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Per venire incontro alla costante tendenza a elaborare i carichi di lavoro nel punto più vicino all'origine, l'edge computing deve soddisfare determinati requisiti. Garantire prestazioni e sicurezza, rispettando al contempo i limiti di spazio e potenza, rappresenta la chiave per sfruttare appieno i modelli d'utilizzo dell'edge della rete e ricavare vantaggi come bassa latenza e costi ridotti per la larghezza di banda backhaul. Le architetture di sistema avanzate ottimizzate per l'edge computing e altri ambienti distribuiti stanno spingendo le risorse dei data center verso l'esterno, per implementazioni e casi d'uso quali, ad esempio:

  • Networking, inclusi gateway e router, appliance di sicurezza e storage
  • Topologie 5G, incluse architetture C-RAN e D-RAN
  • Sicurezza, incluso Secure Access Service Edge (SASE)
  • Internet delle cose, incluse operazioni intelligenti

L'epoca in cui ad adempiere questi ruoli erano dispositivi con funzioni fisse è ormai passata. I sistemi open standard e general purpose basati sull'architettura Intel® offrono una base flessibile e conveniente per l'edge di nuova generazione, inclusa l'intelligenza artificiale (IA) nei dispositivi e negli apparecchi periferici.

Presentazione dei processori Intel® Xeon® D-2700 e D-1700

I processori Intel® Xeon® D-2700 e D-1700 sono progettati per fornire computing densa all'edge che bilancia un throughput computazionale elevato con una bassa potenza di progettazione termica (TDP). Elevate prestazioni per core, funzionalità di sicurezza avanzate e accelerazione hardware integrata per crittografia, IA e compressione supportano i requisiti dei carichi di lavoro più impegnativi all'interno di una piattaforma ottimizzata per la densità. Il design altamente integrato si presenta come un system-on-chip (SoC) basato su un package ball grid array (BGA) per facilitare
il design-in e l'efficienza energetica.

Il design altamente integrato è adatto allo sviluppo di soluzioni compatte per implementazioni destinate ad ambienti indoor, outdoor e rinforzati, con l'aggiunta di una gamma recentemente ampliata di temperature operative. Il SoC è anche pienamente compatibile con il software e le API di tutte le precedenti generazioni di processori Intel® Xeon®, oltre che con le altre architetture e soluzioni Intel®. La conseguente facilità di progettazione, sviluppo e integrazione nelle soluzioni Intel® preesistenti consente di ottenere, per le offerte di prodotti aggiornate, ridotti costi complessivi di gestione e rapidi tempi d'immissione sul mercato.

Prestazioni di elaborazione

Le soluzioni beneficiano di una gamma di tecnologie hardware integrate nei processori Intel® Xeon® D-2700 e D-1700 per accelerare i carichi di lavoro, tra cui i seguenti:

  • Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) accelera i carichi di lavoro IA eliminando la necessità di eseguire calcoli precisi, in modo che possano essere eseguiti più rapidamente.
  • Intel® AES New Instructions (Intel® AES-NI) accelera le componenti ad alto consumo di risorse dell'algoritmo di crittografia AES nell'hardware.
  • Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) migliora le prestazioni per soddisfare richieste particolarmente impegnative, come ad esempio carichi di lavoro IA e 5G con ampie operazioni vettoriali a 512 bit, che rispetto alle tecnologie precedenti lavorano su un maggior numero di dati per ciclo di clock.
  • Intel® QuickAssist Technology (Intel® QAT) con supporto inline IPSec accelera la crittografia e la compressione; la piattaforma è in grado di gestire fino a 100 Gbps di crittografia e fino a 70 Gbps di compressione. La funzionalità di crittografia include anche inline IPSec, che consente ai clienti di liberare preziosi core di elaborazione per altre applicazioni.

Innovazioni di sicurezza basate su hardware

Oltre all'accelerazione della crittografia da Intel® AES-NI e Intel® QAT, i processori Intel® Xeon® D-2700 e D-1700 offrono innovative funzionalità di sicurezza integrate nell'hardware, tra cui:

  • Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) protegge i dati mentre sono in uso creando aree di memoria isolate e private dette enclavi di esecuzione sicura, nelle quali si può operare sui dati non crittografati, fuori dalla portata del software e degli utenti, indipendentemente dai loro livelli di privilegio.
  • Memory Encryption supporta il software esistente senza apportare modifiche, proteggendo la memoria tramite crittografia per mezzo dello standard NIST AES XTS, con chiavi generate a livello hardware da un generatore rafforzato di numeri random implementato nel silicio.

