La tendance continue à traiter les charges de travail plus près du point d'origine des données crée des exigences pour le calcul à la périphérie. Fournir des performances et de la sécurité tout en respectant les contraintes de puissance et d'espace est essentiel pour tirer pleinement parti des modèles d'utilisation de la périphérie du réseau, ce qui offre certains avantages comme une faible latence et des coûts réduits pour la bande passante de liaison. Les architectures de systèmes avancées optimisées pour l'edge computing et d'autres environnements distribués permettent d'étendre les ressources du centre de données pour permettre des implémentations et des cas d'utilisation tels que
- La mise en réseau, notamment les passerelles et les routeurs, les appliances de sécurité et le stockage
- Les topologies 5G, notamment les architectures C-RAN et D-RAN
- La sécurité, notamment Secure Access Service Edge (SASE)
- L'IoT, notamment les opérations intelligentes
L'ère du déploiement d'appareils à fonction fixe pour remplir ces rôles est révolue. Les systèmes à usage général et aux normes ouvertes basés sur l'architecture Intel® offrent une base flexible et rentable pour la périphérie de nouvelle génération, notamment l'intelligence artificielle (IA) dans les appareils et dispositifs de périphérie.
Présentation des processeurs Intel® Xeon® D-2700 et D-1700
Les processeurs Intel® Xeon® D-2700 et D-1700 sont conçus pour fournir un calcul dense à la périphérie qui équilibre un débit de calcul élevé avec une faible puissance de conception thermique (TDP). Avec des performances élevées par cœur, des fonctionnalités de sécurité avancées et une accélération matérielle intégrée pour le chiffrement, l'IA et la compression répondent aux exigences des charges de travail exigeantes au sein d'une plate-forme à densité optimisée. La conception hautement intégrée est conditionnée sous la forme d'un système sur puce (SoC) basé sur un boîtier BGA (ball grid array) pour faciliter
la conception et l'efficacité énergétique.
La conception hautement intégrée est bien adaptée au développement de solutions compactes pour les déploiements ciblant les environnements intérieurs, extérieurs et robustes, complétées par une plage de températures de fonctionnement nouvellement étendue. Le SoC est également entièrement compatible avec les logiciels et les API des générations précédentes de processeurs Intel® Xeon®, ainsi qu'avec d'autres architectures et solutions Intel®. La facilité de conception, de développement et d'intégration dans les solutions Intel® existantes qui en résultent permettent un faible coût total de possession et un délai de mise sur le marché rapide pour les offres de produits mises à jour.
Performances de calcul
Les solutions bénéficient d'une gamme de technologies matérielles intégrées aux processeurs Intel® Xeon® D-2700 et D-1700 pour accélérer les charges de travail, notamment :
- Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) accélère les charges de travail d'apprentissage automatique en éliminant la précision inutile des calculs afin qu'ils puissent être effectués plus rapidement.
- Les nouvelles instructions Intel® AES (Intel® AES-NI) accélèrent les parties gourmandes en ressources de l'algorithme de chiffrement AES au niveau du matériel.
- Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) améliore les performances pour les besoins exigeants tels que les charges de travail IA et 5G avec des opérations vectorielles ultra-larges de 512 bits qui fonctionnent sur plus de données par cycle d'horloge que les technologies précédentes.
- La technologie Intel® QuickAssist (Intel® QAT) avec prise en charge IPSec en ligne accélère le chiffrement et la compression ; la plate-forme est capable de piloter jusqu'à 100 Gbit/s de chiffrement et 70 Gbit/s de compression. La capacité de chiffrement inclut également IPSec en ligne, qui permet aux clients de libérer de précieux cœurs de calcul pour d'autres applications.
Innovations de sécurité basées sur le matériel
En plus de l'accélération cryptographique d'Intel® AES-NI et d'Intel® QAT, les processeurs Intel® Xeon® D-2700 et D-1700 offrent aux fabricants de solutions des fonctions de sécurité de pointe intégrées au matériel et qui comprennent les éléments suivants :
- Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) protège les données pendant leur utilisation en créant des zones de mémoire privées et isolées appelées enclaves d'exécution sécurisées où les données non chiffrées peuvent être exploitées, hors de portée des logiciels et des utilisateurs, quel que soit leurs niveaux de privilèges.
