или в сеть.

В крупных БД и виртуализации это ценно тем, что снижает вероятность «катастрофических» падений при единичных аппаратных сбоях и упрощает эксплуатацию в режиме 24/7.

4) Сводная таблица моделей Intel Xeon E7-4800 v2

Таблица ниже собрана по спецификациям каждой модели линейки (ядра/потоки, частоты, кеш, QPI, память, TDP, масштабирование до 4 сокетов).

Модель Ядра / потоки Base / Turbo, ГГц L3 (LLC) QPI, GT/s Память (типы) Max BW памяти Max RAM (на сокет) TDP
Xeon E7-4809 v2 6 / 12 1.90 / — 12 МБ 6.4 DDR3-1066/1333 68 ГБ/с 1.5 ТБ 105 Вт
Xeon E7-4820 v2 8 / 16 2.00 / 2.50 16 МБ 7.2 DDR3-1066/1333/1600 68 ГБ/с 1.5 ТБ 105 Вт
Xeon E7-4830 v2 10 / 20 2.20 / 2.70 20 МБ 7.2 DDR3-1066/1333/1600 68 ГБ/с 1.5 ТБ 105 Вт
Xeon E7-4850 v2 12 / 24 2.30 / 2.80 24 МБ 7.2 DDR3-1066/1333/1600 68 ГБ/с 1.5 ТБ 105 Вт
Xeon E7-4860 v2 12 / 24 2.60 / 3.20 30 МБ 8.0 DDR3-1066/1333/1600 85 ГБ/с 1.5 ТБ 130 Вт
Xeon E7-4870 v2 15 / 30 2.30 / 2.90 30 МБ 8.0 DDR3-1066/1333/1600 85 ГБ/с 1.5 ТБ 130 Вт
Xeon E7-4880 v2 15 / 30 2.50 / 3.10 37.5 МБ 8.0 DDR3-1066/1333/1600 85 ГБ/с 1.5 ТБ 130 Вт
Xeon E7-4890 v2 15 / 30 2.80 / 3.40 37.5 МБ 8.0 DDR3-1066/1333/1600 85 ГБ/с 1.5 ТБ 155 Вт

5) Разбор каждой модели линейки E7-4800 v2

Ниже — модели в логике «снизу вверх»: от входных вариантов до флагманов 4-сокетного сегмента.

5.1 Xeon E7-4809 v2 — входной билет в 4S-платформу

Роль в линейке: минимальная конфигурация по ядрам и частоте, предназначенная для случаев, когда важны RAS/платформа E7 и масштабирование по сокетам, а не максимальная плотность вычислений.

Ключевые параметры

  • 6 ядер / 12 потоков

  • базовая частота 1,90 ГГц

  • L3 12 МБ

  • QPI 6,4 GT/s

  • DDR3-1066/1333, 4 канала, ECC

  • Max Memory Bandwidth 68 ГБ/с

  • TDP 105 Вт

  • масштабирование до 4 сокетов

Сильные стороны

  • низкий теплопакет для класса E7 при сохранении «взрослой» 4-сокетной платформы;

  • хороший вариант под инфраструктурные роли, где главные требования — надёжность и совместимость с 4S-железом.

Ограничения

  • 6 ядер на сокет резко уменьшают суммарную вычислительную плотность в 4-сокетной системе по сравнению со старшими моделями;

  • при типовой серверной нагрузке чаще упирается в вычисления раньше, чем в память.

5.2 Xeon E7-4820 v2 — «честный» 8-ядерник для 4S

Роль в линейке: компромисс для систем, где требуется 4 сокета, но нет задачи гнаться за максимумом потоков; часто выглядит рационально для лицензируемых по ядрам продуктов.

Ключевые параметры

  • 8 ядер / 16 потоков

  • 2,00 ГГц базовая, Turbo до 2,50 ГГц

  • L3 16 МБ

  • QPI 7,2 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC, 4 канала

  • Max Memory Bandwidth 68 ГБ/с

  • TDP 105 Вт

  • 4-сокетная масштабируемость

Сильные стороны

  • ровный баланс частоты и числа ядер;

  • умеренный TDP облегчает охлаждение в плотных корпусах.

Ограничения

  • на «тяжёлой» виртуализации и in-memory сценариях быстро проявляется дефицит суммарных потоков относительно 12- и 15-ядерных моделей.

5.3 Xeon E7-4830 v2 — 10 ядер как практический минимум для многих enterprise-нагрузок

Роль в линейке: модель, где 4-сокетный сервер уже начинает выглядеть как «плотная» вычислительная машина, но без выхода в старшие TDP-классы.

