Intel Xeon Phi 7250F — характеристики, производительность, тесты и сравнение

Категория: Intel Xeon Phi 7200 Series

Intel Xeon Phi 7250F относится к редкому классу специализированных серверных процессоров, которые создавались не для универсального компьютера, а для высокопроизводительных вычислений. Эта модель рассчитана на научные расчёты, параллельные алгоритмы, обработку крупных массивов числовых данных и построение вычислительных узлов с высокоскоростной связью между серверами.

На крышке процессора нанесена маркировка 7250F и код SR2X0. Эти обозначения важны при покупке бывшего в эксплуатации экземпляра. На вторичном рынке одновременно встречаются внешне похожие Xeon Phi 7250 без суффикса F, Xeon Phi 7210, 7230, 7290 и их модификации. Совпадение семейства, формы корпуса и сокета не означает полную идентичность моделей.

Intel Xeon Phi 7250F выпущен в четвёртом квартале 2016 года. Процессор построен по 14-нм техпроцессу, относится к семейству Xeon Phi x200 и использует архитектуру Knights Landing. Внутри размещены 68 вычислительных ядер, работающих с четырьмя аппаратными потоками на ядро. Суммарно операционная система видит 272 логических потока. Базовая частота составляет 1,40 ГГц, максимальная частота Turbo Boost достигает 1,60 ГГц.

Главная особенность модели состоит не только в количестве ядер. Xeon Phi 7250F объединяет несколько компонентов, которые в обычном сервере располагаются раздельно:

  • самостоятельный загрузочный x86-процессор;

  • 68 физических ядер;

  • 272 аппаратных потока;

  • 34 МБ кэша L2;

  • 16 ГБ высокоскоростной памяти MCDRAM на корпусе;

  • шестиканальный контроллер DDR4-2400 ECC;

  • поддержку до 384 ГБ оперативной памяти;

  • векторные инструкции Intel AVX-512;

  • встроенный интерфейс Intel Omni-Path;

  • два порта высокоскоростной связи для кластерной инфраструктуры;

  • тепловой пакет 230 Вт.

Xeon Phi 7250F не является обычным Xeon с увеличенным количеством ядер. Его архитектура ориентирована на пропускную способность, масштабирование потоков и векторные вычисления. Сильные стороны раскрываются в подготовленном программном коде, который распределяет работу между десятками ядер и использует широкие векторные блоки. В обычных настольных задачах, играх и серверах виртуализации преимущества этой модели не реализуются.

Процессор снят с производства. Последующая покупка связана с вторичным рынком, складскими остатками и восстановлением ранее развёрнутых HPC-систем. Intel завершила обслуживание модели, поэтому новый вычислительный узел на Xeon Phi 7250F сегодня представляет собой лабораторный, учебный или восстановительный проект, а не стандартную серверную закупку.

Где купить Intel Xeon Phi 7250F

Intel Xeon Phi 7250F отсутствует в массовой рознице. Процессор не устанавливался в ноутбуки и не продавался как компонент для домашних компьютеров. Основные варианты покупки относятся к бывшим в эксплуатации серверным деталям, восстановленным процессорам и редким складским остаткам.

Цены в таблице зафиксированы на момент проверки. Перед оплатой требуется повторно открыть карточку, сверить доступность доставки, состояние товара и итоговую стоимость. Для покупки необходима маркировка 7250F SR2X0. Процессор Xeon Phi 7250 с маркировкой SR2MD или SR2X1 относится к другой модификации без встроенного Intel Omni-Path.

Площадка Цена на момент проверки Состояние
eBay 63,70 доллара Восстановленный, проверенный продавцом
eBay 149,99 доллара Бывший в эксплуатации
eBay 2295 долларов Новый
Shopozz От 12 790 до 14 190 рублей Зависит от конкретной карточки

На вторичном рынке цена самого процессора выглядит привлекательно только на первый взгляд. Для запуска необходима совместимая платформа Knights Landing. Обычная материнская плата LGA3647 для Xeon Scalable не подходит автоматически. Совпадение числа контактов не заменяет поддержку конкретного семейства в разводке платы, BIOS, питании и механике крепления охлаждения.

При покупке требуется проверить:

  • маркировку 7250F на крышке;

  • Spec Code SR2X0;

  • отсутствие механических повреждений подложки;

  • состояние контактной зоны;

  • наличие совместимой платы;

  • наличие подходящего процессорного крепления;

  • расчёт системы охлаждения на TDP 230 Вт;

  • поддержку DDR4 ECC;

  • наличие компонентов Intel Omni-Path для кластерного подключения;

  • стоимость доставки;

  • возврат товара;

  • комплектность серверного узла.

Отдельно продаваемый Xeon Phi 7250F представляет ценность только вместе с совместимой платформой. Покупка дешёвого процессора без платы часто превращается в поиск редких серверных деталей, который обходится дороже самого CPU.

Краткие характеристики Intel Xeon Phi 7250F

Параметр Значение
Производитель Intel
Модель Xeon Phi 7250F
Семейство Intel Xeon Phi x200
Архитектура Knights Landing
Сегмент Серверы и HPC
Дата выпуска Четвёртый квартал 2016 года
Статус Снят с производства
Техпроцесс 14 нм
Количество ядер 68
Аппаратные потоки 272
Потоки на ядро 4
Базовая частота 1,40 ГГц
Максимальная частота Turbo Boost 1,60 ГГц
Кэш L2 34 МБ
Кэш L3 Отсутствует
MCDRAM 16 ГБ
Максимальный объём DDR4 384 ГБ
Поддерживаемая память DDR4-2400 ECC
Количество каналов DDR4 6
Максимальная пропускная способность DDR4 115,2 ГБ/с
Векторные инструкции Intel AVX-512
Встроенная высокоскоростная связь Intel Omni-Path
PCI Express PCI Express 3.0 с особенностями разводки у версии F
Сокет SVLCLGA3647
TDP 230 Вт
Диапазон VID 0,550–1,125 В
Код заказа HJ8066702268900
Spec Code SR2X0
Степпинг B0
Тип поставки Tray
Аппаратная виртуализация VT-x Нет
VT-d Нет
EPT Нет

Полная таблица характеристик, функций и ограничений

Идентификация модели

Параметр Значение Практическое значение
Полное название Intel Xeon Phi Processor 7250F Используется при поиске документации и серверных узлов
Номер модели 7250F Суффикс F отделяет вариант со встроенной связью Intel Omni-Path
Код заказа HJ8066702268900 Указывается в карточках поставщиков и складских системах
Spec Code SR2X0 Основная маркировка для проверки точной модификации
Степпинг B0 Серийная ревизия процессора
Формат поставки FC-LGA14B, Tray Процессор поставлялся без розничной коробки
Семейство Intel Xeon Phi x200 Второе поколение самостоятельных процессоров Xeon Phi
Кодовое имя Knights Landing Архитектура, определяющая устройство ядер, памяти и платформы
Сегмент Server Модель рассчитана на серверные вычислительные узлы
Жизненный цикл Discontinued Серийное производство прекращено
Статус обслуживания End of Servicing Lifetime Официальное обслуживание завершено