Connettività Ethernet integrato avanzata

L'Ethernet integrato offre fino a 100 Gbps di throughput, con opzioni di connettività che offrono collegamenti da 1 a 100 GbE. Per lo storage networking, la piattaforma SoC offre la tecnologia Remote Direct Memory Access (RDMA), che consente trasferimenti di memoria che bypassano il sistema operativo, aumentando il throughput e riducendo l'overhead e la latenza del processore. Le funzionalità RDMA includono il supporto sia per Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP) che per RoCEv2 (RDMA over Converged Enhanced Ethernet). Questa flessibilità dei protocolli di trasporto permette agli architetti dello storage di scegliere le topologie preferite.

La NIC integrata supporta la Dynamic Device Personalization (DDP) per fornire svariati profili, ciascuno dei quali specifica ottimizzazioni e parametri di gestione dei pacchetti per determinati tipi di traffico, al fine di aumentare il throughput e prioritizzare il traffico. L'Application Device Queues (ADQ) consente a specifiche applicazioni di prenotare un numero qualsiasi di code hardware Ethernet dedicate, aiutando a garantire prestazioni prevedibili.

La funzionalità dell'Ethernet integrato include anche un processore di pacchetti migliorato, il Network Acceleration Complex (NAC). Il NAC è un nuovo passo in avanti nel processo di sviluppo relativo all'accelerazione dell'elaborazione e della commutazione dei pacchetti; integra quanto segue:

  • Interfaccia di rete con unità di pianificazione migliorata che offre fino a 100 Gbps di throughput dell'host
  • Il processore e lo switch di pacchetti flessibili accelerano l'elaborazione dei pacchetti inline
  • Connessioni flessibili, con fino a otto porte a 25, 10 o 1 Gbps

Flessibilità dell'implementazione: un'architettura, due opzioni di pacchetto

Per ampliare la gamma di modelli di utilizzo, il SoC Intel® Xeon® è disponibile in due pacchetti distinti: il processore Intel® Xeon® D-2700 a elevato numero di core, ottimizzato per le prestazioni, e il processore Intel® Xeon® D-1700, ottimizzato per costi e consumo energetico. Le due opzioni offrono la massima flessibilità nell'implementazione del computing e del networking a elevata densità per vari modelli di utilizzo.

Pacchetto avanzato (alto numero core): processori Intel® Xeon® D-2700

Con 4-20 core, il pacchetto SoC Advanced basato sul processore Intel® Xeon® D-2700 è adatto a impegnare carichi di lavoro, come la gestione di un elevato throughput di data plane. Opera a un TDP maggiore rispetto al processore Intel® Xeon® D-1700 e offre prestazioni e capacità di memoria superiori, più linee PCI Express, crittografia a larghezza di banda più elevata e compressione tramite l'acceleratore Intel® QAT. Inoltre, i processori Intel® Xeon® D-2700 dispongono del supporto per il NAC con inline IPSec.

Pacchetto standard (basso numero core di base): processori Intel® Xeon® D-1700

Con 2-10 core (a seconda della specifica SKU), il pacchetto SoC standard con processore Intel® Xeon® D-1700 è spesso implementato per le funzioni di pannello di controllo, oltre che per utilizzi a throughput ridotto come le apparecchiature remote per i clienti.

Aggiornare il percorso precedente dei processori Intel® Xeon® D

I processori Intel® Xeon® D-2700 sono i successori dei processori Intel® Xeon® D-2100, mentre i processori Intel® Xeon® D-1700 sostituiscono i processori Intel® Xeon® D 1500 e D-1600. In tutti i casi, gli aggiornamenti offrono miglioramenti significativi, equilibrati e convenienti in termini di costi per il computing, la memoria e l'I/O.

Vantaggi per tutti i carichi di lavoro dell'edge

Per l'edge computing, i processori Intel® Xeon® D-2700 e D-1700 sono più convenienti, scalabili e sicuri rispetto ai loro predecessori.

