Atom C2000 : l'atout d'Intel dans les microserveurs

Au printemps, à l'occasion du lancement par Hewlett-Packard de ses serveurs denses Moonshot, nous avions abordé l’arrivée attendue au 3^e trimestre des nouveaux processeurs Atom pour serveurs denses, des puces alors connues sous le nom de code Avoton. Cette semaine, Intel a officiellement levé le voile sur ces processeurs, désormais baptisés Atom C2000 et qui s’appuient sur le nouveau cœur CPU Atom (nom de code « Silvermont »). L’objectif d’Intel avec ces nouveaux venus est de tenter d’endiguer la déferlante de puces ARM 64 bit qui devrait s’abattre sur le marché des serveurs entre le 4^e trimestre 2013 et la fin du premier.

L’Atom C2000 se présente sous la forme d’un SOC (ou  "System on a Chip") gravé en utilisant les derniers processus de fabrication d’Intel à savoir un processus de gravure en 22 nm couplé à l’usage de transistor 3D. L’objectif est non seulement d’abaisser la consommation au maximum mais aussi de profiter d’un avantage techniques dont les concurrents ne peuvent se prévaloir.

Une architecture entièrement refondue

La version haut de gamme de la puce incorpore 8 coeurs Silvermont, groupés par paires partageant 1Mo de cache de niveau 2. Ces modules bi-cœurs sont reliés entre eux par un crossbar qui assure la cohérence de cache entre les modules et dont la bande passante atteint 25,6 Go/s, ce qui pour une puce de cette catégorie n’est déjà pas si mal. Ce crossbar est intégré à ce qu’Intel appelle le SilverMont system Agent qui gère les interactions avec les autres parties de la puce, notamment le contrôleur mémoire à deux voies supportant des barrettes DIMM DDR3 et 3L à 1333 et 1600 MHz et les entrées sorties. De ce point de vue, l’Atom C2000 est plutôt gâté. Il met à disposition du système 16 voix PCI-e 2.0, un contrôleur réseau Ethernet offrant canaux à 2,5Gbit/s ; 4 ports SAT2 et 2 ports SATA 3 ainsi qu’un contrôleur USB et série. Le seul composant manquant est un contrôleur graphique, ce qui pourrait permettre à AMD de riposter avec une solution alternative. Il est à noter qu’Intel propose aussi des versions du C2000 avec quatre et deux coeurs.

architecture du processeur Atom C2000

Côté consommation, les travaux d’Intel semble avoir payé, puisque les nouveaux Atom pour microserveurs affichent une consommation allant de 7 à 20 . En théorie, cela permet d’assembler un système serveur consommant à peine 30 W avec la version haut de gamme de la puce, le C2750, et ses huit cœurs cadencés à 2,4 GHz (avec un mode « turbo boost à 2,6 GHz). Fonctionnellement les nouveaux Atom C2000 reprennent des fonctions jusqu’alors réservées aux Xeon ou aux puces Core comme le support complet du jeu d’instruction AMD64, le support de jusqu’à 64 Go de mémoire vive (contre 32 Go par exemple pour les Xeon E3 low voltage). Ils embarquent aussi les extensions de virtualisation VT-x (mais pas la virtualisation d’entrées/sorties VT-d), ainsi que les nouvelles extensions AES. Pas question en revanche (du moins pour l’instant) d’un support multiprocesseur, réservés aux (très) chers Xeon E5 et E7. Une position qui pourrait toutefois changer si les constructeurs ARM parviennent à imposer leurs architectures multi-processeurs.

Des performances en forte hausse, mais qui restent difficile à comparer à celles des futurs CPU ARMv8

Côté performances, la seule certitude pour l’instant est que les nouveaux venus sont considérablement plus performants que les anémiques Atom antérieurs. Intel avance des performances de 4 à 8 fois meilleures que celles des Atom précédents et met en avant des performances plus que flatteuses face aux puces ARM. Mais il est difficile de se faire une idée exacte des atouts du C2000, Intel ayant eu la rouerie de ne sélectionner, pour l’instant, que les benchmarks qui l’arrangent (A sa décharge, il n'est pas le seul, les fondeurs ARM n'étant pas non plus les plus transparents en matière de benchmarks)..

La société californienne met ainsi en avant les capacités de bande passante des nouveaux venus (via la publication de score SpecInt_Rate ou de résultats en serveur web), des capacités qui se comparent plus que favorablement à celles des anciens Atom et même à celles des Xeon E3 low voltage, qui sont plutôt limités en ce domaine. Faute d’une concurrence digne de ce nom dans le monde ARM (en attendant la sortie des premiers ARM Cortex A57 utilisant le jeu d’instructions 64 bit ARMv8), Intel se fait un plaisir de ridiculiser le pauvre Marvell et sa puce Armada X9, pas vraiment taillée pour affronter les « Avoton ».  Pas sûr qu'il sera si facile de se moquer des futurs Cortex A57 gravés en 20nm ou 28 nm, comme les prochains CPU "Seattle" d'AMD attendus en 2014. Il faudra sans doute aussi compter avec les X-Gene 8 d’Applied Micro, et les dernières générations de puces Calxeda pour se faire une meilleure idée des performances des nouvelles puces ARM face à celle d'Intel en matière de bande passante mémoire.

En l'état des informations dont nous disposons, il est encore plus difficile de se faire une idée quant à la performance réelle de la puce pour des applications génériques, hors web ou streaming. Intel s’est en effet bien gardé de publier est un score Spec_Int qui aurait pu permettre de se faire une idée des vraies performances de la puce. Cela aurait aussi permis d’avoir une petite idée de la façon dont le C2000 se compare aux Xeon et Opteron, mais aussi aux premiers processeurs ARM 64bit comme le X-Gene d'APplied Micro. Faute de plus d'information, difficile de dire si les C2000 suffiront à enrayer l'assaut des puces ARM, d'autant que le fondeur n'a fourni aucune indication de prix pour ses puces, mais qu'il y a fort à parier qu'elles seront plus coûteuse que les puces ARM.

Pour en savoir plus, il faudra attendre la fin de l'année et la disponibilité des premiers serveurs à base de puce C2000. Sans surprise, tous les grands constructeurs de serveurs oeuvrant sur le secteur des grands hébergeurs et des opérateurs cloud devraient intégrer la puce  à certains de leurs designs serveurs. On devrait alors en savoir bien plus sur les chances des puces ARM face à celles d'Intel (ou vice-versa).