Вычислительные блоки

Параметр Значение Практическое значение
Физические ядра 68 Высокая плотность параллельных вычислений
Аппаратные потоки 272 По четыре потока на каждое ядро
Базовая частота 1,40 ГГц Основная рабочая частота при расчёте теоретической производительности
Максимальная частота Turbo Boost 1,60 ГГц Дополнительный частотный запас при подходящих режимах нагрузки
Кэш L1 инструкций 32 КБ на ядро Локальное хранение инструкций
Кэш L1 данных 32 КБ на ядро Локальное хранение данных
Кэш L2 1 МБ на два ядра Общий кэш каждого вычислительного тайла
Суммарный кэш L2 34 МБ Соответствует 34 активным тайлам
Кэш L3 Отсутствует Подсистема памяти требует внимательной настройки
Векторные блоки По два 512-битных VPU на ядро Основной источник производительности в численных расчётах
Поддержка AVX-512 Есть Код получает выгоду от широкой векторизации
CTP 3 053 867 MTOPs Справочный показатель вычислительной производительности Intel
Теоретическая производительность FP64 на базовой частоте Около 3,05 TFLOPS Расчёт для двойной точности при полной загрузке векторных блоков
Теоретическая производительность FP32 на базовой частоте Около 6,09 TFLOPS Расчёт для одинарной точности при полной загрузке векторных блоков

Расчёт FP64 основан на 68 ядрах, базовой частоте 1,40 ГГц, двух векторных блоках на ядро, восьми операциях двойной точности в 512-битном векторе и FMA. Теоретическая величина не равна скорости любой прикладной задачи. Реальный результат зависит от векторизации, характера обращений к памяти, синхронизации потоков и размещения данных.

Встроенная память MCDRAM и внешняя DDR4

Параметр Значение Практическое значение
Встроенная память 16 ГБ MCDRAM Высокоскоростная память находится на корпусе процессора
Назначение MCDRAM Работа как отдельная память, кэш или гибрид Режим задаётся конфигурацией платформы
Скорость OPIO 8,0, 7,2 и 6,4 GT/s Интерфейс соединяет кристалл CPU с MCDRAM
Внешняя память DDR4-2400 Основной объём оперативной памяти сервера
Максимальный объём DDR4 384 ГБ Достаточный запас для крупных расчётных наборов данных
Каналы DDR4 6 Повышенная пропускная способность памяти
Максимальная пропускная способность DDR4 115,2 ГБ/с Официальное значение для внешней памяти
ECC Поддерживается Исправление ошибок памяти важно для длительных вычислений
Режим Cache MCDRAM работает как кэш для DDR4 Приложение не требует ручного размещения данных
Режим Flat MCDRAM доступна как отдельный адресуемый регион Разработчик размещает критичные данные в быстрой памяти
Режим Hybrid Часть MCDRAM работает как кэш, часть как отдельная память Компромисс между простотой и ручной оптимизацией

Топология и режимы памяти

Параметр Значение Практическое значение
Межсоединение внутри CPU Двумерная mesh-сеть Связывает тайлы, контроллеры памяти и ввод-вывод
Тайлы 34 активных тайла у 7250F Каждый активный тайл включает два ядра и общий L2
Режим All2All Поддерживается Базовое распределение обращений
Режим Hemisphere Поддерживается Учитывает локальность половин кристалла
Режим Quadrant Поддерживается Группирует память и вычислительные блоки по квадрантам
SNC-2 Поддерживается Разделяет процессор на два NUMA-домена
SNC-4 Поддерживается Разделяет процессор на четыре NUMA-домена
Выбор режима Выполняется в BIOS Настройка влияет на задержки и локальность данных

Интерфейсы и платформа

Параметр Значение Практическое значение
Сокет SVLCLGA3647 Требуется специализированная плата Knights Landing
Поддержка двухпроцессорной конфигурации Нет Xeon Phi 7250F работает как односокетный процессор
Когерентные интерфейсы QPI или UPI Отсутствуют Многосокетная схема обычных Xeon не применяется
PCH Серверные платформы используют Intel C610 Обслуживает часть периферии и SATA
PCI Express Gen3 Используется с учётом особенностей версии F
Интегрированный Intel Omni-Path Есть Встроенная связь предназначена для HPC-кластера
Порты Omni-Path Два Поддерживают прямое подключение через серверную разводку
Суммарная двунаправленная пиковая полоса fabric I/O До 50 ГБ/с Значение раскрыто в документации платформы Intel
Доступные линии PCIe у KNL-F на уровне платформы x4 Gen3 Два x16-направления задействованы встроенным fabric-компонентом
Подключение fabric IFT carrier и внутренние IFP-кабели Потребительская плата не предоставляет требуемую инфраструктуру

Поддерживаемые технологии

Технология Поддержка Назначение
Intel Turbo Boost Technology 2.0 Да Повышение частоты в рамках тепловых и электрических ограничений
Intel 64 Да 64-битная архитектура
Intel AVX-512 Да Векторные вычисления
Intel AES New Instructions Да Ускорение отдельных криптографических операций
Execute Disable Bit Да Защита областей памяти от исполнения кода
Idle States Да Энергосберегающие состояния
Thermal Monitoring Technologies Да Контроль температурного режима

Неподдерживаемые технологии

Технология Поддержка Практическое следствие
Intel VT-x Нет Xeon Phi 7250F не подходит для гипервизора
Intel VT-d Нет Прямое назначение устройств виртуальным машинам не относится к сценарию этой модели
EPT Нет Аппаратное ускорение вложенных таблиц страниц для виртуализации отсутствует
Intel SGX Нет Изолированные анклавы не поддерживаются
Intel MPX Нет Расширение защиты границ памяти отсутствует
Intel Trusted Execution Technology Нет TXT не поддерживается
Intel Boot Guard Нет Boot Guard отсутствует

Архитектура Knights Landing простыми словами

Knights Landing создавалась как самостоятельная вычислительная платформа для задач с высокой степенью параллелизма. Предыдущее поколение Xeon Phi широко ассоциировалось с PCI Express-картами, которые работали рядом с центральным процессором. Xeon Phi x200 изменил конструкцию: Knights Landing загружается самостоятельно и выполняет роль основного CPU узла.

Xeon Phi 7250F запускает стандартную серверную операционную систему. Для работы не требуется отдельный хост-процессор Xeon. Узел получает собственную DDR4, собственную MCDRAM, собственную периферию и сетевую связь. За счёт этого уменьшается количество промежуточных пересылок данных между основным CPU и вычислительной картой.

Внутренняя структура отличается от обычных настольных и серверных процессоров. Ядра объединяются по два в тайлы. В каждом тайле размещаются:

  • два вычислительных ядра;

  • четыре векторных блока VPU;

  • общий кэш L2 объёмом 1 МБ;

  • элементы распределённой когерентности;

  • подключение к внутренней mesh-сети.