1Miglioramenti delle prestazioni generazione dopo generazione

Aumento del throughput dei segnali e dello user plane grazie a una microarchitettura avanzata

Vantaggio Data Plane Development Kit (DPDK) dalle nuove istruzioni e dai nuovi acceleratori integrati Intel® AVX-512

Networking a elevato throughput integrato, con connettività sicura avanzata

  • Fino a otto porte Ethernet con funzionalità di elaborazione dei pacchetti fino a 100 Gbps con inline IPSec
  • Supporto assicurato per i requisiti legati alla velocità della linea, garantendo al contempo un maggior valore attraverso funzionalità e servizi aggiuntivi

Costi complessivi di gestione inferiori

  • Aumento della larghezza di banda I/O grazie a PCIe 4.0 (16 GT/s) con fino a 32 linee
  • Aumento del carico di lavoro degli utenti per nodo, per un'implementazione conveniente dei servizi avanzati

Acceleratori crittografici e IA integrati

  • Rispetto alla generazione precedente, l'Intel® QAT migliorato offre una maggiore accelerazione
  • Le nuove istruzioni per l'IA accelerano i carichi di lavoro relativi a IA/deep learning

Scalabilità fino a 20 core

  • Architettura standard singola per il portafoglio di prodotti NFV, inclusi i processori scalabili Intel® Xeon®
  • Riduzione dell'investimento totale necessario per la piattaforma, grazie all'accorpamento dei carichi di lavoro relativi ad applicazioni, controllo e data plane, con retrocompatibilità del software

Funzionalità avanzate per implementazioni edge

La costante espansione dalla gamma di utilizzi e la loro crescente importanza mettono sempre più sotto pressione le risorse di computing fornite nell'edge per le prestazioni, la gestibilità e la protezione dei dati. I processori Intel® Xeon® D offrono nuove tecnologie basate su hardware che accelerano i carichi di lavoro, semplificano la manutenzione e migliorano la sicurezza.

Nuova tecnologia Vantaggio
Accelerazione core Istruzioni per la manipolazione dei vettori a livello di byte (VBMI) Accelerazione della compressione/decompressione nel core per i carichi di lavoro dei database in memoria
Istruzioni VPMADD52 Generazione di crittografia a chiave pubblica - accelerazione SSL dei server web del front end
Nuove estensioni SHA Accelerazione di hashing, SSL, TLS, IPsec, dedup, blockchain
Vector AES Accelerazione dei carichi di lavoro dei database
Ottimizzazione e gestione delle prestazioni Tecnologia Intel® Resource Director (Intel® RDT) Monitoraggio e controllo della memoria e dell'utilizzo della cache di ultimo livello
All Core Turbo flessibile2 e prioritizzazione della frequenza di base2 Frequenze più elevate per un sottoinsieme di core mentre tutti i core sono attivi per gestire le prestazioni a livello di applicazioni
Intel® Speed Select2 Frequenza di base più elevata a fronte di un numero inferiore di core per lo SKUing dinamico
Base dei moduli interna SKUing dei sotto-segmenti ottimizzato per il risparmio energetico
Miglioramenti della virtualizzazione Miglioramento delle prestazioni dei carichi di lavoro NFV
Aggiornamento DRAM asincrono (ADR) L'ADR con backup migliorato della batteria riduce significativamente i requisiti legati alle dimensioni della batteria
Sicurezza Intel® SGX-Trusted Environment Mode (Intel® SGX-TEM) Protezione dei dati granulare grazie all'isolamento delle applicazioni nella memoria
Intel® Total Memory Encryption – Multi-Tenant (Intel® TME-MT) Isolamento in VM container per piattaforme multi-tenant
Intel® Platform Firmware Resilience (Intel® PFR) Proteggere, individuare e correggere minacce alla sicurezza nei momenti di transito, avvio ed esecuzione
Nuovi algoritmi in Intel® QAT di terza generazione SHA3, SM3, SM4, ChachaPoly aggiunti per accelerare i carichi di lavoro IPsec, TLS e DTLS
Intelligenza artificiale (AI) Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) Accelera le prestazioni dei carichi di lavoro ad alta intensità computazionale, tra cui IA/deep learning, simulazioni scientifiche e analisi finanziarie
Istruzioni di rete neurale vettoriali (VNNI) Offre una significativa accelerazione del deep learning e un notevole risparmio energetico attraverso l'utilizzo di un singolo set di istruzioni vettoriali

Specifiche dei pacchetti: Avanzato rispetto a Standard

I processori Intel® Xeon® D-2700 e D-1700 sono simili nel design, ma presentano un fattore di forma, un numero di core, una potenza di progettazione totale e altre caratteristiche differenti. Queste specifiche differenti permettono di assegnare i SoC agli utilizzi che rispondono ai corrispondenti requisiti e limiti in termini di prestazioni, costi, spazio e potenza.

