Intel Xeon 6+ bringt 18A-Fertigung in Rechenzentren

Die neuen Intel Xeon 6+ Prozessoren brechen Core-Rekorde mit bis zu 288 Kernen und integrieren fortschrittliche Hardware-Telemetrie im Server-Perimeter.

Auf der Technologiemesse Computex hat der Halbleiterhersteller Intel seine neueste Generation von Server-Prozessoren offiziell angekündigt. Die Produktlinie wird unter dem Namen Intel Xeon 6+ geführt und markiert einen bedeutenden Meilenstein in der Fertigungsstrategie des Unternehmens. Erstmals kommt bei diesen Prozessoren für Rechenzentren die hochentwickelte Intel 18A-Fertigungstechnologie im kommerziellen Maßstab zum Einsatz.

Nach der Vorstellung der Xeon 600-Chips für Workstations zu Beginn des Jahres konzentriert sich der Hersteller mit dieser Veröffentlichung, die intern lange unter dem Codenamen Clearwater Forest entwickelt wurde, vollständig auf die Steigerung der Rechendichte im Serverbereich. Das Spitzenmodell der Serie, der Xeon 6990E+, verfügt über 288 native CPU-Kerne, die rein auf einer energieeffizienten Architektur basieren. Durch die Unterstützung von Dual-Socket-Systemen lässt sich die Gesamtanzahl in einem einzelnen Servergehäuse auf bis zu 576 Kerne skalieren, um hochgradig parallele Cloud-Native-Workloads und Netzwerk-Anwendungen zu bewältigen.

Disaggregiertes Chip-Design und innovative Packaging-Technologien

Die technische Struktur der Xeon 6+ Prozessoren verdeutlicht die konsequente Abkehr von monolithischen Chip-Designs hin zu einer disaggregierten Multi-Chiplet-Architektur. Das physische Gehäuse eines einzelnen High-End-Prozessors setzt sich aus insgesamt 17 separaten Silizium-Teilen zusammen. Auf der obersten Ebene befinden sich 12 primäre CPU-Chiplets, die im modernsten Intel 18A-Verfahren gefertigt werden. Jedes dieser Chiplets beherbergt 24 Rechenkerne der sogenannten Darkmont-Architektur. Diese als Efficient-Cores ausgelegten Einheiten verzichten vollständig auf Simultan-Multithreading, sodass jeder Kern exakt einen Ausführungsthread verarbeitet.

Diese CPU-Chiplets lagern physisch auf drei größeren Basis-Tiles, die im Intel 3-Prozess hergestellt werden und den gemeinsamen L3-Cache sowie die Speichercontroller aufnehmen. Flankiert wird dieser Stapel von zwei dedizierten Input-Output-Chiplets, die auf der bewährten Intel 7-Technologie basieren. Die physische und logische Verbindung dieser heterogenen Komponenten erfolgt über 12 EMIB 2.5D-Siliziumbrücken, die direkt in das organische Substrat des Prozessorträgers eingebettet sind, um eine extrem hohe Bandbreite bei minimaler Latenz zu garantieren.

Plattform-Spezifikationen und signifikant gestiegene Energieparameter

Die neuen Xeon 6+ Prozessoren nutzen die bestehende Server-Infrastruktur und sind abwärtskompatibel zu Plattformen, die auf dem LGA 4710-Sockel basieren. Dies ermöglicht Rechenzentrumsbetreibern ein direktes Upgrade bestehender Systeme, ohne dass kostspielige Hardware-Redesigns erforderlich sind. Die Plattform unterstützt pro Prozessorsockel ein 12-Kanal-Speicherinterface, das für hochentwickelte DDR5-Arbeitsspeicher mit einer Transferrate von bis zu 8000 Megatransfers pro Sekunde ausgelegt ist. Für die Anbindung externer Peripherie stehen 96 PCIe 5.0-Lanes zur Verfügung, von denen 64 Lanes für den schnellen Compute Express Link (CXL 2.0) partitioniert werden können.