Для Xeon Phi 7250F активны 34 тайла. Это даёт 68 ядер и 34 МБ L2. Общего кэша L3 нет. Отсутствие большого последнего уровня кэша компенсируется MCDRAM, широкими каналами памяти и архитектурой, рассчитанной на предсказуемое параллельное выполнение.

Каждое ядро обслуживает четыре аппаратных потока. Высокое количество потоков нужно не для офисных приложений, а для сокрытия задержек и поддержания загрузки исполнительных блоков. Код с малым количеством потоков не использует потенциал процессора.

Основной вычислительный ресурс формируют 512-битные векторные блоки AVX-512. За одну операцию такой блок обрабатывает несколько значений одновременно. Для двойной точности 512-битный вектор содержит восемь 64-битных чисел. Для одинарной точности вмещаются шестнадцать 32-битных значений. Два VPU на ядро и поддержка FMA позволяют выполнять большое количество операций при правильной организации данных.

Эта конструкция даёт высокую скорость в задачах со следующими свойствами:

  • одинаковые вычисления повторяются над крупными массивами;

  • данные размещены последовательно;

  • циклы хорошо векторизуются;

  • работа распределяется между десятками ядер;

  • объём синхронизации остаётся умеренным;

  • вычисления не зависят от одного быстрого потока;

  • обращения к памяти заранее организованы с учётом локальности.

В коде с ветвлениями, случайным доступом к памяти, короткими зависимыми цепочками операций и ограниченным количеством потоков Xeon Phi 7250F уступает универсальным серверным CPU с более быстрыми ядрами.

Чем Xeon Phi 7250F отличается от Xeon Phi 7250

Xeon Phi 7250F и Xeon Phi 7250 используют одинаковое количество вычислительных ядер, одинаковые частоты, одинаковый объём MCDRAM и одинаковый кэш L2. Основное отличие связано со встроенным высокоскоростным интерфейсом Intel Omni-Path.

Параметр Intel Xeon Phi 7250 Intel Xeon Phi 7250F
Архитектура Knights Landing Knights Landing
Ядра 68 68
Аппаратные потоки 272 272
Базовая частота 1,40 ГГц 1,40 ГГц
Turbo Boost До 1,60 ГГц До 1,60 ГГц
Кэш L2 34 МБ 34 МБ
MCDRAM 16 ГБ 16 ГБ
DDR4 До 384 ГБ До 384 ГБ
Intel Omni-Path на корпусе Нет Есть
TDP 215 Вт 230 Вт
Spec Code SR2MD или SR2X1 SR2X0
Код заказа HJ8066702859200 HJ8066702268900
Основное применение Самостоятельный HPC-узел HPC-узел с интегрированной кластерной связью

Дополнительные 15 Вт TDP у 7250F связаны со встроенным fabric-компонентом. В платформе KNL-F два направления PCI Express x16 используются для Intel Omni-Path. На уровне серверной платы остаётся x4 Gen3 для периферии. Поэтому 7250F нельзя рассматривать как обычный 7250 с необязательным сетевым модулем: разводка платы и состав узла отличаются.

Суффикс F важен при восстановлении кластера. Для одиночного лабораторного узла без Intel Omni-Path обычный Xeon Phi 7250 выглядит проще. Для системы, построенной вокруг встроенной связи, требуется именно 7250F и соответствующий набор платформенных компонентов.

Что даёт встроенная память MCDRAM

Одно из главных ограничений многоядерного процессора связано не с количеством операций, а с подачей данных к вычислительным блокам. Шесть десятков ядер быстро исчерпывают пропускную способность обычной оперативной памяти. Intel добавила на корпус Knights Landing отдельную память MCDRAM объёмом 16 ГБ.

MCDRAM не заменяет DDR4 полностью. Её задача состоит в ускорении доступа к наиболее активно используемым данным. Внешняя DDR4 сохраняет большой объём, а MCDRAM предоставляет значительно более высокую пропускную способность для критичных участков вычислений.

Режим Cache

В режиме Cache встроенная память работает как кэш для DDR4. Приложение видит обычное адресное пространство, а контроллер автоматически использует MCDRAM для ускорения обращений.

Преимущества:

  • не требуется ручная переработка программы;

  • подходит для первичного запуска существующего кода;

  • упрощает переход на Knights Landing;

  • даёт ускорение для рабочих наборов данных с повторным использованием.

Ограничения:

  • разработчик не контролирует размещение данных напрямую;

  • конкуренция за кэш снижает предсказуемость;

  • не достигается максимальная эффективность для всех алгоритмов.

Режим Flat

В режиме Flat MCDRAM становится отдельным адресуемым регионом памяти. Программа или системные библиотеки размещают в ней массивы, которые сильнее всего зависят от пропускной способности.

Преимущества:

  • точный контроль размещения;

  • предсказуемое поведение;

  • высокая отдача от оптимизированного кода;

  • эффективное использование 16 ГБ быстрой памяти.

Ограничения:

  • требуется подготовка приложения;

  • разработчик учитывает объём MCDRAM;

  • рабочий набор данных распределяется осознанно;

  • ошибки размещения уменьшают результат.

Режим Hybrid

Гибридный режим делит MCDRAM между кэшем и отдельной адресуемой памятью. Такая схема сочетает автоматическое ускорение части обращений и ручное размещение наиболее важных массивов.

Практический смысл MCDRAM

В вычислительном узле на Xeon Phi 7250F память делится на два уровня:

Уровень Объём Основная роль
MCDRAM 16 ГБ Быстрая работа с критичными массивами
DDR4 ECC До 384 ГБ Основное хранение данных задачи

Лучший результат достигается после профилирования. В MCDRAM размещаются массивы, которые интенсивно читаются и записываются. В DDR4 остаются данные большого объёма с меньшей частотой обращения.

Для каких задач подходит Intel Xeon Phi 7250F

Xeon Phi 7250F создавался для HPC. Его сильные стороны проявляются в задачах, где большое количество потоков и широкие векторные блоки загружены длительное время.

Научные вычисления

Процессор подходит для расчётов, основанных на повторяющихся математических операциях:

  • моделирование физических процессов;

  • вычислительная гидродинамика;

  • климатические и погодные модели;

  • сейсмическое моделирование;

  • обработка сеток;

  • квантовая хромодинамика;

  • моделирование материалов;

  • молекулярная динамика;

  • численные методы;

  • линейная алгебра;

  • решение систем уравнений;

  • спектральные методы.

Параллельная обработка массивов

Xeon Phi 7250F эффективно работает в алгоритмах с регулярным доступом к памяти:

  • операции над матрицами;

  • обработка крупных массивов;

  • векторные преобразования;

  • расчёты на сетках;

  • фильтрация данных;

  • численное интегрирование;

  • повторяющиеся циклы с AVX-512.

