پردازنده Intel Xeon E5-2680 v4 از خانواده Xeon E5 v4 اینتل، برای سرورها و سیستم‌هایی طراحی شده است که باید تعداد زیادی پردازش را به‌صورت هم‌زمان اجرا کنند. این پردازنده بر پایه معماری Broadwell و لیتوگرافی 14nm ساخته شده و با برخورداری از 14 هسته فیزیکی و فناوری Hyper-Threading، امکان پردازش هم‌زمان 28 رشته را فراهم می‌کند.فرکانس پایه 2.40GHz در کنار حداکثر فرکانس Turbo برابر با 3.30GHz باعث شده است این پردازنده تعادل مناسبی میان تعداد هسته و فرکانس پردازشی داشته باشد. در نتیجه E5-2680 v4 برای مجازی‌سازی، اجرای چند ماشین مجازی، پایگاه داده، میزبانی سرویس‌های شبکه و پردازش‌های چندوظیفه‌ای قابل استفاده است.

وجود 35MB حافظه Intel Smart Cache نیز به هسته‌ها امکان می‌دهد به حجم مناسبی از داده‌های پرتکرار دسترسی داشته باشند. کنترلر حافظه 4 کاناله، پشتیبانی از DDR4 و ECC، حداکثر 40 مسیر PCI Express 3.0 و قابلیت استفاده در پیکربندی 2S از دیگر ویژگی‌هایی هستند که این پردازنده را برای پلتفرم‌های سروری نسل خود مناسب می‌کنند.Xeon E5-2680 v4 همچنین از فناوری‌های مجازی‌سازی Intel VT-x و VT-d، قابلیت EPT، مجموعه دستورالعمل AVX2 و قابلیت‌های امنیتی و رمزنگاری اینتل پشتیبانی می‌کند. پیش از خرید باید سازگاری دقیق مادربرد یا سرور، BIOS، سیستم خنک‌کننده و پشتیبانی پلتفرم از پردازنده‌های Xeon E5-2600 v4 بررسی شود.

مشخصات فنی

پردازنده Intel Xeon E5-2680 v4 بر پایه معماری Broadwell و لیتوگرافی 14nm ساخته شده و دارای 14 هسته، 28 رشته، فرکانس 2.40 تا 3.30GHz و 35MB حافظه کش است. این پردازنده از حافظه DDR4 ECC چهارکاناله، 40 مسیر PCIe 3.0، پیکربندی دو پردازنده‌ای و فناوری‌های Hyper-Threading، Turbo Boost و مجازی‌سازی Intel پشتیبانی می‌کند و TDP آن 120W است.

• نوع: پردازنده سرور
• مدل: Intel Xeon E5-2680 v4
• شماره پردازنده: E5-2680V4
• خانواده: Intel Xeon Processor E5 v4 Family
• سازنده: Intel
• نام معماری: Broadwell
• کاربری: Server
• لیتوگرافی: 14nm
• تعداد هسته: 14
• تعداد رشته: 28
• فرکانس پایه: 2.40GHz
• حداکثر فرکانس Turbo: 3.30GHz
• حافظه کش: 35MB Intel Smart Cache
• سرعت Bus: 9.6GT/s
• تعداد لینک QPI: 2
• توان طراحی حرارتی TDP: 120W
• نوع حافظه پشتیبانی‌شده: DDR4-1600 / DDR4-1866 / DDR4-2133 / DDR4-2400
• حداکثر ظرفیت حافظه: 1.5TB بسته به نوع حافظه
• حداکثر تعداد کانال حافظه: 4
• حداکثر پهنای باند حافظه: 76.8GB/s
• پشتیبانی از ECC Memory: دارد
• Physical Address Extensions: 46-bit
• نسخه PCI Express: PCI Express 3.0
• پیکربندی PCI Express: x4 / x8 / x16
• حداکثر تعداد مسیر PCI Express: 40
• مقیاس‌پذیری: 2S
• حداکثر تعداد پردازنده در پیکربندی سیستم: 2
• سوکت اعلام‌شده توسط Intel: FCLGA2011
• ابعاد پکیج: 45 × 52.5mm
• حداکثر دمای TCASE: 86°C
• مجموعه دستورالعمل: 64-bit
• Instruction Set Extensions: Intel AVX2
• Intel Hyper-Threading Technology: دارد
• Intel Turbo Boost Technology: نسخه 2.0
• Intel Virtualization Technology VT-x: دارد
• Intel Virtualization Technology for Directed I/O VT-d: دارد
• Intel VT-x with Extended Page Tables EPT: دارد
• Intel AES New Instructions: دارد
• Intel Secure Key: دارد
• Intel Trusted Execution Technology: دارد
• Execute Disable Bit: دارد
• Intel OS Guard: دارد
• Enhanced Intel SpeedStep Technology: دارد
• Intel Demand Based Switching: دارد
• Idle States: دارد
• Intel Transactional Synchronization Extensions: دارد

