「第5世代Xeonスケーラブルプロセッサ」はどう変わったのか？ その秘密を技術解説する（2/4 ページ）

当初予告されていた通り、Intelが12月14日に「第5世代Xeon スケーラブルプロセッサ」（開発コード名：Emerald Rapids）を発表した。第4世代と同じCPUソケットを採用していることから「マイナーチェンジ」とも見られがちだが、実は変更／改良点が多岐に渡っている。2023年11月末に米国で行われた説明会の内容をもとに、その変化をチェックしていこう。

[西川善司，ITmedia]

第5世代Xeon SPのラインアップ

　第5世代Xeon SPの製品ラインアップは以下のようになっている。1ソケット（1S）ソリューションや2ソケット（2S）ソリューションを中心としたモデルのみの提供となっており、これ以上の大規模なマルチソケット（H）システムについては、システムベンダーを通して遅れてリリースされる見通しだ。

　表を見ても分かるように、対応メモリは全てDDR5規格となる。基本的に動作クロックが高いほど、ダイ（あるいはコア）の数が多いほど製品グレードが高まるのは、クライアントPC向けCPUと同様だ。

第5世代Xeon SPのラインアップ

　近年のXeon SPは、用途別にラインアップが細分化されている。上で示した表でも汎用（はんよう）的な「高性能サーバ用」「標準性能サーバ用」の他、「水冷システム用（Q）」「ネットワークサーバ用（N）」「クラウド事業者用（P／V）」「ストレージサーバ用（S）」や、長期（10年）サポート付きの「基幹サービス用（T）」と、細かく区分されていることが分かる。

　製品リストを見ると「DSA」「IAA」「QAT」「DLB」という項目もあるが、これはCPUに内蔵されているアクセラレーターユニットの基数を表している。これらのアクセラレーターは第4世代から引き続き搭載されているものだが、本稿でも軽く解説しておこう。

DSA：Data Streaming Accelerator

　DSAは「Data Streaming Accelerator」で、CPUのロード／ストア命令に成り代わり、主にメモリ間コピーを実践してくれるユニットだ。イメージとしてはDMA（Direct Memory Access）ユニットに近いのだが、DSAはデータの伝送範囲を「CPU〜メモリ〜キャッシュ」だけでなく、「メモリ〜ストレージ〜各種PCI Expressデバイス」にまで広げることで汎用性を高めている。

　DMAと同じように、DSAを運用するには各種パラメータ設定が必要となる。自動で有効化できるものではないため、活用には一定の技術力や理解力が求められるが、その難易度を下げる目的のプログラムライブラリとして「Intel Media Transport Library（IMTL）」や「Data Plane Development Kit（DPDK）」も提供されている。

IAA：In-Memory Analytics Accelerator

　IAAは「In-Memory Analytics Accelerator」の略で、メモリ内容の圧縮／展開／暗号化／復号／フィルタリングを請け負うアクセラレーターだ。製品リストを見ると、ネットワークサーバ向け製品はIAAの搭載数が極端に多い。

　IAAの活用目的はいろいろあるが、例えば「悪意のあるプログラムが、標的のプログラムのデータ領域から“生データ”を抜き出しても、全く意味のなさないデータに見せる」といったことができる。制御設定はCPUから行われるが、実務は完全にCPUの手から離れた状態で行われるのは、先に紹介したDSAと同様だ。また、IAAとDSAは連携して使うこともできる。

QAT：Quick Assist Technology

　QATは「Quick Assist Technology」の略で、こちらもデータの圧縮／展開／暗号化／復号／フィルタリングを請け負うアクセラレーターとなる。製品リストを見ると、ネットワークサーバ向けモデルはもちろん、ストレージサーバ向けモデルもQATの搭載数が多い。

　IAAとの違いだが、IAAはメモリの内容そのものや、メモリアクセスに付随する各種処理系を担うのに対して、QATはアプリが取り扱うデータパッケージに対する処理を担当する。

DLB：Dynamic Load Balancer

　DLBは「Dynamic Load Balancer」の略で、多くの場合「特定のCPUコアに負荷が集中することを軽減する機構」だと説明される。ただし、ここでいう「負荷」は演算の負荷ではなく、ネットワーク経由で伝送されるパケットデータを処理する際の負荷を意味する。ゆえに、DLBもネットワークサーバ向け製品やストレージサーバ向けモデルに多く搭載されている。

　100Gbpsクラスのネットワーク処理が特定のCPUコアに一極集中すると、サーバ全体のパフォーマンスに影響する。DLBはこの問題を緩和するために用意されているが、利用するには仮想ドライバの導入と、専用のフロントエンドアプリが必要となる。「あるだけで勝手に恩恵が得られる」というものではないので注意しよう。

第5世代Xeon SPに搭載される各種アクセラレーターの性能比較（いずれも未使用時を「1」とした場合の性能を示している）

　次のページでは、第5世代Xeon SPの特徴をもう少し“深掘り”してみよう。