Исследовательские кластеры

Встроенный Intel Omni-Path делает 7250F особенно интересным для кластеров. Узлы соединяются высокоскоростной сетью, а задачи распределяются через MPI. Внутри каждого узла OpenMP распределяет работу между ядрами.

Рабочая схема выглядит так:

  1. MPI распределяет задачу между серверами.

  2. Каждый сервер обрабатывает свой фрагмент данных.

  3. OpenMP использует ядра внутри узла.

  4. AVX-512 ускоряет вычисления внутри потоков.

  5. MCDRAM обслуживает наиболее интенсивные обращения.

  6. Intel Omni-Path передаёт данные между узлами.

Учебные и лабораторные стенды

Снятый с производства Xeon Phi 7250F остаётся интересным инструментом для изучения:

  • многопоточности;

  • NUMA;

  • MPI;

  • OpenMP;

  • AVX-512;

  • векторизации;

  • привязки потоков;

  • локальности памяти;

  • профилирования;

  • масштабирования HPC-кода;

  • влияния подсистемы памяти на результат.

Дешёвый бывший в эксплуатации процессор подходит для лаборатории только вместе с готовой совместимой платформой. Отдельный CPU без платы не создаёт рабочего стенда.

Для каких задач процессор не подходит

Xeon Phi 7250F не является универсальным серверным процессором. Его покупка не оправдана для стандартных служб, домашнего компьютера и обычной рабочей станции.

Виртуализация

В точной карточке Xeon Phi 7250F отсутствуют VT-x, VT-d и EPT. Поэтому модель не подходит для:

  • Proxmox VE;

  • VMware ESXi;

  • Hyper-V;

  • KVM с аппаратным ускорением виртуальных машин;

  • серверов консолидации;

  • лабораторий с большим количеством гостевых систем;

  • прямого назначения устройств виртуальным машинам.

Офисные и домашние задачи

Для браузера, офисных приложений, мультимедиа, архивирования, повседневной работы и домашнего сервера Xeon Phi 7250F нерационален. Высокое количество ядер не компенсирует низкую частоту, сложность платформы, TDP 230 Вт и отсутствие стандартной экосистемы.

Однопоточные приложения

Программы с последовательной логикой не раскрывают архитектуру Knights Landing. Процессор создан для широкой параллельной загрузки, а не для максимальной скорости одного ядра.

Типовые серверные роли

Для файлового сервера, контроллера домена, веб-сервера, базы данных общего назначения, контейнерной платформы и сервера виртуализации лучше подходит обычный Xeon Scalable или AMD EPYC. Эти процессоры предоставляют более универсальную платформу, стандартные серверные функции и широкий выбор материнских плат.

Xeon Phi 7250F для игр и игровых сборок

Intel Xeon Phi 7250F не подходит для игрового компьютера. Высокое количество ядер не превращает его в удачный игровой процессор.

Причины:

  • низкая базовая частота 1,40 ГГц;

  • максимальная частота Turbo Boost только 1,60 ГГц;

  • слабая производительность одного потока по сравнению с настольными CPU;

  • отсутствие потребительских материнских плат;

  • сложная серверная механика крепления;

  • TDP 230 Вт;

  • отсутствие обычного пути модернизации;

  • ограниченная совместимость с периферией у версии F;

  • отсутствие смысла в 272 потоках для игр;

  • отсутствие стабильной игровой экосистемы;

  • высокая стоимость построения рабочего узла.

Игровые движки распределяют часть работы между потоками, но не используют архитектуру Xeon Phi как научный расчётный код. Играм важны быстрые ядра, высокая частота, низкая задержка памяти и совместимая настольная платформа.

Таблица показывает разницу между Xeon Phi 7250F и бюджетным игровым подходом на бывших в эксплуатации Xeon E5:

Параметр Xeon Phi 7250F Xeon E5 для бюджетной игровой сборки
Назначение HPC Универсальный серверный CPU
Частота 1,40–1,60 ГГц Существенно выше у многих моделей
Материнские платы Редкие специализированные решения Распространённые платы LGA2011-3
Игровая совместимость Нерациональна Используется в бюджетных сборках
Охлаждение Серверное, расчёт на 230 Вт Доступны массовые решения
Покупка ради FPS Не имеет смысла Допустима при ограниченном бюджете

Достоверные игровые тесты Xeon Phi 7250F отсутствуют. Приводить таблицы FPS для популярных игр некорректно. Процессор не относится к игровым моделям и не представляет практического интереса для игровой сборки.

Серверные и кластерные конфигурации на Xeon Phi 7250F

Основной сценарий использования связан с готовым специализированным узлом. Сборка на случайной плате LGA3647 не работает. Требуется платформа, рассчитанная на Knights Landing и модификацию KNL-F.

Одиночный лабораторный узел

Компонент Рекомендация
Процессор Intel Xeon Phi 7250F SR2X0
Плата Intel S7200APF или готовый узел на совместимой платформе KNL-F
Оперативная память DDR4 ECC с учётом требований платы
Быстрая память Встроенные 16 ГБ MCDRAM
Накопитель SATA SSD для операционной системы и локальных данных
Охлаждение Серверное охлаждение с расчётом на TDP 230 Вт
Корпус Серверное шасси с направленным воздушным потоком
Операционная система Linux
Режим MCDRAM Flat для ручной оптимизации или Cache для первичного запуска
Назначение Обучение, профилирование, тестирование OpenMP и AVX-512

Для лабораторного стенда важнее купить целый серверный узел, а не отдельный процессор. Готовый узел содержит плату, питание, крепление радиатора, вентиляторы и совместимый BIOS.

Узел с Intel Omni-Path

Компонент Роль
Xeon Phi 7250F Выполняет расчёты и предоставляет встроенный fabric-компонент
Плата KNL-F Выводит сигналы процессора на серверную инфраструктуру
IFT carrier Предоставляет внешние разъёмы для fabric-связи
IFP-кабели Соединяют процессорный fabric-компонент и carrier
QSFP28-подключение Связывает сервер с коммутационной инфраструктурой
Коммутатор Omni-Path Объединяет вычислительные узлы
MPI Распределяет работу между узлами
Планировщик задач Управляет очередью расчётов

Компактный кластер

Узел Состав
Управляющий сервер Универсальный Xeon или AMD EPYC, Linux, планировщик, мониторинг
Вычислительные серверы Несколько узлов Xeon Phi 7250F
Высокоскоростная связь Intel Omni-Path
Хранилище Сетевое или распределённое
Системная память DDR4 ECC в каждом узле
Локальные накопители SATA SSD для системы, временных файлов и локального кэша
Программная среда MPI, OpenMP, компилятор, библиотеки численных расчётов
Контроль эксплуатации Температуры, питание, состояние вентиляторов, журналирование

Плотные платформы 2U

Для поколения Knights Landing выпускались плотные решения с четырьмя вычислительными узлами в корпусе 2U. К этому классу относились:

  • QCT QuantaPlex S41T-2U;

  • ASRock Rack 2U4N-F/X200;

  • HPE Apollo kl20;

  • Intel Compute Module HNS7200AP.