Ключевые параметры

  • 10 ядер / 20 потоков

  • 2,20 ГГц базовая, Turbo до 2,70 ГГц

  • L3 20 МБ

  • QPI 7,2 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC

  • Max Memory Bandwidth 68 ГБ/с

  • TDP 105 Вт

Сильные стороны

  • заметный прирост «суммарной» производительности в 4-сокетном режиме относительно 8-ядерных вариантов;

  • сохраняет 105-ваттный класс, удобный для многих корпоративных шасси.

Ограничения

  • по памяти и межсоединениям остаётся в «средней» конфигурации (68 ГБ/с по спецификации), тогда как старшие модели дают 85 ГБ/с.

5.4 Xeon E7-4850 v2 — 12 ядер, 105 Вт и «профессиональный» уровень плотности

Роль в линейке: одна из самых «практичных» моделей, когда нужен существенный рост потоков, но без перехода в 130/155 Вт.

Ключевые параметры

  • 12 ядер / 24 потока

  • 2,30 ГГц базовая, Turbo до 2,80 ГГц

  • L3 24 МБ

  • QPI 7,2 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC

  • Max Memory Bandwidth 68 ГБ/с

  • Max RAM 1,5 ТБ на сокет

  • TDP 105 Вт

Сильные стороны

  • «сладкая точка» для 4S-серверов, где важны и потоки, и энергоёмкость;

  • удобна для крупных пулов виртуализации и приложений с умеренной чувствительностью к памяти.

Ограничения

  • по пропускной способности памяти остаётся в группе 68 ГБ/с, тогда как старшие 4860/4870/4880/4890 идут с 85 ГБ/с по спецификации.

5.5 Xeon E7-4860 v2 — переход в старший класс: выше частоты, выше L3, выше память

Роль в линейке: 12-ядерная модель «верхнего уровня», где ставка сделана на более высокие частоты, большой L3 и более высокую пропускную способность памяти по спецификации.

Ключевые параметры

  • 12 ядер / 24 потока

  • 2,60 ГГц базовая, Turbo до 3,20 ГГц

  • L3 30 МБ

  • QPI 8,0 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC

  • Max Memory Bandwidth 85 ГБ/с

  • TDP 130 Вт

Сильные стороны

  • высокая частота и большой кеш помогают нагрузкам с дорогими транзакциями и «неидеальной» локальностью данных;

  • более сильная память по паспорту и QPI 8 GT/s повышают устойчивость к межсокетным обращениям.

Ограничения

  • 130 Вт на сокет в 4-сокетной конфигурации повышают требования к охлаждению и энергобюджету.

5.6 Xeon E7-4870 v2 — 15 ядер для максимальной плотности потоков при 2,30 ГГц

Роль в линейке: первый 15-ядерник в 4S-семействе; упор на потоковую производительность и ёмкость по задачам консолидации.

Ключевые параметры

  • 15 ядер / 30 потоков

  • 2,30 ГГц базовая, Turbo до 2,90 ГГц

  • L3 30 МБ

  • QPI 8,0 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC

  • Max Memory Bandwidth 85 ГБ/с

  • TDP 130 Вт

Сильные стороны

  • 4 сокета × 15 ядер = очень высокая плотность потоков для своего времени;

  • хорошая база для крупных пулов виртуализации, VDI и «зоопарка» сервисов, где важно количество потоков.

Ограничения

  • базовая частота 2,30 ГГц делает модель менее привлекательной для задач, где критична высокая производительность одного/нескольких потоков.

5.7 Xeon E7-4880 v2 — 15 ядер с более высокой базовой частотой и максимальным LLC

Роль в линейке: «рабочий флагман» для 4S — те же 15 ядер, но выше базовая частота и максимальный объём LLC в линейке.

Ключевые параметры

  • 15 ядер / 30 потоков

  • 2,50 ГГц базовая, Turbo до 3,10 ГГц

  • L3 37,5 МБ

  • QPI 8,0 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC

  • Max Memory Bandwidth 85 ГБ/с

  • TDP 130 Вт

Сильные стороны

  • сочетание 15 ядер и повышенной частоты делает модель сильнее в «смешанных» нагрузках;

  • 37,5 МБ LLC хорошо работают в сценариях, где набор данных частично укладывается в кеш и снижает обращения к DRAM.

Ограничения

  • остаётся в 130-ваттном классе, то есть требования к охлаждению сопоставимы с E7-4870 v2.

5.8 Xeon E7-4890 v2 — флагман 4S-семейства: максимальная частота в линейке

Роль в линейке: максимальная производительность в 4-сокетном сегменте E7 v2, ориентированная на тяжёлые базы данных, аналитику и крупные mission-critical системы.