Eine tiefgreifende Veränderung zeigt sich bei den thermischen Parametern der neuen Prozessoren. Während die Vorgängergeneration Sierra Forest bei einer maximalen Verlustleistung von 330 Watt gedeckelt war, liegt die Thermal Design Power (TDP) der neuen High-End-Modelle zwischen 300 Watt und bis zu 450 Watt. Diese Erhöhung rückt die Energieparameter der Intel-Chips in direkte Nähe zu den Spitzenmodellen der AMD Epyc-Serie, spiegelt jedoch den gestiegenen Energiebedarf für die Bereitstellung der massiven Kern-Dichte wider.

Leistungsvergleiche zur Intel-Konkurrenz und funktionale Einschränkungen

In den offiziellen Benchmark-Präsentationen verweist Intel auf erhebliche Leistungssteigerungen im Vergleich zu älteren Produkten und zur direkten Konkurrenz. Im Vergleich zum direkten Vorgängermodell Xeon 6780E soll der neue Xeon 6990E+ eine durchschnittliche Leistungssteigerung um das 2,26-Fache bei einer um 55 Prozent verbesserten Energieeffizienz bieten. Bei Vergleichen mit dem Mitbewerber AMD und dessen 192-Kern-Prozessor Epyc 9965 gibt Intel einen durchschnittlichen Leistungsvorteil von 30 Prozent pro Software-Thread an. Analysten betonen jedoch, dass dieser Wert differenziert betrachtet werden muss, da AMD-Prozessoren über Multithreading verfügen und die Gesamtdurchsatzrate bei Vollauslastung eng beieinanderliegt.

Darüber hinaus weist die Architektur funktionale Einschränkungen im Bereich der mathematischen Befehlssätze auf. Entgegen ursprünglicher Erwartungen der Fachwelt unterstützt die Clearwater Forest-Architektur keinerlei Erweiterungen des Typs AVX-512 oder den neueren Standard AVX10.2. Die Befehlssätze sind auf den älteren Standard AVX2 limitiert, da die Darkmont-Kerne auf maximale Energieeffizienz optimiert wurden.

Für kryptografische Berechnungen wurden hingegen spezifische Instruktionen zur Beschleunigung der Algorithmen SHA-512, SM3 und SM4 integriert, die laut Herstellerangaben erhebliche Leistungssprünge bei der Datenverschlüsselung ermöglichen. Für sensible Cloud-Umgebungen bietet der Chip erweiterte Funktionen zum vertraulichen Rechnen via Intel SGX für Anwendungsisolation und Intel TDX für die hardwareseitige Kapselung virtueller Maschinen.

Hardwarebasierte Echtzeit-Überwachung durch Application Energy Telemetry

Eine wesentliche funktionale Neuerung der Xeon 6+ Prozessoren ist die erstmalige Integration einer hardwarebasierten Überwachungstechnologie namens Intel Application Energy Telemetry, abgekürzt AET. Im Gegensatz zu älteren, softwarebasierten Schätzverfahren, die den Energieverbrauch lediglich näherungsweise für den gesamten Prozessor oder eine komplette virtuelle Maschine berechnen, operiert AET direkt im Silizium. Die Technologie erfasst den tatsächlichen elektrischen Energiebedarf und die Aktivitätsdaten von laufenden Anwendungen, Microservices, Containern und sogar einzelnen Software-Threads in Echtzeit.

Diese granulare Transparenz richtet sich primär an Hyperscaler, Cloud-Provider und Telekommunikationsanbieter, um den genauen ökologischen Fußabdruck einzelner Kunden-Workloads präzise zu bilanzieren. IT-Administratoren erhalten dadurch verlässliche Daten, um gezielte Optimierungen am Software-Code vorzunehmen oder die Verteilung von Rechenlasten im Cluster energieeffizient zu steuern. Intel plant, diese Technologie als festen Standard in zukünftigen Prozessorgenerationen zu verankern.