ویژگی‌ها

• 14 هسته فیزیکی برای اجرای بارهای کاری چندرشته‌ای و سرویس‌های هم‌زمان
• فناوری Hyper-Threading برای ارائه 28 رشته پردازشی به سیستم‌عامل
• قابلیت افزایش فرکانس به‌صورت پویا با Intel Turbo Boost Technology 2.0
• حافظه کش اشتراکی 35MB برای کاهش دفعات دسترسی پردازنده به حافظه اصلی در بارهای کاری مناسب
• پشتیبانی از حافظه ECC برای استفاده در پلتفرم‌های سروری سازگار
• کنترلر حافظه 4 کاناله مناسب برای بارهای کاری وابسته به پهنای باند حافظه
• 40 مسیر PCI Express 3.0 برای ارتباط پردازنده با تجهیزات توسعه در پلتفرم سازگار
• پشتیبانی از پیکربندی 2S برای ساخت سیستم‌های دو پردازنده‌ای
• پشتیبانی سخت‌افزاری از قابلیت‌های مجازی‌سازی Intel VT-x، VT-d و EPT
• پشتیبانی از AVX2 و AES-NI برای شتاب‌دهی برخی پردازش‌های محاسباتی و رمزنگاری

بررسی تعداد هسته و توان پردازشی

یکی از مهم‌ترین مشخصات Xeon E5-2680 v4 وجود 14 هسته فیزیکی است. در نرم‌افزارها و سرویس‌هایی که قابلیت تقسیم بار پردازشی میان چند هسته را دارند، تعداد بالاتر هسته‌ها امکان اجرای وظایف بیشتری را به‌صورت موازی فراهم می‌کند.فناوری Intel Hyper-Threading نیز برای هر هسته فیزیکی امکان اجرای 2 رشته سخت‌افزاری را فراهم می‌کند و در نتیجه سیستم‌عامل این پردازنده را به‌صورت 28 پردازنده منطقی مشاهده می‌کند. البته 28 رشته به معنای وجود 28 هسته فیزیکی نیست و میزان افزایش کارایی Hyper-Threading به نوع نرم‌افزار و بار کاری وابسته است.این ویژگی به‌خصوص در محیط‌هایی که تعداد زیادی سرویس، ماشین مجازی یا فرایند مستقل به‌صورت هم‌زمان فعال هستند، اهمیت پیدا می‌کند.