Ключевые параметры

  • 15 ядер / 30 потоков

  • 2,80 ГГц базовая, Turbo до 3,40 ГГц

  • L3 37,5 МБ

  • QPI 8,0 GT/s

  • DDR3-1066/1333/1600, ECC

  • Max Memory Bandwidth 85 ГБ/с

  • TDP 155 Вт

Сильные стороны

  • лучший «потолок» производительности в линейке E7-4800 v2;

  • часто фигурирует в рекордных конфигурациях для 4-сокетного класса по отраслевым бенчмаркам.

Ограничения

  • 155 Вт на сокет требует максимально аккуратного подхода к охлаждению, питанию и настройкам энергопрофиля сервера.

6) Бенчмарки и результаты тестов (таблицы вместо графиков)

Ниже — результаты из SPEC CPU2006 (throughput-версия rate для многопроцессорных систем) и дополнительные ориентиры по PerformanceTest для некоторых 4-сокетных конфигураций. Поскольку SPEC публикуется с полной конфигурацией стенда, именно он лучше всего отражает «серверную реальность» для E7-4800 v2.

6.1 SPECint_rate2006 (4 сокета): масштабирование целочисленных нагрузок

Процессор (4×) Платформа из публикации SPEC SPECint_rate2006 SPECint_rate_base2006
E7-4809 v2 Huawei RH5885H V3 638 616
E7-4820 v2 Dell PowerEdge R920 991 957
E7-4830 v2 Huawei RH5885H V3 1310 1270
E7-4850 v2 Huawei RH5885 V3 1430 1390
E7-4860 v2 Cisco UCS C460 M4 1830 1770
E7-4870 v2 IBM System x3850 X6 2040 1990
E7-4880 v2 Dell PowerEdge R920 2190 2130
E7-4890 v2 HP ProLiant DL580 Gen8 2370 2300

Источник значений — публикации SPEC CPU2006 для соответствующих систем.

Как читать таблицу

  • Переход от 6/8/10 ядер к 12/15 ядрам в 4-сокетной конфигурации даёт скачок «в пропускной способности по задачам», что соответствует назначению линейки — высокая плотность потоков и масштабирование.

  • Старшие модели (4860/4870/4880/4890) в спецификациях одновременно переходят на 8 GT/s QPI и 85 ГБ/с Max BW, что логично коррелирует с ростом результатов в 4-сокетном throughput-тесте.

6.2 SPECfp_rate2006 (4 сокета): плавающая точка и научно-инженерные профили

Для старших моделей линейки доступны опубликованные результаты SPECfp_rate2006 (4 сокета):

Процессор (4×) Платформа из публикации SPEC SPECfp_rate2006 SPECfp_rate_base2006
E7-4860 v2 Dell PowerEdge R920 1420 1390
E7-4870 v2 Dell PowerEdge R920 1600 1570
E7-4880 v2 Cisco UCS C460 M4 1630 1590
E7-4890 v2 Dell PowerEdge R920 1760 1720

Значения взяты из публикаций SPEC CPU2006 для указанных систем.

Наблюдение по fp-нагрузкам

  • Внутри 15-ядерных моделей рост частоты (2,3 → 2,5 → 2,8 ГГц) даёт прирост, но он не «линейный», потому что FP-профили сильнее упираются в память/NUMA и эффективность компилятора/настроек платформы, чем простые целочисленные throughput-задачи.

6.3 PerformanceTest (PassMark) для 4-сокетных конфигураций: прикладной «срез» по подзадачам

PerformanceTest удобен тем, что даёт «расщепление» результата на подзадачи (шифрование, сжатие, физика и т. п.). Важно помнить: это агрегат по разным системам и настройкам, поэтому его следует воспринимать как ориентир, а не как лабораторный стандарт уровня SPEC.

CPU Mark (4× CPU) и подзадачи

4× CPU CPU Mark (средний) Integer Math Float Math Encryption Compression Single Thread
E7-4880 v2 @ 2.50 38 263 279 871 142 538 23 009 MB/s 1 273 663 KB/s 1 493
E7-4870 v2 @ 2.30 45 230 266 005 137 049 25 456 MB/s 1 205 963 KB/s 1 612
E7-4890 v2 @ 2.80 50 016 308 620 158 811 26 235 MB/s 1 398 899 KB/s 1 791

Подзадачи и CPU Mark приведены по страницам CPU Test Suite для соответствующих 4-сокетных конфигураций.

7) Практический выбор модели: что важнее в 4-сокетной E7-платформе

7.1 Когда важнее частота, чем «количество ядер»

  • транзакционные БД с высокой стоимостью синхронизации и блокировок,

  • приложения, чувствительные к задержкам (latency-критичные сервисы),

  • смешанные нагрузки, где часть сервисов плохо параллелится.

В таких сценариях в рамках линейки логично смотреть в сторону E7-4860 v2 (высокая базовая частота при 12 ядрах) или E7-4890 v2 (максимальная частота при 15 ядрах).