Такие системы создавались для центров обработки данных. В них заранее решены вопросы охлаждения, питания, монтажа и сетевой разводки. Для домашней эксплуатации они неудобны из-за шума, энергопотребления и требований к серверной инфраструктуре.

HPE Apollo kl20

HPE Apollo kl20 представляет особенно интересный вариант готовой платформы. В линейке поддерживались Xeon Phi 7230F и Xeon Phi 7250F. Корпус рассчитан на размещение нескольких вычислительных узлов и использование высокоскоростной сети. На вторичном рынке целый сервер Apollo kl20 ценнее отдельного CPU, поскольку редкие компоненты уже подобраны производителем.

Совместимость с материнскими платами и охлаждением

Совместимость является самым сложным вопросом при покупке Intel Xeon Phi 7250F.

Сокет SVLCLGA3647 не равен обычной платформе LGA3647

Xeon Phi 7250F использует SVLCLGA3647. Число контактов совпадает с отдельными серверными процессорами Xeon Scalable, но электрическая и платформенная совместимость не определяется только сокетом.

Для запуска нужны:

  • поддержка Knights Landing в BIOS;

  • питание, рассчитанное на Xeon Phi;

  • правильная разводка платы;

  • крепление процессорного модуля;

  • совместимое охлаждение;

  • подходящий чипсет;

  • поддержка MCDRAM;

  • поддержка KNL-F;

  • инфраструктура вывода Intel Omni-Path.

Установка Xeon Phi 7250F в обычную плату для Xeon Scalable не относится к рабочим сценариям.

Intel S7200AP и S7200APF

Intel выпускала специализированные платы:

Плата Назначение
Intel S7200AP Загрузочные Xeon Phi Knights Landing без встроенного fabric
Intel S7200APF Загрузочные Xeon Phi Knights Landing F со встроенным Intel Omni-Path

Для Xeon Phi 7250F требуется вариант, рассчитанный на KNL-F. В документации Intel указано, что вычислительный модуль поддерживает TDP до 230 Вт.

Особенности PCI Express у версии F

Обычный Knights Landing располагает до 36 линиями PCI Express Gen3. У KNL-F встроенная fabric-логика использует два направления x16. На уровне платформы остаётся x4 Gen3.

Это ограничивает привычную логику сборки:

  • установка нескольких PCI Express-ускорителей не относится к сильным сторонам 7250F;

  • расширение накопителей требует учитывать разводку платы;

  • дискретная сетевая карта не заменяет встроенную fabric-инфраструктуру;

  • серверное шасси проектируется под конкретный набор компонентов.

Охлаждение

TDP Xeon Phi 7250F составляет 230 Вт. Обычный компактный кулер для настольного CPU не подходит. Серверный узел требует направленного воздушного потока и радиатора, рассчитанного на длительную нагрузку.

При выборе охлаждения учитываются:

  • площадь радиатора;

  • давление воздушного потока;

  • скорость серверных вентиляторов;

  • направление движения воздуха;

  • температура в корпусе;

  • плотность размещения узлов;

  • нагрузка AVX-512;

  • состояние термоинтерфейса;

  • крепление Processor Heatsink Module;

  • мониторинг температуры.

AVX-512-нагрузки создают устойчивое тепловыделение. Система охлаждения проектируется для длительных расчётов, а не для коротких пиков.

Операционная система и программное окружение

Xeon Phi 7250F раскрывается в Linux. Эта платформа соответствует серверному и исследовательскому назначению Knights Landing.

Базовая программная среда

Компонент Роль
Linux Основная операционная система узла
OpenMP Параллельная работа потоков внутри сервера
MPI Распределение расчётов между серверами
NUMA-инструменты Контроль локальности памяти
Компилятор C, C++ и Fortran Сборка расчётного кода
AVX-512 Векторизация вычислительных циклов
FFTW и математические библиотеки Ускорение типовых численных операций
Профилировщик Поиск узких мест
Планировщик задач Управление кластерной очередью
Мониторинг Контроль нагрузки, памяти, температуры и энергопотребления

Почему обычная программа не ускоряется автоматически

Количество ядер само по себе не гарантирует высокую скорость. Приложение использует преимущества Xeon Phi только после подготовки:

  • циклы распределяются между потоками;

  • данные выравниваются;

  • алгоритм использует AVX-512;

  • массивы размещаются в подходящем уровне памяти;

  • уменьшается число случайных обращений;

  • сокращается синхронизация;

  • учитывается NUMA;

  • задаётся привязка потоков;

  • выбирается число потоков;

  • измеряется фактическая производительность.

Привязка потоков

Xeon Phi 7250F предоставляет 272 аппаратных потока, но максимальный результат не обязан достигаться при запуске всех 272 потоков. Оптимальное число определяется конкретным алгоритмом.

В опубликованном SPEC ACCEL-тесте использовались 136 потоков: по два потока на ядро. Это показывает практический принцип настройки Knights Landing. Полная загрузка логических потоков не является обязательной целью. Важнее обеспечить загрузку вычислительных блоков без лишней конкуренции за память.

NUMA и MCDRAM

В режиме Flat MCDRAM появляется как отдельный регион памяти. Управление размещением данных становится частью оптимизации. Для NUMA-настройки применяются системные инструменты и библиотеки управления памятью.

Рабочий порядок:

  1. Запустить базовый тест.

  2. Измерить пропускную способность и время выполнения.

  3. Определить массивы с высокой интенсивностью обращений.

  4. Разместить критичные данные в MCDRAM.

  5. Настроить привязку потоков.

  6. Сравнить режимы памяти.

  7. Проверить масштабирование.

  8. Зафиксировать стабильную конфигурацию.

Производительность Intel Xeon Phi 7250F в тестах

Оценивать Xeon Phi 7250F по одному бытовому бенчмарку бессмысленно. Процессор рассчитан на HPC, поэтому важны специализированные результаты, масштабирование и характер программного кода.

Теоретическая производительность

Параметр Значение
Ядра 68
Аппаратные потоки 272
Базовая частота 1,40 ГГц
Turbo Boost До 1,60 ГГц
Векторные блоки 2 VPU на ядро
Разрядность VPU 512 бит
FP64 на базовой частоте Около 3,05 TFLOPS
FP32 на базовой частоте Около 6,09 TFLOPS
CTP 3 053 867 MTOPs
MCDRAM 16 ГБ
DDR4 До 384 ГБ
Максимальная полоса DDR4 115,2 ГБ/с
TDP 230 Вт

Теоретический максимум показывает верхнюю границу вычислительных блоков. Прикладная программа достигает меньшего результата из-за загрузки памяти, ветвлений, синхронизации, ограниченной векторизации и накладных расходов.