بررسی فرکانس پردازنده

فرکانس پایه Xeon E5-2680 v4 برابر با 2.40GHz است. پردازنده از Intel Turbo Boost Technology 2.0 نیز پشتیبانی می‌کند و حداکثر فرکانس Turbo آن به 3.30GHz می‌رسد.فرکانس Turbo یک مقدار ثابت برای فعالیت هم‌زمان تمام هسته‌ها نیست. فرکانس واقعی پردازنده با توجه به تعداد هسته‌های فعال، نوع بار پردازشی، توان مصرفی، محدودیت‌های حرارتی و تنظیمات سیستم تغییر می‌کند. بنابراین نباید عدد 3.30GHz را به‌عنوان فرکانس دائمی همه 14 هسته در نظر گرفت.ترکیب 14 هسته با فرکانس پایه 2.40GHz باعث می‌شود این مدل بیشتر برای بارهای کاری موازی و چندرشته‌ای مورد توجه قرار گیرد تا کاربردهایی که صرفاً به بالاترین کارایی تک‌هسته‌ای وابسته هستند.

حافظه کش 35MB Intel Smart Cache

این پردازنده دارای 35MB حافظه Intel Smart Cache است. کش پردازنده یک حافظه بسیار سریع در نزدیکی هسته‌های پردازشی است که داده‌ها و دستورالعمل‌های مورد نیاز پردازنده را نگهداری می‌کند تا در صورت امکان تعداد مراجعه‌ها به حافظه اصلی کاهش پیدا کند.در محیط‌های چندوظیفه‌ای و بارهای کاری سروری، وجود کش با ظرفیت مناسب می‌تواند در عملکرد پردازنده مؤثر باشد، هرچند میزان تأثیر آن کاملاً به نوع نرم‌افزار و الگوی دسترسی به داده بستگی دارد.

پشتیبانی از حافظه DDR4

کنترلر حافظه Xeon E5-2680 v4 از DDR4 با سرعت‌های 1600، 1866، 2133 و 2400 پشتیبانی می‌کند. پردازنده دارای 4 کانال حافظه است و حداکثر پهنای باند حافظه اعلام‌شده برای آن 76.8GB/s است.حداکثر ظرفیت حافظه قابل آدرس‌دهی برای این مدل 1.5TB اعلام شده است، اما دستیابی به این ظرفیت به نوع حافظه، مادربرد، تعداد اسلات‌های DIMM، پیکربندی سرور و محدودیت‌های سازنده سیستم وابسته است. بنابراین عدد 1.5TB را نباید به معنی امکان نصب این مقدار RAM روی هر مادربرد سازگار با پردازنده در نظر گرفت.برای ارتقا یا اسمبل سیستم باید فهرست حافظه‌های پشتیبانی‌شده توسط مادربرد یا سرور نیز جداگانه بررسی شود.

پشتیبانی از حافظه ECC

Xeon E5-2680 v4 از ECC Memory پشتیبانی می‌کند. ECC یا Error-Correcting Code قابلیتی است که در حافظه‌های سازگار برای تشخیص و اصلاح برخی خطاهای داده استفاده می‌شود.این قابلیت در سرورها اهمیت زیادی دارد، زیرا سیستم‌های سروری معمولاً برای مدت طولانی روشن هستند و حجم بالایی از داده را پردازش می‌کنند. با این حال، پشتیبانی پردازنده از ECC به‌تنهایی کافی نیست و مادربرد، چیپست، BIOS و ماژول‌های حافظه نیز باید از پیکربندی موردنظر پشتیبانی کنند.

رابط PCI Express 3.0

این پردازنده حداکثر 40 مسیر PCI Express 3.0 در اختیار پلتفرم قرار می‌دهد و از پیکربندی‌های x4، x8 و x16 پشتیبانی می‌کند.این تعداد مسیر PCIe در سرورها امکان ارتباط با تجهیزات توسعه مختلف را فراهم می‌کند؛ برای مثال کارت شبکه، کنترلر ذخیره‌سازی، HBA، RAID Controller و سایر کارت‌های PCI Express می‌توانند در پلتفرم‌های سازگار مورد استفاده قرار گیرند.تعداد و آرایش واقعی اسلات‌های قابل استفاده به طراحی مادربرد و سرور بستگی دارد و وجود 40 مسیر PCIe در پردازنده به معنی وجود تعداد مشخصی اسلات فیزیکی روی هر مادربرد نیست.

