Intel Xeon Sapphire Rapids de 4ª geração estreia com arquitetura de chiplets

Após mais de um ano de adiamentos, a Intel lançou oficialmente nesta semana a 4ª geração de processadores Xeon Scalable para data centers, de codinome Sapphire Rapids, ao lado dos Xeon Max Series, cujo principal diferencial é a adição de memória HBM diretamente nas CPUs. Além de trazer os núcleos Golden Cove vistos na 12ª geração para desktops, a família Sapphire Rapids chama atenção por ser a primeira da companhia para data centers baseada em chiplets, e embarcar uma infinidade de aceleradores dedicados para tarefas específicas.

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Há uma série de novidades para a 4ª geração Xeon, começando pela microarquitetura. Os lançamentos trocam os núcleos Willow Cove da 3ª geração Xeon Ice Lake-SP (que também foram utilizados na 10ª geração Ice Lake para notebooks) pelos significativamente mais poderosos Golden Cove, adotados pela primeira vez na 12ª geração Alder Lake para notebooks e desktops. Com a mudança, a Intel promete 15% mais instruções por clock (IPC), caches maiores e um grande salto na eficiência energética, reduzindo o consumo em até 70 W por CPU.

No entanto, os dois maiores diferenciais da família Sapphire Rapids são a adição de aceleradores dedicados para diferentes tarefas, e a estreia de uma arquitetura baseada em chiplets. Utilizando 4 tiles (como são chamados os chiplets da Intel), a gigante oferece até 60 núcleos de CPU, acompanhados de mais de 10 aceleradores específicos para tarefas como Inteligência Artificial, redes, processamento seguro, análise de dados, armazenamento e Computação de Alta Performance (HPC), configuráveis de acordo com as necessidades do cliente.

Ainda na temática de escalabilidade e flexibilidade, a 4ª geração Intel Xeon Sapphire Rapids será dividida em 3 subfamílias: a Xeon Scalable tradicional com die MCC (Medium Core Count), que utiliza um die monolítico com até 32 núcleos de CPU; a Xeon Scalable com die XCC (Extreme Core Count), que adota os 4 chiplets com 15 núcleos de CPU cada, associados aos inúmeros aceleradores; e a Xeon Max Series, idêntica à variante XCC, mas com a adição de módulos de memória HBM2e para atuar como um cache turbinado de altíssima velocidade.

A empresa destaca como essa abordagem é inédita para a família, e a tornaria "a mais eficiente para data centers do mundo", já que poderia economizar energia ao ser configurada para cargas de trabalho específicas. Não à toa a Intel está oferecendo mais de 50 modelos diferentes, separados pelas categorias Bronze (Série 3000), Silver (Série 4000), Gold (Séries 6000 e 7000) e Platinum (Série 8000), além da Max Series (Série 9400), bem como letras que simbolizam o tipo de tarefa indicada, incluindo N para redes e S para infraestrutura e armazenamento.

O chip mais poderoso da nova família é o Intel Xeon Platinum 8490H (em que H representa cargas de trabalho de virtualização e análise de dados), com 60 núcleos de CPU em die XCC, clock base de 1,9 GHz, turbo de 3,5 GHz, 112,5 MB de cache, suporte a RAM DDR5-4800 em 8 canais, 4 unidades de todos os aceleradores habilitados e consumo (TDP) de 350 W.

Compartilhando a liderança de performance com o 8490H está o Intel Xeon Max 9480, com 56 núcleos de CPU em die XCC, clock base de 1,9 GHz, turbo de 3,5 GHz, 112,5 MB de cache, suporte a RAM DDR5-4800 em 8 canais, 4 unidades de um dos tipos de aceleradores habilitados e TDP de 350 W, além de 64 GB de memória HBM2e integrada, fornecendo largura de banda de 1,14 GB/s por núcleo.

Um aspecto interessante da Max Series importante de se destacar é que a memória HBM elimina a necessidade de instalar RAM, possibilitando a produção de servidores mais densos — aspecto crucial para alguns mercados —, reduzindo o consumo de energia, já que não seria necessário acessar memória do sistema, e entregando mais performance em tarefas que exigem maior velocidade de transferência.

Complementando a mudança drástica de arquitetura, a 4ª geração de processadores Sapphire Rapids adota uma nova plataforma, identificada pela Intel como Eagle Stream. Essa plataforma é baseada nos novos chipset C740 e soquete LGA 4677 de 4.677 pinos, que chega para substituir o LGA 4189, de 4.189 pinos. Além de habilitar os 8 canais de RAM DDR5-4800, a Eagle Stream fornece 80 pistas PCIe 5.0 e é compatível com o barramento CXL 1.1.

Uma das tecnologias que mais tem ganhado força na indústria, o CXL possibilita o uso de algumas das pistas PCIe para a expansão com mais memória ou aceleradores adicionais para tarefas específicas. No caso dos novos Xeon, o protocolo possibilita a adição de até 4 dispositivos extras por CPU. Por fim, a nova plataforma emprega a tecnologia UPI 2.0 que, de maneira bastante resumida, habilita novas configurações de servidores.

É comum no segmento serem oferecidas placas-mãe com 1 ou 2 soquetes (chamados 1S e 2S, respectivamente), pensandas para aumentar a quantidade de núcleos em um rack. Com a UPI 2.0, a Intel expande as possibilidades para 4 ou 8 soquetes (4S e 8S), permitindo desta maneira que uma empresa que adquira os novos Xeon possa instalar em um único servidor até 8 CPUs.

Além de inédita, essa solução acaba balanceando o menor número de núcleos por chip dos processadores do time azul em comparação aos rivais AMD EPYC Genoa, que oferecem até 96 núcleos por chip. Como os concorrentes só estão disponíveis em configurações até 2S, um servidor EPYC oferece até 192 núcleos, enquanto uma máquina munida dos novos Xeon em 8S poderia proporcionar até 480 núcleos.

Como é de se esperar considerando as tecnologias empregadas e os clientes que a Intel pretende atender, os valores para montar servidores com os novos Sapphire Rapids são bastante salgados. Ainda que os preços por CPU comecem em US$ 624 (~R$ 3.225), essa quantia garante apenas um Xeon Silver 4410T de 10 núcleos. Para ter acesso ao Xeon Platinum 8490H, é preciso desembolsar assustadores US$ 17.000 (~R$ 87.700), o que significa que uma configuração 8S não sairia por menos de US$ 136.000 (~R$ 700 mil), considerando apenas as CPUs.

Por sua vez, a Xeon Max Series cobra caro pelo diferencial da memória HBM, com o modelo mais simples de 32 núcleos sendo vendido por US$ 7.995 (~R$ 41 mil). Apesar disso, as promessas da Intel conseguiram chamar a atenção de parceiras de peso, com uma lista ampla de empresas que já confirmaram a adoção dos lançamentos internamente ou em servidores vendidos a terceiros. Estão entre elas Cisco, Supermicro, Dell, Lenovo, Google (Cloud), Amazon (AWS), Microsoft, Red Hat, VMware e outras.

Fonte: WCCFTech