- Le cryptage de la mémoire prend en charge les logiciels existants sans modification tout en protégeant la mémoire de manière cryptographique contre les attaques matérielles à l'aide de la norme de cryptage NIST AES XTS avec des clés générées par le matériel à partir d'un générateur de nombres aléatoires renforcé implémenté dans du silicium.
Connectivité Ethernet intégrée avancée
L'Ethernet intégré fournit jusqu'à 100 Gbit/s de débit, avec des options de connectivité qui offrent des liaisons de 1 GbE à 100 GbE. Pour le réseau de stockage, la plate-forme SoC fournit un accès direct à la mémoire à distance (RDMA) pour les transferts de mémoire entre les systèmes qui contournent le système d'exploitation, augmentant le débit et réduisant la surcharge et la latence du processeur. Les capacités RDMA comprennent la prise en charge du protocole iWARP (Internet Wide Area RDMA Protocol) et de RoCEv2 (RDMA over Converged Enhanced Ethernet). Cette flexibilité des protocoles de transport prend en charge les topologies de choix pour les architectes de stockage.
La carte réseau intégrée prend en charge la personnalisation dynamique des périphériques (DDP) pour fournir plusieurs profils qui spécifient chacun des optimisations et des paramètres de traitement des paquets pour des types de trafic spécifiques, pour un débit accru et une hiérarchisation du trafic. Application Device Queues (ADQ) permet à des applications spécifiques de réserver un nombre illimité de files d'attente matérielles Ethernet dédiées, ce qui garantit des performances prévisibles.
La fonctionnalité Ethernet intégrée comprend également un composant Enhanced Packet Processor appelé Network Acceleration Complex (NAC). Le NAC est la prochaine étape dans l'évolution du traitement des paquets et de l'accélération de la commutation ; il intègre les éléments suivants :
- Interface réseau avec planificateur amélioré qui fournit jusqu'à 100 Gbit/s de débit hôte
- Le processeur et le commutateur de paquets flexibles accélèrent le traitement des paquets en ligne
- Connexions flexibles, avec jusqu'à huit ports à 25, 10, ou 1 Gbit/s
Flexibilité de mise en œuvre : une architecture, deux options de package
Pour élargir la gamme de modèles d'utilisation, le SoC Intel® Xeon® est disponible en deux packages distincts : le processeur Intel® Xeon® D-2700 avec un nombre élevé de cœurs et optimisé pour les performances, et le processeur Intel® Xeon® D-1700, optimisé en matière de coût et de consommation d'énergie. Les deux options offrent de la flexibilité dans le déploiement du calcul haute densité et de la mise en réseau pour divers modèles d'utilisation.
Package avancé (nombre élevé de cœurs) : processeurs Intel® Xeon® D-2700
Avec 4 à 20 cœurs, le package SoC avancé basé sur le processeur Intel® Xeon® D-2700 est adapté aux charges de travail exigeantes, telles que la gestion d'un débit de plan de données élevé. Il fonctionne à un TDP plus élevé que le processeur Intel® Xeon® D-1700 et offre des performances et une capacité de mémoire supérieures, davantage de voies PCI Express, une cryptographie à bande passante plus élevée et une compression via l'accélérateur Intel® QAT. De plus, les processeurs Intel® Xeon® D-2700 prennent en charge NAC avec IPSec en ligne.
Package standard (faible nombre de cœurs) : processeurs Intel® Xeon® D-1700
Doté de 2 à 10 cœurs selon le SKU spécifique, le package SoC standard basé sur le processeur Intel® Xeon® D-1700 est souvent déployé pour les fonctions de plan de contrôle, ainsi que pour les utilisations à faible débit telles que l'équipement sur site du client.
Chemin de mise à niveau à partir des processeurs Intel® Xeon® D précédents
Les processeurs Intel® Xeon® D-2700 succèdent aux processeurs Intel® Xeon® D-2100, tandis que les processeurs Intel® Xeon® D-1700 remplacent les processeurs Intel® Xeon® D-1500 et D-1600. Dans tous les cas, les mises à niveau apportent des améliorations significatives, équilibrées et rentables en matière de calcul, de mémoire et d'E/S.
Avantages pour les charges de travail de périphérie
Pour l'edge computing, les processeurs Intel® Xeon® D-2700 et D-1700 sont plus économiques, évolutifs et sécurisés que leurs prédécesseurs.