پشتیبانی از سیستم دو پردازنده‌ای

مقیاس‌پذیری Xeon E5-2680 v4 برابر با 2S است؛ بنابراین این پردازنده برای سیستم‌های دارای حداکثر 2 سوکت پردازنده طراحی شده است.در یک سیستم سازگار که از 2 پردازنده Xeon E5-2680 v4 استفاده کند، مجموعاً 28 هسته فیزیکی و 56 رشته پردازشی در اختیار سیستم قرار می‌گیرد. چنین پیکربندی‌ای می‌تواند برای محیط‌های مجازی‌سازی و سرویس‌هایی که قابلیت استفاده از تعداد زیاد هسته را دارند مفید باشد.در سیستم‌های دو پردازنده‌ای باید الزامات سازنده سرور درباره تطابق پردازنده‌ها، حافظه، Firmware، توان منبع تغذیه و سیستم خنک‌کننده رعایت شود.

قابلیت‌های مجازی‌سازی

• Xeon E5-2680 v4 مجموعه‌ای از فناوری‌های سخت‌افزاری مجازی‌سازی اینتل را پشتیبانی می‌کند.
• Intel VT-x امکان پشتیبانی سخت‌افزاری از مجازی‌سازی پردازنده را فراهم می‌کند.
• Intel EPT یا Extended Page Tables به مدیریت کارآمدتر حافظه در محیط‌های مجازی کمک می‌کند.
• Intel VT-d نیز برای مجازی‌سازی ورودی و خروجی و اختصاص مستقیم برخی تجهیزات سازگار به ماشین‌های مجازی کاربرد دارد.
• وجود این قابلیت‌ها باعث می‌شود پردازنده برای استفاده در میزبان‌های مجازی‌سازی مناسب باشد، البته قابلیت‌های قابل استفاده در عمل به مادربرد، BIOS، Hypervisor و سایر تجهیزات سیستم نیز وابسته هستند.

قابلیت‌های پردازشی و امنیتی

Xeon E5-2680 v4 از مجموعه دستورالعمل Intel AVX2 پشتیبانی می‌کند. نرم‌افزارهایی که برای استفاده از AVX2 طراحی شده‌اند می‌توانند از این دستورالعمل‌ها در برخی پردازش‌های عددی و برداری استفاده کنند.Intel AES New Instructions یا AES-NI نیز برای شتاب‌دهی سخت‌افزاری برخی عملیات رمزنگاری مبتنی بر AES در نرم‌افزارهای سازگار کاربرد دارد.علاوه بر این، قابلیت‌هایی مانند Intel Secure Key، Intel Trusted Execution Technology، Intel OS Guard و Execute Disable Bit در این مدل پشتیبانی می‌شوند.

توان مصرفی و خنک‌کاری

توان طراحی حرارتی TDP پردازنده Intel Xeon E5-2680 v4 برابر با 120W است. سیستم خنک‌کننده باید برای پردازنده و طراحی حرارتی سرور مناسب باشد تا دمای کاری در محدوده تعیین‌شده توسط سازنده سیستم باقی بماند.حداکثر TCASE اعلام‌شده توسط Intel برای این مدل 86°C است. TCASE یک پارامتر حرارتی تعریف‌شده برای پردازنده است و نباید آن را مستقیماً با هر عددی که نرم‌افزارهای مانیتورینگ به‌عنوان دمای هسته گزارش می‌کنند یکسان در نظر گرفت.در سرورهای رک‌مونت علاوه بر هیت‌سینک، وضعیت فن‌ها، مسیر جریان هوا، دمای محیط و چیدمان قطعات نیز بر خنک‌کاری پردازنده اثر می‌گذارد.