SPEC ACCEL OMP для точной модели 7250F

Для Xeon Phi CPU 7250F опубликован отдельный результат SPEC ACCEL OMP. Тест выполнялся на узле Endeavour с активными SMT и Turbo Boost, а MCDRAM работала в режиме Flat.

Параметр теста Значение
Процессор Intel Xeon Phi CPU 7250F
Частота 1,40 ГГц
Максимальная частота 1,60 ГГц
Ядра 68
Потоки на ядро 4
Запущенные потоки OpenMP 136
Режим MCDRAM Flat
SMT Включён
Turbo Boost Включён
SPECaccel_omp_base 6,14
SPECaccel_omp_peak 7,55
Дата теста Июнь 2017 года
Публикация результата Июль 2017 года

Параметры запуска важны не меньше итоговой оценки. Для теста использовались два потока на ядро, привязка OpenMP-потоков и размещение памяти через NUMA. Результат показывает, что Xeon Phi требует настройки, а не простого запуска приложения с максимальным количеством потоков.

Сравнение SPEC ACCEL OMP с двухпроцессорным Xeon E5-2697 v4

Для узла с двумя Xeon E5-2697 v4 опубликован отдельный SPEC ACCEL OMP-результат. Сравнение не является универсальным рейтингом всех приложений, но показывает поведение двух платформ в одном классе тестов.

Платформа SPECaccel_omp_base SPECaccel_omp_peak
Intel Xeon Phi 7250F 6,14 7,55
2 × Intel Xeon E5-2697 v4 3,29 3,56
Преимущество 7250F в опубликованных конфигурациях 1,87 раза 2,12 раза

Xeon Phi 7250F выигрывает в этом наборе OpenMP-нагрузок благодаря высокой плотности параллельных вычислений, MCDRAM и AVX-512. Этот результат не переносится автоматически на базы данных, веб-сервисы, архиваторы и игры.

Кластер Endeavor II в TOP500

Практическое применение Xeon Phi 7250F подтверждается системой Endeavor II. Кластер Intel использовал процессоры 7250F и Intel Omni-Path.

Параметр Значение
Название системы Endeavor II
Производитель Intel
Процессор Intel Xeon Phi 7250F, 68 ядер, 1,40 ГГц
Интерконнект Intel Omni-Path
Общее количество ядер 30 056
Расчётное количество узлов 442
Rpeak 1,35 PFLOPS
Rmax 0,73 PFLOPS
Доля Rmax от Rpeak Около 54,1%
Энергопотребление 194,48 кВт
Производительность Rmax на ватт Около 3,75 GFLOPS/Вт
Операционная система Linux
Рейтинг TOP500 в июне 2017 года 251 место

Кластерный результат показывает назначение версии F. Встроенный Intel Omni-Path нужен не для одиночного настольного компьютера, а для соединения вычислительных узлов в масштабируемую систему.

CTP для семейства Xeon Phi x200

Модель Ядра Частота Intel Omni-Path TDP CTP, MTOPs
Xeon Phi 7210 64 1,30 ГГц Нет 215 Вт 2 669 333
Xeon Phi 7210F 64 1,30 ГГц Есть 230 Вт 2 669 333
Xeon Phi 7230 64 1,30 ГГц Нет 215 Вт 2 669 333
Xeon Phi 7230F 64 1,30 ГГц Есть 230 Вт 2 669 333
Xeon Phi 7250 68 1,40 ГГц Нет 215 Вт 3 053 867
Xeon Phi 7250F 68 1,40 ГГц Есть 230 Вт 3 053 867
Xeon Phi 7290 72 1,50 ГГц Нет 245 Вт 3 464 000
Xeon Phi 7290F 72 1,50 ГГц Есть 260 Вт 3 464 000

Таблица показывает, что встроенный fabric-компонент не меняет вычислительный CTP. Суффикс F влияет на сетевую инфраструктуру и TDP.

Смежные результаты Xeon Phi 7250 без суффикса F

Вычислительная часть Xeon Phi 7250 близка к 7250F, но это отдельная модель без встроенного Intel Omni-Path. Результаты ниже не являются прямыми тестами 7250F. Они показывают характер нагрузок, для которых создавалось семейство Knights Landing.

Нагрузка Сравнение Результат Xeon Phi 7250
Iso3DFD С двухпроцессорным Xeon E5-2697 v4 До 1,71 раза быстрее
ROME/sml С Xeon E5-2697 v4 До 2,36 раза выше производительность
MILC С NVIDIA Titan X До 1,58 раза выше производительность

Эти данные относятся к подготовленному HPC-коду. Они не означают универсального превосходства над любым Xeon или GPU.

Разгон Intel Xeon Phi 7250F

Классический разгон Xeon Phi 7250F не относится к практическим сценариям. Модель не предназначена для повышения множителя и домашних экспериментов с частотой.

Рабочая оптимизация строится вокруг других параметров:

  • стабильной работы Turbo Boost;

  • охлаждения;

  • режима MCDRAM;

  • режима кластеризации памяти;

  • количества потоков;

  • привязки потоков;

  • NUMA-размещения;

  • AVX-512;

  • выравнивания данных;

  • предварительной выборки;

  • компилятора;

  • математических библиотек;

  • MPI;

  • OpenMP;

  • размера рабочих блоков.

Что даёт реальный прирост

Настройка Результат
Переход с DDR4 на размещение критичных данных в MCDRAM Уменьшает давление на внешнюю память
Выбор Flat вместо автоматического Cache для подготовленного кода Даёт ручной контроль над быстрым регионом памяти
Настройка числа потоков Снижает лишнюю конкуренцию за ресурсы
Привязка потоков Улучшает предсказуемость
Настройка NUMA Уменьшает удалённые обращения
Компиляция под MIC-AVX512 Использует векторные блоки
Выравнивание массивов Снижает накладные расходы доступа
Профилирование Находит реальные ограничения приложения
Оптимизация MPI Улучшает масштабирование между узлами
Поддержание температурного режима Сохраняет стабильную частоту под длительной нагрузкой

Что не стоит делать

  • повышать напряжение ради эксперимента;

  • использовать случайный настольный кулер;

  • запускать узел без мониторинга;

  • считать максимальное количество потоков обязательным;

  • смешивать результаты 7250F с результатами обычных Xeon;

  • покупать процессор без совместимой платформы;

  • ожидать прирост в неподготовленной программе.