Socket SoC: Flip Chip Ball Grid Array (FCBGA) 52,5 mm x 45 mm SoC: Flip Chip Ball Grid Array (FCBGA) 45 mm x 45 mm
Core 4-20 con tecnologia Intel® Hyper-Threading 2-10 con tecnologia Intel® Hyper-Threading
Cache LLC: 1,5 MB/core (max. 30 MB) MLC: 1,25 MB/core LLC: 1,5 MB/core (max. 15 MB) MLC: 1,25 MB/core
TDP (Thermal Design Power) 64–125 watt 25–85 watt
Memoria 34 canali DDR4 (2 DIMM da 2.933 MT/s per canale, 1 DIMM da 3.200 MT/s per canale) Densità 8 Gb e 16 Gb Fino a 512 GB di capacità con RDIMM 32 o 3 canali DDR4 fino a 2.933 MT/s, 1 e 2 DIMM per canale Densità 8 Gb e 16 Gb Fino a 384 GB di capacità con RDIMM
Connettività Ethernet Intel® integrata. Opzioni di throughput fino a 100 Gbps Connettività: 1, 2,5, 10, 25, 40, 50, 100 GbE con RDMA (iWARP e RoCE v2)4 Opzioni di throughput fino a 100 Gbps Connettività: 1, 2,5, 10, 25, 40 GbE con RDMA (iWARP e RoCE v2)4
Intel® QAT integrato Intel® QAT di terza generazione: Crittografia fino a 100 Gbps Compressione fino a 70 Gbps 80kOps PKE RSA 2K Intel® QAT di seconda generazione: Crittografia fino a 20 Gbps Compressione fino a 15 Gbps 20kOps PKE RSA 2K
PCI Express Totale di 56 linee combinando 32 PCIe 4.0 + 24 HSIO PCIe 3.0 32 PCIe 4.0 linee BW completamente dedicate dal complesso CPU (otto porte root) Biforcazione: NTB x16, x8, x4 tramite linee PCI 4.0: x16 e x8 Totale di 40 linee combinando 16 PCIe 4.0 + 24 HSIO PCIe 3.0 16 PCIe 4.0 linee BW completamente dedicate dal complesso CPU (quattro porte root) Biforcazione: NTB x16, x8, x4 tramite linee PCI 4.0: x16 e x8
Supporto SATA Fino a 24x SATA 3.0 su HSIO
I/O flessibile ad alta velocità

24 linee I/O flessibili ad alta velocità configurate come PCIe/SATA/USB

Fino a 24 linee di PCIe 3.0 (2,5, 5, 8 GT/s, supporto per biforcazione: x8, x4, x2; 12 porte root)

o fino a 24 SATA 3.0, o fino a quattro porte di USB 3.0

La larghezza di banda combinata HSIO è limitata a 16 linee PCIe 3.0 equivalenti

Altre caratteristiche UART, LPC, SPI, eMMC 5.1, 2x USB 2.0, Intel® ME (Manageability Engine), SGX, TME-MT, PFR

Il portafoglio dei processori Intel® per l'edge computing

I sistemi aperti costruiti su processori Intel® permettono agli architetti di adattare le proprie soluzioni al livello di elaborazione e prestazioni richiesto, tenendo conto, al contempo, dei limiti di spazio e potenza specifici di ciascuna implementazione. I processori Intel® Xeon® D rientrano nel più ampio portafoglio di processori edge di Intel, che include anche processori Intel® Xeon® scalabili e processori Intel Atom® C3000. Insieme, queste famiglie di processori soddisfano l'intera gamma dei requisiti necessari per l'edge computing, garantendo la compatibilità software completa di tutto il portafoglio.

Per maggiori informazioni: www.intel.com/xeond.

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0222/FS/MESH/346434-001US.

Informazioni su prodotti e prestazioni

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Vedere [9] all'indirizzo www.intel.com/processorclaims: Intel® Xeon D. I risultati possono variare.

2La disponibilità varia in base alla SKU.
3Possibile capacità di memoria superiore in base a tipo di DIMM utilizzato, UDIMM SODIMM, LRDIMM, memoria saldata.
4Il numero di porte supportate varia a seconda della SKU e della configurazione.