سازگاری با سرور و مادربرد

سوکت اعلام‌شده توسط Intel برای Xeon E5-2680 v4 برابر با FCLGA2011 است و این پردازنده متعلق به خانواده Xeon E5-2600 v4 است. در بازار این پلتفرم معمولاً با عنوان LGA2011-3 نیز شناخته می‌شود.شباهت ظاهری یا یکسان بودن تعداد پین‌های سوکت به‌تنهایی تضمین‌کننده سازگاری پردازنده با مادربرد نیست. چیپست، BIOS، Firmware، طراحی توان مادربرد و فهرست پردازنده‌های مورد پشتیبانی سازنده باید بررسی شوند.این پردازنده به‌صورت رسمی در پیکربندی‌های مشخصی از HPE ProLiant DL380 Gen9 عرضه شده است. برای سایر مدل‌های سرور یا مادربرد، سازگاری باید بر اساس مستندات همان مدل و نسخه سخت‌افزاری بررسی شود.

کاربردها

Intel Xeon E5-2680 v4 با تمرکز بر پردازش چندرشته‌ای و قابلیت استفاده در پلتفرم‌های سروری، برای سیستم‌هایی مناسب است که چند سرویس یا تعداد زیادی وظیفه را به‌طور هم‌زمان اجرا می‌کنند. تعداد 14 هسته، 28 رشته، پشتیبانی از حافظه ECC و قابلیت‌های مجازی‌سازی، امکان استفاده از این پردازنده را در طیف متنوعی از زیرساخت‌های سروری و محاسباتی فراهم می‌کند.

• سرورهای مجازی‌سازی
• اجرای چندین ماشین مجازی
• میزبانی وب و سرویس‌های تحت شبکه
• سرور پایگاه داده
• فایل‌سرور و سرویس‌های ذخیره‌سازی
• سرورهای سازمانی و سرویس‌های داخلی شبکه
• محیط‌های توسعه و تست چندماشینه
• پردازش‌های محاسباتی چندرشته‌ای
• سرورهای دارای کارت‌های توسعه PCI Express متعدد
• ارتقای سرورهای سازگار با خانواده Xeon E5-2600 v4

نکات مهم پیش از خرید و استفاده

• پیش از خرید، پشتیبانی دقیق مادربرد یا مدل سرور از Intel Xeon E5-2680 v4 بررسی شود.
• وجود سوکت فیزیکی مشابه به‌تنهایی برای اثبات سازگاری کافی نیست و BIOS و Firmware نیز باید از پردازنده‌های Xeon E5-2600 v4 پشتیبانی کنند.
• برای استفاده از حافظه ECC، مادربرد و ماژول‌های حافظه نیز باید از پیکربندی ECC موردنظر پشتیبانی کنند.
• حداکثر حافظه 1.5TB مشخصه کنترلر حافظه پردازنده است و ظرفیت عملی هر سیستم ممکن است به محدودیت مادربرد و سرور وابسته باشد.
• برای استفاده از DDR4-2400، پیکربندی حافظه و محدودیت‌های پلتفرم باید بررسی شوند.
• TDP پردازنده 120W است؛ بنابراین هیت‌سینک و سیستم خنک‌کننده باید برای این توان و طراحی سرور مناسب باشند.
• حداکثر فرکانس Turbo برابر 3.30GHz است و به معنی فعالیت دائمی تمام هسته‌ها در این فرکانس نیست.
• در سیستم‌های دو پردازنده‌ای، الزامات سازنده سرور درباره نوع و تطابق CPUها باید رعایت شود.
• برای ارتقای سرورهای آماده، شماره فنی Processor Kit و الزامات اختصاصی همان سازنده اهمیت دارد و صرف خرید CPU ممکن است برای ارتقا کافی نباشد.
• پیش از تعویض پردازنده در سرور، نسخه BIOS یا System ROM موردنیاز برای پشتیبانی از نسل v4 بررسی شود.
• پردازنده فاقد گرافیک مجتمع قابل استفاده به‌عنوان جایگزین کارت گرافیک سیستم‌های دسکتاپ است و مدیریت تصویر در سرورها معمولاً توسط کنترلر گرافیکی پلتفرم انجام می‌شود.