Améliorations des performances de génération en génération1
Signalisation et débit du plan utilisateur plus élevés activé par une microarchitecture avancée
Avantage du kit de développement de plan de données (DPDK) à partir des nouvelles instructions Intel® AVX-512 et des accélérateurs intégrés
Mise en réseau intégrée à haut débit avec connectivité sécurisée avancée
- Jusqu'à huit ports Ethernet avec des capacités de traitement de paquets allant jusqu'à 100 Gbit/s avec IPSec en ligne
- Assistance assurée pour les exigences de débit de ligne tout en ajoutant plus de valeur via des services et des fonctionnalités supplémentaires
Moindre coût total de possession
- Augmentation de la bande passante d'E/S fournie par PCIe 4.0 (16 GT/s) avec jusqu'à 32 voies
- Augmentation de la charge de travail des abonnés par nœud, pour un déploiement rentable de services avancés
Accélérateurs cryptographiques et IA intégrés
- L'Intel® QAT amélioré offre une meilleure accélération par rapport à la génération précédente
- Les nouvelles instructions pour l'IA accélèrent les charges de travail d'IA / d'apprentissage en profondeur
Évolutivité jusqu'à 20 cœurs
- Architecture standard unique pour le portefeuille de produits NFV, notamment les processeurs évolutifs Intel® Xeon®
- Réduction de l'investissement total dans la plate-forme avec consolidation de la charge de travail des applications, du contrôle et du plan de données, avec rétrocompatibilité logicielle
Fonctionnalités avancées pour les déploiements Edge
La gamme et l'importance croissantes des utilisations imposent des exigences croissantes aux ressources de calcul provisionnées à la périphérie pour les performances, la gérabilité et la protection des données. Les processeurs Intel® Xeon® D fournissent de nouvelles technologies basées sur le matériel qui accélèrent les charges de travail, rationalisent la maintenance et améliorent la sécurité.
| Nouvelle technologie | Avantages | |
|---|---|---|
| Accélération de base | Instructions de manipulation d'octets vectoriels (VBMI) | Accélération de compression/décompression dans le cœur pour les charges de travail de base de données en mémoire |
| Instructions VPMADD52 | Génération de chiffrement à clé publique - Accélération du serveur web frontal SSL | |
| Nouvelles extensions SHA | Accélération du hachage, SSL, TLS, IPsec, dedup, blockchain | |
| Vecteur AES | Accélération des charges de travail de la base de données | |
| Réglage et gestion des performances | Intel® Resource Director Technology (Intel® RDT) | Surveillance et contrôle de l'utilisation de la mémoire et du cache de dernier niveau |
| Tous les cœurs Turbo flexibles2 et fréquence de base prioritaire2 | Des fréquences plus élevées pour un sous-ensemble de cœurs tandis que tous les cœurs sont actifs pour gérer les performances au niveau de l'application | |
| Intel® Speed Select2 | Fréquence de base plus élevée avec un nombre de cœurs inférieur pour un SKU dynamique | |
| Mise à la terre interne du bloc | SKU de sous-segment optimisé en termes de puissance | |
| Améliorations de la virtualisation | Amélioration des performances des charges de travail NFV | |
| Rafraîchissement DRAM asynchrone (ADR) | L'ADR avec batterie de secours améliorée réduit considérablement les exigences de taille de batterie | |
| Sécurité | Mode environnement sécurisé Intel® SGX (Intel® SGX-TEM) | Protection des données mémoire à grain fin grâce à l'isolation des applications en mémoire |
| Intel® Total Memory Encryption – Multilocataire (Intel® TME-MT) | Isolation des conteneurs VM pour les plateformes multilocataires | |
| Intel® Platform Firmware Resilience (Intel® PFR) | Protégez, détectez et corrigez les menaces de sécurité en transit, au démarrage et à l'exécution | |
| Nouveaux algorithmes dans Intel® QAT de 3e génération | SHA3, SM3, SM4, ChachaPoly ajoutés pour accélérer les charges de travail IPsec, TLS et DTLS | |
| Intelligence artificielle (IA) | Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) | Accélère les performances des charges de travail à forte intensité de calcul, notamment l'IA/l'apprentissage en profondeur, les simulations scientifiques et l'analyse financière |
| Instructions de réseau neuronal vectoriel (VNNI) | Offre une accélération significative de l'apprentissage en profondeur et des économies d'énergie grâce à l'utilisation d'un seul jeu d'instructions vectorielles | |
Spécifications du package : Avancé par rapport à Standard
Les processeurs Intel® Xeon® D-2700 et D-1700 sont de conception similaire mais se différencient par le facteur de forme physique, le nombre de cœurs, la puissance de conception totale et d'autres fonctionnalités. Ces différences de spécifications permettent d'adapter les SoC aux usages avec les exigences et contraintes de performances, de coût, d'espace et de puissance correspondantes.