Сравнение Xeon Phi 7250F с соседними Xeon Phi

Модель Ядра Потоки Базовая частота Turbo Boost Кэш L2 MCDRAM Intel Omni-Path TDP
Xeon Phi 7210 64 256 1,30 ГГц 1,50 ГГц 32 МБ 16 ГБ Нет 215 Вт
Xeon Phi 7210F 64 256 1,30 ГГц 1,50 ГГц 32 МБ 16 ГБ Есть 230 Вт
Xeon Phi 7230 64 256 1,30 ГГц 1,50 ГГц 32 МБ 16 ГБ Нет 215 Вт
Xeon Phi 7230F 64 256 1,30 ГГц 1,50 ГГц 32 МБ 16 ГБ Есть 230 Вт
Xeon Phi 7250 68 272 1,40 ГГц 1,60 ГГц 34 МБ 16 ГБ Нет 215 Вт
Xeon Phi 7250F 68 272 1,40 ГГц 1,60 ГГц 34 МБ 16 ГБ Есть 230 Вт
Xeon Phi 7290 72 288 1,50 ГГц 1,70 ГГц 36 МБ 16 ГБ Нет 245 Вт
Xeon Phi 7290F 72 288 1,50 ГГц 1,70 ГГц 36 МБ 16 ГБ Есть 260 Вт

Xeon Phi 7250F занимает промежуточное положение. Он быстрее младших 64-ядерных моделей и потребляет меньше флагманского 7290F. Встроенный Intel Omni-Path делает его подходящим для кластеров, где узлы изначально рассчитаны на эту сеть.

Сравнение с серверными Intel Xeon

Обычные серверные Xeon нельзя считать прямой заменой Xeon Phi 7250F. Они рассчитаны на более широкий набор задач, обладают более быстрыми ядрами и поддерживают стандартные серверные функции.

Параметр Xeon Phi 7250F Xeon Gold 6148 Xeon E5-2697 v4
Архитектура Knights Landing Skylake-SP Broadwell-EP
Ядра 68 20 18
Потоки 272 40 36
Базовая частота 1,40 ГГц 2,40 ГГц 2,30 ГГц
Максимальная частота 1,60 ГГц 3,70 ГГц 3,60 ГГц
Кэш последнего уровня Нет L3, 34 МБ L2 27,5 МБ L3 45 МБ L3
MCDRAM 16 ГБ Нет Нет
DDR4 До 384 ГБ Серверная DDR4 Серверная DDR4
AVX-512 Есть Есть Нет
Виртуализация Нет Есть Есть
Тип платформы Специализированная KNL-F Универсальная серверная Универсальная серверная
Сильная сторона Массовый параллелизм и пропускная способность Универсальный сервер и AVX-512 Доступная бывшая в эксплуатации серверная платформа
Игровая сборка Не подходит Нерациональна Используется в бюджетных проектах

Когда выбрать Xeon Phi 7250F

  • восстановление существующего Knights Landing-кластера;

  • лаборатория HPC;

  • обучение AVX-512;

  • оптимизированные OpenMP- и MPI-задачи;

  • работа с MCDRAM;

  • исследование NUMA;

  • поддержка ранее разработанного кода.

Когда выбрать обычный Xeon

  • сервер виртуализации;

  • база данных;

  • корпоративное приложение;

  • контейнерная платформа;

  • файловый сервер;

  • веб-сервер;

  • универсальная рабочая станция;

  • новый сервер с длительным жизненным циклом.

Сравнение с AMD EPYC и ускорителями NVIDIA и AMD

Прямого современного аналога Xeon Phi 7250F нет. Рынок разделился на универсальные серверные CPU и специализированные ускорители. Для нового проекта выбор строится вокруг характера нагрузки и программной среды.

AMD EPYC 7551P как универсальная серверная альтернатива своего периода

AMD EPYC 7551P относится к первому поколению EPYC и рассчитан на односокетные серверы. Он не заменяет MCDRAM и Intel Omni-Path, но предоставляет стандартную серверную платформу.

Параметр Xeon Phi 7250F AMD EPYC 7551P
Ядра 68 32
Потоки 272 64
Базовая частота 1,40 ГГц 2,00 ГГц
Максимальная частота 1,60 ГГц До 3,00 ГГц
TDP 230 Вт 180 Вт
Память 6 каналов DDR4 и 16 ГБ MCDRAM 8 каналов DDR4
PCI Express Специальная разводка KNL-F 128 линий PCIe 3.0
Виртуализация Нет Поддерживается
Назначение HPC-код под Knights Landing Универсальный односокетный сервер

Для стандартного сервера EPYC рациональнее. Для исследования MCDRAM, AVX-512 и старого кода Knights Landing нужен Xeon Phi.

NVIDIA Tesla P100 как GPU-ускоритель того же периода

Tesla P100 относится к GPU-ускорителям Pascal. PCI Express-версия предоставляет до 4,7 TFLOPS FP64, до 9,3 TFLOPS FP32 и память HBM2.

Параметр Xeon Phi 7250F NVIDIA Tesla P100 PCIe
Тип устройства Самостоятельный x86-процессор GPU-ускоритель
FP64 Около 3,05 TFLOPS на базовой частоте До 4,7 TFLOPS
FP32 Около 6,09 TFLOPS на базовой частоте До 9,3 TFLOPS
Быстрая память 16 ГБ MCDRAM 12 или 16 ГБ HBM2
Программная модель Linux, OpenMP, MPI, AVX-512 CUDA и GPU-библиотеки
Основной CPU Не обязателен Требуется
Сильная сторона Самостоятельный узел и x86-код Высокая производительность GPU-кода

Tesla P100 выигрывает в задачах, подготовленных для CUDA. Xeon Phi 7250F интереснее для старого x86-ориентированного HPC-кода и исследований архитектуры Knights Landing.

AMD Radeon Instinct MI25

AMD Radeon Instinct MI25 представляет GPU-ускоритель на архитектуре Vega с 16 ГБ HBM2. Он рассчитан на вычислительные и машинные нагрузки, но программная модель отличается от Xeon Phi.

Параметр Xeon Phi 7250F AMD Radeon Instinct MI25
Тип устройства Самостоятельный CPU GPU-ускоритель
FP64 Около 3,05 TFLOPS До 0,768 TFLOPS
FP32 Около 6,09 TFLOPS До 12,3 TFLOPS
FP16 Не основной сценарий До 24,6 TFLOPS
Память 16 ГБ MCDRAM 16 ГБ HBM2
TDP 230 Вт До 300 Вт
Основное применение HPC двойной точности, OpenMP, MPI GPU-вычисления и машинные нагрузки

MI25 сильнее ориентирован на FP32 и FP16. Xeon Phi 7250F интереснее в задачах двойной точности и в коде, изначально рассчитанном на x86 и AVX-512.

Итоговая таблица выбора

Сценарий Xeon Phi 7250F Серверный Xeon AMD EPYC NVIDIA Tesla AMD Instinct
Универсальный сервер Не подходит Подходит Подходит Не заменяет CPU Не заменяет CPU
Виртуализация Не подходит Подходит Подходит Не относится к задаче Не относится к задаче
HPC-кластер со старым кодом Knights Landing Подходит Ограниченно Требует переноса и проверки Требует CUDA-переноса Требует GPU-переноса
Исследование AVX-512 Подходит Подходит у отдельных поколений Не основной сценарий Не относится к задаче Не относится к задаче
Работа с MCDRAM Подходит Нет Нет Используется HBM2 Используется HBM2
Машинное обучение Устаревший вариант Ограниченно Используется как CPU Подходит лучше Подходит
Игры Не подходит Нерационально Нерационально Не игровая карта Не игровая карта
Новая серверная закупка Не подходит Подходит Подходит Дополняет сервер Дополняет сервер
Лабораторный стенд HPC Подходит Подходит Подходит Подходит для CUDA Подходит для GPU-экспериментов

Вердикты профильных изданий и документации

Intel Xeon Phi 7250F оценивается не как обычный серверный CPU, а как специализированный компонент HPC-инфраструктуры.