7.2 Когда важнее максимум потоков

  • крупные пулы виртуализации (много ВМ со «средними» профилями),

  • сервисы масштаба enterprise-middleware, где нагрузка «распараллеливается» естественно,

  • VDI и похожие сценарии с большим числом параллельных сессий.

Здесь рациональная «магистраль» — 15-ядерные модели: E7-4870 v2 / E7-4880 v2 / E7-4890 v2.

7.3 Когда упираетесь в память и NUMA

В 4-сокетных системах типовой «враг производительности» — не недостаток вычислений как таковых, а:

  • неконтролируемые межсокетные обращения к памяти (потоки читают «чужую» DRAM),

  • отсутствие привязки процессов/памяти (CPU pinning и NUMA-policy),

  • режимы памяти, выбранные ради RAS (lockstep/mirroring) в ущерб производительности.

Поэтому выбор CPU — только половина решения; вторая половина — корректная настройка NUMA и режимов памяти.

8) Что писали профильные издания и вендоры: краткая сводка вердиктов

8.1 ServeTheHome: акцент на «пропуск» поколения и рывок к Ivy Bridge-EX

В профильных обзорах поколения E7 v2 подчёркивалась сама стратегия обновления: Intel фактически перешла к E7 v2, «перепрыгнув» одно поколение, и сделала ставку на высокий потолок по ядрам/кешу и поддержку многосокетных конфигураций. В публикациях также фиксируется позиционирование E7 v2 как решений, совместимых с 2/4/8-сокетными системами и рассчитанных на максимальную плотность вычислений (до 15 ядер и 37,5 МБ LLC).

8.2 ITProToday: «топ-фичи» E7 v2 как набора для enterprise

В обзорах формата «ключевые особенности» отдельно выделялись:

  • сегментация по сокетности (в т. ч. E7-4800 v2 как 4-сокетная линейка),

  • рост числа ядер и объёма L3,

  • наличие трёх QPI и акцент на корпоративные возможности виртуализации и надёжности.

8.3 Intel и партнёры: упор на отраслевые бенчмарки и рекорды

Для семейства E7 v2 активно продвигались результаты по отраслевым тестам и workload-профилям (целочисленная производительность, FP-профили, память и т. п.). В пресс-материалах отмечалось сравнение по набору типовых нагрузок и рост относительно предыдущего поколения.

Отдельно фиксировались рекорды для 4-сокетных систем на базе E7 v2 (в частности, публикации от Cisco по лидерству в SPECint_rate_base2006 для 4-socket).

9) Итоги: кому сегодня интересна линейка E7-4800 v2 и как выбирать

Xeon E7-4800 v2 — это «классика» enterprise-подхода начала-середины 2010-х: максимальная ставка на многосокетность, большой кеш, масштабирование по QPI и усиленные RAS-механизмы. В абсолютных цифрах современные платформы ушли далеко вперёд, но как инженерный эталон 4-сокетного x86-подхода эта линейка остаётся показательной: по спецификациям видно, как Intel балансировала ядра/частоты/память/межсоединения и почему флагманы (E7-4880 v2 / E7-4890 v2) становились базой для рекордных 4-сокетных конфигураций по SPEC.

Рекомендации выбора внутри линейки (коротко)

  • Под частоту и «тяжёлые транзакции»: E7-4860 v2, E7-4890 v2.

  • Под максимальную плотность потоков: E7-4870 v2 / E7-4880 v2 / E7-4890 v2.

  • Под умеренный TDP при высокой плотности: E7-4850 v2 как 12-ядерник в 105-ваттном классе.

Плюсы линейки Intel Xeon E7-4800 v2

  • Сильная 4-сокетная платформа: glueless-подход, 3×QPI и предсказуемая масштабируемость под enterprise-нагрузки.

  • Большой LLC (до 37,5 МБ) и высокая плотность ядер (до 15 на сокет) для своего поколения.

  • Развитые RAS-возможности (data poisoning / viral mode и др.), ориентированные на снижение «фатальных» последствий аппаратных ошибок.

  • Наличие опубликованных результатов по отраслевым бенчмаркам SPEC для 4-сокетных конфигураций по всей линейке.

Минусы линейки Intel Xeon E7-4800 v2

  • Высокие требования к охлаждению и энергобюджету в старших моделях, особенно у E7-4890 v2 (155 Вт на сокет).

  • Производительность в 4-сокетных системах сильно зависит от NUMA-настроек и режимов памяти; ошибки конфигурации заметно «съедают» потенциал платформы.

  • Разрыв между младшими и старшими моделями по «памятному паспорту» (68 vs 85 ГБ/с) означает, что выбор CPU влияет не только на ядра/частоту, но и на потенциальную работу с памятью.