| Socket | SoC : interconnexion par billes BGA (FCBGA) 52,5 mm x 45 mm | SoC : interconnexion par billes BGA (FCBGA) 45 mm x 45 mm |
| Cœurs | 4-20 avec la technologie Intel® Hyper-Threading | 2-10 avec la technologie Intel® Hyper-Threading |
| Mémoire cache | LLC : 1,5 Mo/cœur (max 30 Mo) MLC : 1,25 Mo/cœur | LLC : 1,5 Mo/cœur (max 15 Mo) MLC : 1,25 Mo/cœur |
| Puissance de dissipation thermique (PDT) | 64 à 125 watts | 25 à 85 watts |
| Mémoire | 4 canaux DDR4 (2933 MT/s 2 DIMM par canal, 3 200 MT/s 1 DIMM par canal) de densité 8 Go et 16 Go, jusqu'à 512 Go avec RDIMM3 | 2 ou 3 canaux DDR4 jusqu'à 2933 MT/s, 1 et 2 DIMM par canal densité de 8 Go et 16 Go jusqu'à 384 Go de capacité avec RDIMM3 |
| Technologie Ethernet Intel® intégrée | Options de débit jusqu'à 100 Gbit/s Connectivité : 1, 2,5, 10, 25, 40, 50, 100 GbE avec RDMA (iWARP et RoCE v2)4 | Options de débit jusqu'à 100 Gbit/s Connectivité : 1, 2,5, 10, 25, 40 GbE avec RDMA (iWARP et RoCE v2)4 |
| Intel® QAT intégré | Intel® QAT de 3ᵉ génération : cryptographie jusqu'à 100 Gbit/s Compression jusqu'à 70 Gbit/s 80kOps PKE RSA 2K | Intel® QAT de 2ᵉ génération : cryptographie jusqu'à 20 Gbit/s Compression jusqu'à 15 Gbit/s 80kOps PKE RSA 2K |
| PCI Express | Total de 56 voies en combinant 32 voies PCIe 4.0 + 24 voies HSIO PCIe 3.0 32 voies dédiées PCIe 4.0 complètes BW à partir du complexe CPU (huit ports racine) Bifurcation : 16, 8, 4 NTB via voies PCI 4.0 : 16 et 8 | Total de 40 voies en combinant 16 voies PCIe 4.0 + 24 voies HSIO PCIe 3.0 16 voies dédiées PCIe 4.0 complètes BW à partir du complexe CPU (quatre ports racine) Bifurcation : 16, 8, 4 NTB via voies PCI 4.0 : 16 et 8 |
| Prise en charge SATA | Jusqu'à 24 x SATA 3.0 sur HSIO | |
| E/S flexible à haut débit | 24 voies d'E/S flexibles haut débit configurées en PCIe/SATA/USB Jusqu'à 24 voies PCIe 3.0 (2,5, 5, 8 GT/s, prise en charge de la bifurcation : 8, 4, 2 ; 12 ports racine) ou jusqu'à 24 SATA 3.0, ou jusqu'à quatre ports USB 3.0 La bande passante HSIO combinée est limitée à 16 voies de trafic PCIe 3.0 équivalentes |
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| Autres caractéristiques | UART, LPC, SPI, eMMC 5.1, 2x USB 2.0, Intel® ME (moteur de gestion), SGX, TME-MT, PFR | |
Le portefeuille de processeurs Intel® pour l'informatique de périphérie
Les systèmes ouverts basés sur des processeurs Intel® permettent aux architectes d'adapter leurs solutions au niveau de calcul et de performances requis, tout en tenant compte des contraintes d'espace et de puissance spécifiques à la mise en œuvre. Les processeurs Intel® Xeon® D font partie du portefeuille plus large de processeurs de pointe d'Intel, qui comprend également les processeurs évolutifs Intel® Xeon® et les processeurs Intel Atom® C3000. Ensemble, ces familles de processeurs répondent à l'éventail complet des exigences de calcul en périphérie, avec une compatibilité logicielle complète sur l'ensemble du portefeuille.