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Intel Cascade Lake (Xeon Scalable 第2世代) CPUとOptane Persistent Memoryについて

 
皆さん、こんにちは レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ 小宮です。本日はNutanixのお話から離れてIntel CPUとPersistent Memory(永続性メモリ)についてお話したいと思います。
 
2019年4月にIntel社から第二世代のXeon Scalable プロセッサとしてCascade LakeシリーズのCPUとそれに合わせてPersistent Memoryについて発表がありました。
サーバー各社こちらのCPUを搭載サーバーを販売しておりますが、LenovoについてもThinkSystemシリーズは4月から、ThinkAgileシリーズはHX/VXシリーズは5月から、MXシリーズは6月から出荷開始しております。
今回はこちらのCPUの特徴とPersistent Memoryについてご説明するのですが、特にPersistent Memoryについては、様々な領域に影響を与えるテクノロジーであることから、焦点を当ててお話します。 
1.Cascade Lakeプロセッサについて

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CasCade Lakeのプロセッサは前世代のSkyLakeの後継プラットフォームでリリースされていますが、今回のプラットフォームについては、CPUのリフレッシュだけではなく、Intel Optane DC Persistent MemoryのサポートとDeep Learning およびAI向けの処理にも対応した機能が盛り込まれております。
 

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・向上したパフォーマンス
 前世代に比べてCPUのパフォーマンスとメモリのパフォーマンスが向上しております。
・DC Persistent Memoryのサポート
 次章で詳しく紹介します
・Deep Learning およびAIワークロードをサポート
 VNNI(Vector Neural Network Instructions)と呼ばれる AVX512 の拡張命令に対応し、従来世代よりもよりディープラーニングの処理が高速になる「Intel Deep Learning Boost」などの新機能が搭載
 
ここで、Cascade LakeのCPUに関して説明したいと思います。
2.Intel Xeon Processor Scalable ファミリー

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CPUの型番としては、3桁目の百のくらいが2に変わっただけに思えますが、実は型番の最後のアルファベットに今回特徴があります。
リソースの優先順位をつけて周波数を変更することによりワークロードの処理を効率化するSpeed Select TechnologyやNFV向けに最適化された技術や高密度の仮想化環境を実現するものやメモリ搭載容量が増やせるモデルも存在しております。
つまり、ワークロードの種類により、お客様の要望に応じたCPUの選択が実現することになります。
CPUのラインナップについては以下のページご確認頂けます。
 
今回はSpeed Select Technologyについて簡単に説明したいと思います。
3.Speed Select Technology(SST)

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SSTは1台のサーバー内で動作しているワークロードを効率良く処理させるために、ワークロードに優先順位をつけて、CPUのリソースを一時的に多く割り当てます。
詳細内容については、イメージを参照して頂ければと思います。
また、他のページにも記載はありますので、そちらも合わせて参照して頂ければと思います。
4.Intel Optane DC Persistent Memory

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このソリューションは、大量のデータをCPUの近くに移動するため、(最初にストレージから取得することなく)リアルタイムでアクセス、処理、および分析できます。この製品は高性能で、低レイテンシでDDR4 DRAMに匹敵します。さらに、NAND SSDに一般的に見られる、より大容量のデータ持続性機能があります。1サーバーあたり100万近いIOPSを実現することも可能です。(ワークロード次第です)

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つまりお客様はより多くのデータをより高速に処理するためにCPUに近づけることができ、システムの電源を入れ直すとデータがメモリに残ることになります。

5.2つのメモリアクセスモード

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Persistent Memoryについては、2つのアクセスモードがあります。
・Memory Mode
 混在しているDRAMとOptane DC Persistent Memoryのうち、DRAMをキャッシュとして、Optaneをメインメモリとして使います
・App Direct Mode
 アプリケーションがDRAMとOptaneをそれぞれ別々に利用することができ、Optaneは高速ストレージとして利用することができます
(Persistent Memoryは現時点では512GB最大容量となります)
6.CPUとメモリ構成について

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また、CPUとメモリ構成については、イメージのようになっています。1CPUから最大6枚のPersistent Memoryが利用可能ですが、チャネルの関係で偶数枚を選択する必要があります。また、6枚構成時が最大パフォーマンスを発揮できるようになっていますので、6枚単位で必要な容量を選択すると良いでしょう。
7.DCPMMのターゲットユースケース

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Persistent Memoryのターゲットとしているエリアは高速メモリアクセスが必要としている、インメモリデータベースや負荷が高いデータベース、仮想化環境が対象になります。VDIなどの同時アクセスが発生するワークロードについても効果的と言えるでしょう。
また、RDMAなどの技術と組み合わせてPMoF(Persistent Memory over Fabric)などで利用されることが想定されます。そのほか、NFViなどのエリアでも利用は想定されますが、エッジコンピューティングでAI環境でこちらが利用できると非常に効果的に投資できるかもしれません。
VMwareやMicrosoftについてこちらの技術に対応しておりますが、各種ソリューションについては未対応のところもありますので、ご確認頂ければと思います。
 
以上、よろしくお願い致します。