革新的な新アーキテクチャを採用した、インテル® Xeon プロセッサー E3-1200 v3シリーズが発表されました。
「インテル® Advanced Vector Extensions 2 (AVX2)」をはじめとする新命令を搭載し、各コアのクロック周波数あたりの理論ピーク性能を、旧来のインテル® Xeon® プロセッサーに比べて整数演算・浮動小数点数演算共に倍増させた点がまず目を惹きます。今回は、TOP 500のランキングに用いられるベンチマークとして有名なHPLを、インテル® Xeon プロセッサー E3-1200 v3シリーズで走らせ、その性能向上を検証いたしました。
インテル® Xeon プロセッサー E3-1200 v3シリーズでは、従来のインテル® Xeon プロセッサーから以下の命令が追加されています。
プロセッサーナンバー | E5-2687W | E3-1280 v3 |
---|---|---|
コア数 | 8 | 4 |
コアあたりの論理スレッド数 | 2 | 2 |
クロック周波数 | 3.1 GHz | 3.6 GHz |
Turbo Boost最大周波数 | 3.8 GHz | 4.0 GHz |
理論ピーク性能 | 198.4 GFLOPS | 230.4 GFLOPS |
対応メモリ周波数 | 1600 MHz | 1600 MHz |
メモリチャネル数 | 4 | 2 |
対応メモリ合計容量 | 750 GB | 32 GB |
理論メモリ帯域 | 51.2 GB/s | 25.6 GB/s |
L3キャッシュサイズ | 20 MB | 8 MB |
PCI Express 3.0レーン数 | 40 | 16 |
CPUソケット | LGA2011 | LGA1150 |
対応ソケット数 | 2 | 1 |
チップセットとの接続(DMI) | PCI Express 2.0 × 4 | PCI Express 2.0 × 4 |
熱設計電力 | 150W | 82 W |
今回のベンチマークは、以下の環境で測定いたしました。
CPU | インテル® Xeon® プロセッサー E5-2670 | インテル® Xeon® プロセッサー E3-1270 v3 |
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コア数 | 8 × 2CPUs = 16 | 4 |
クロック | 2.6 GHz | 3.5 GHz |
理論ピーク性能 | 332.8 GFlops | 224 GFlops |
メモリ容量 | 8 GB × 8 = 64 GB | 8 GB × 4 = 32 GB |
OS | Red Hat Enterprise Linux 6.1 | CentOS 6.4 |
コンパイラ | Intel C++ Composer XE 2011 SP1 Update 2 | Intel C++ Composer XE 2013 Update 4 |
BLAS | Intel MKL 10.3 | Intel MKL 11.0 |
MPI | Open MPI 1.4.4 | Open MPI 1.6.4 |
HPL | 2.0 (N=81000) | 2.1 (N=60000) |
CPU | GFlops | Flop/cycle |
E5-2670 ×2CPUs | 311.0 | 7.5 |
E3-1270 v3 | 174.4 | 12.5 |
HPLのベンチマーク値によると、インテル® Xeon® プロセッサー E3-1200 v3シリーズの単体の性能は、コア数が2倍のE5-2600シリーズの8コア製品単体の性能と同等以上の水準に達しており、新命令による性能向上が目覚ましいものであると確認できます。あえてマルチソケット構成にする必要のない小規模なシステムでございましたら、安価で消費電力も大幅に少ないインテル® Xeon® プロセッサー E3-1200 v3シリーズを、従来製品の置き換えとしてお勧めいたします。
理論ピーク性能に対して実効性能比が 78% と振るわない点ですが、高速になりすぎたCPU に対して、メモリ帯域が追いついていないことが推測されます。検証に用いたHPL は、計算アプリケーションとしては比較的メモリ帯域を要求しない部類のものになります。そのため CFD のようなメモリ帯域を要求するアプリケーションについては、期待する性能を得られない可能性があります。これはAVXを初めて搭載した初代のインテル® Xeon® プロセッサー E3-1200シリーズ登場の際にも見られた現象ですが、同様にこのアーキテクチャの本領を発揮させるには、メモリチャンネル数の増強が期待される 2ソケット版のリリースを待つ必要があるかもしれません。
HPCシステムズでは、今後も新しいCPUの性能について検証し、レポートしていきます。
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