Intel

Документация Intel показывает чёткое назначение модели:

  • серверный сегмент;

  • 68 ядер;

  • 16 ГБ MCDRAM;

  • AVX-512;

  • шестиканальная DDR4;

  • встроенный Intel Omni-Path;

  • односокетная платформа;

  • завершённый жизненный цикл.

Intel отдельно зафиксировала прекращение выпуска Xeon Phi 7210, 7210F, 7230, 7230F, 7250, 7250F, 7290 и 7290F. Для новой инфраструктуры эти модели больше не относятся к актуальному оборудованию.

SPEC

SPEC ACCEL подтверждает, что Xeon Phi 7250F показывает сильный результат в OpenMP-нагрузках. При этом отчёт раскрывает важную деталь: итог получен после настройки потоков, Flat MCDRAM, NUMA-размещения и компиляции с параметрами для MIC-AVX512. Производительность требует подготовленного программного окружения.

TOP500

Система Endeavor II показывает реальное кластерное применение 7250F. В ней использовались 442 вычислительных узла, Intel Omni-Path и Linux. Это лучший пример правильного сценария эксплуатации процессора.

ServeTheHome

Профильное издание ServeTheHome рассматривало Knights Landing как заметный переход от PCI Express-сопроцессоров к самостоятельным загрузочным узлам. Издание выделяло три изменения:

  • встроенную высокоскоростную связь;

  • 16 ГБ памяти с высокой пропускной способностью;

  • возможность загрузки без отдельного хост-процессора.

Также отмечались плотные системы с четырьмя Xeon Phi в корпусе 2U, включая QCT QuantaPlex и ASRock Rack 2U4N-F/X200.

Итог оценки

Xeon Phi 7250F был сильным специализированным решением своего периода. Его ценность строилась на массовом параллелизме, MCDRAM, AVX-512 и интегрированной кластерной связи. Сегодня он интересен для восстановления существующих систем, лабораторий и обучения. Для нового универсального сервера подходят современные Xeon Scalable и AMD EPYC. Для новых ускоряемых вычислений применяются современные GPU-платформы.

Плюсы и минусы Intel Xeon Phi 7250F

Плюсы

  • 68 физических ядер;

  • 272 аппаратных потока;

  • четыре потока на ядро;

  • 16 ГБ встроенной MCDRAM;

  • поддержка Flat, Cache и Hybrid;

  • шестиканальный контроллер DDR4;

  • поддержка до 384 ГБ DDR4-2400;

  • поддержка ECC;

  • 34 МБ L2;

  • AVX-512;

  • два 512-битных VPU на ядро;

  • самостоятельная загрузка Linux;

  • отсутствие обязательного хост-процессора;

  • встроенный Intel Omni-Path;

  • высокая плотность параллельных вычислений;

  • интересная платформа для OpenMP;

  • интересная платформа для MPI;

  • полезный стенд для изучения NUMA;

  • полезный стенд для работы с быстрой памятью;

  • невысокая цена отдельных бывших в эксплуатации экземпляров;

  • подтверждённое использование в реальных HPC-кластерах.

Минусы

  • процессор снят с производства;

  • официальное обслуживание завершено;

  • редкие совместимые платы;

  • обычная плата LGA3647 не подходит автоматически;

  • сложный подбор платформы;

  • сложная механика охлаждения;

  • TDP 230 Вт;

  • шумное серверное охлаждение;

  • отсутствие VT-x;

  • отсутствие VT-d;

  • отсутствие EPT;

  • непригодность для виртуализации;

  • слабая однопоточная производительность;

  • низкая частота;

  • отсутствие практического смысла в игровой сборке;

  • ограниченная периферия у версии F;

  • старый Intel Omni-Path требует отдельной инфраструктуры;

  • отдельный дешёвый CPU не создаёт готовый сервер;

  • высокий порог настройки программ;

  • зависимость от AVX-512;

  • зависимость от OpenMP и MPI;

  • необходимость настройки MCDRAM;

  • необходимость NUMA-профилирования;

  • нерациональность для типовых серверных ролей;

  • отсутствие нормального пути модернизации;

  • ограниченная ценность для нового проекта.

Стоит ли покупать Intel Xeon Phi 7250F сегодня

Intel Xeon Phi 7250F стоит покупать только для узкого круга задач.

Покупка оправдана

  • для восстановления существующего кластера Knights Landing;

  • для замены вышедшего из строя SR2X0;

  • для лаборатории HPC;

  • для обучения OpenMP;

  • для обучения MPI;

  • для изучения AVX-512;

  • для работы с MCDRAM;

  • для исследования NUMA;

  • для тестирования старого программного кода;

  • для коллекции необычных серверных процессоров;

  • вместе с готовым совместимым узлом;

  • вместе с Intel S7200APF или другой подтверждённой платформой KNL-F.

Покупка не оправдана

  • для игрового компьютера;

  • для домашнего ПК;

  • для офисной машины;

  • для NAS;

  • для файлового сервера;

  • для веб-сервера;

  • для универсальной рабочей станции;

  • для сервера виртуализации;

  • для Proxmox;

  • для VMware;

  • для Hyper-V;

  • для современного сервера баз данных;

  • для нового коммерческого кластера без старого программного наследия;

  • без готовой совместимой платы;

  • ради большого количества ядер в диспетчере задач;

  • ради попытки собрать дешёвый суперкомпьютер из случайных деталей.

Финальный вывод

Intel Xeon Phi 7250F — не универсальный серверный процессор и не выгодная основа для домашнего компьютера. Это специализированный 68-ядерный HPC-процессор Knights Landing с 272 потоками, 16 ГБ MCDRAM, AVX-512 и встроенным Intel Omni-Path.

Его сильные стороны раскрываются в научных расчётах, параллельных алгоритмах и кластерных системах. В правильно подготовленной OpenMP-нагрузке Xeon Phi 7250F показывает результат SPECaccel_omp_base 6,14 и SPECaccel_omp_peak 7,55. В кластере Endeavor II процессоры 7250F использовались в 442 узлах и обеспечивали Rmax 0,73 PFLOPS.

Сегодня практическая ценность модели сохраняется в лабораториях, учебных стендах и восстановлении старой HPC-инфраструктуры. Для нового универсального сервера рациональнее выбрать Xeon Scalable или AMD EPYC. Для современных ускоряемых вычислений лучше подходят актуальные GPU-платформы. Отдельный Xeon Phi 7250F имеет смысл покупать только после приобретения совместимого серверного узла или подтверждённой платы KNL-F.