Wenn Sie in den letzten 12-18 Monaten die Technologiepresse aufmerksam verfolgt haben, sind Ihnen möglicherweise eine ziemlich große Anzahl negativer Geschichten über das Prozessorgeschäft von Intel aufgefallen. Eine genaue Beobachtung der Hardware-Enthusiasten-Community, darunter viele der angesehensten Hardware-Analysten und -Rezensenten, zeichnet ein noch düstereres Bild über Intel im Bereich der Serverprozessoren.
Trotz alledem wird Intel in absehbarer Zeit nicht sein gesamtes Geschäft mit Serverprozessoren verlieren. Ich bin jedoch fest davon überzeugt, dass Intel in den nächsten 12-18 Monaten nach der Veröffentlichung der kommenden 7-nm-AMD EPYC „Rome“-Serverprozessoren erhebliche Marktanteile verlieren wird. Mit bedeutendem Marktanteil spreche ich in diesem Zeitraum im Bereich von 10-15 %. Die früheren AMD EPYC „Naples“-Prozessoren haben im Serverbereich „die Pumpe angekurbelt“, und die großen Serveranbieter sind jetzt viel empfänglicher für AMD.
Viele Jahre lang habe ich ausdrücklich davon abgeraten, ihre SQL Server-Workloads auf AMD-Hardware auszuführen, da die Leistung der Single-Thread-CPUs viel niedriger ist und die Lizenzkosten für den SQL Server-Kern höher ausfallen. Jetzt rate ich den Leuten, AMD für SQL Server-Workloads stark in Betracht zu ziehen, da die AMD EPYC „Rome“-Prozessoren im dritten Quartal 2019 veröffentlicht werden. Was hat also meine Meinung geändert?
Der Tod von Tick-Tock
Von 2007 bis 2016 konnte Intel seine Tick-Tock-Release-Strategie erfolgreich umsetzen, bei der etwa alle zwei Jahre eine neue Prozessor-Mikroarchitektur (ein Tock-Release) eingeführt wurde. Ein Jahr nach einem Tock-Release würde Intel dieselbe Mikroarchitektur (mit einigen geringfügigen Verbesserungen) nehmen und den Herstellungsprozess verkleinern, um ein Tick-Release zu erstellen.
Dies führte zu einer vorhersehbaren Veröffentlichungskadenz und lieferte auch erhebliche Leistungssteigerungen und andere Verbesserungen mit jeder Veröffentlichung, insbesondere Tock-Veröffentlichungen. Dadurch wurde es für Datenbankexperten einfacher, Argumente für ein Hardware-Upgrade zu finden, und das typische Upgrade lohnte sich mehr.
Der Tick-Tock-Release-Zyklus fiel im Grunde um 2015 auseinander, da Intel nicht in der Lage war, von einem 14-nm-Fertigungsprozess zu einem 10-nm-Fertigungsprozess überzugehen. Intel ist seit der Broadwell-Veröffentlichung im 4. Quartal 2016 im Serverbereich bei 14 nm festgefahren. Anfang 2016 ging Intel offiziell zu dem über, was sie „Process-Architecture-Optimization (PAO)“ nennen.
Dies hat seit Broadwell-EP zu einer sehr deutlichen Reduzierung der Leistungssteigerungen der Generationen geführt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Core-Prozessor jeder Generation.
Abbildung 1:Generationsübergreifende Intel Xeon-Leistungssteigerungen
Mangelnder Wettbewerb im Serverbereich
Seit der Intel Nehalem-Mikroarchitektur im Jahr 2008 haben Intel-Serverprozessoren in der Vergangenheit eine deutlich bessere Single-Thread-CPU-Leistung und einen geringeren Stromverbrauch als konkurrierende AMD-Prozessoren geliefert. Diese Situation war so schlimm, dass Microsoft einen Rabatt von 25 % auf die Kosten für SQL Server-Prozessorkernlizenzen anbot für SQL Server 2012 und SQL Server 2014, wenn Sie auf qualifizierten AMD Opteron-Prozessoren mit sechs oder mehr Kernen ausgeführt wurden.
Selbst mit diesem Lizenzrabatt von 25 % war es aufgrund ihrer extrem schlechten Single-Thread-Leistung nicht wirklich rentabel, AMD Opteron-Prozessoren für die SQL Server-Nutzung zu verwenden. Mit einem geeigneten, modernen Intel Xeon E5- oder E7-Prozessor könnten Sie während dieses Zeitraums leicht mehr Gesamt-CPU-Kapazität, eine bessere Single-Thread-CPU-Leistung und viel niedrigere SQL Server-Lizenzkosten erhalten.
Da Intel aus Leistungssicht keine tragfähige Konkurrenz hatte, hatten sie wenig Anreiz, weiterhin im gleichen Tempo Innovationen voranzutreiben. Intel wurde in den letzten zehn Jahren selbstzufrieden und eröffnete AMD schließlich eine große Chance. AMD hat hiervon mit seiner Zen-Architektur und der neuen Zen 2-Architektur profitiert, die einen modularen 7-nm-Fertigungsprozess der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) verwenden.
Sicherheitslücken in Intel-Prozessoren
Zu Intels Problemen kommt noch eine Reihe von Prozessor-Schwachstellen hinzu, die in den letzten 18 Monaten entdeckt und veröffentlicht wurden. Dazu gehören Spectre, Meltdown, Foreshadow und ihre Varianten sowie neuere Exploits wie Zombieload. Im Allgemeinen sind moderne Intel-Prozessoren anfälliger für diese Art von Angriffen als moderne AMD-Prozessoren.
- AMD-Produktsicherheit
- Intel Product Security Center-Empfehlungen
Ältere Intel-Prozessoren sind anfälliger für diese Exploits und leiden stärker unter Leistungseinbußen durch vorhandene Software- und Firmware-Fixes. Die neuesten Intel Cascade Lake-SP-Prozessoren verfügen über Schutzmaßnahmen auf Hardwareebene für einige der Spectre- und Meltdown-Exploits, wodurch die Auswirkungen auf die Leistung im Vergleich zu früheren Schutzmaßnahmen auf Firmware- oder Softwareebene reduziert werden.
Ich habe bereits im Januar 2018 eine Reihe von Blog-Posts darüber geschrieben, darunter diese:
- Überprüfen Ihrer SQL Server-Instanz auf Spectre/Meltdown-Patches
- Überprüfen Ihres Meltdown- und Spectre-Mitigation-Status in Windows
Die aktuellen SQL Server-spezifischen Anleitungen von Microsoft zu diesem Thema finden Sie hier.
„Rome“-Highlights der AMD EPYC 7002-Serie
Die 7-nm-AMD-EPYC-7002-„Rome“-Prozessoren werden zwischen 8 und 64 physische Kerne haben, plus Simultaneous Multi-Threading (SMT), das AMD-Äquivalent zu Intel Hyper-Threading. Sie haben außerdem bis zu 256 MB L3-Cache pro Prozessor.
AMD behauptet, dass die Anweisungen pro Takt (IPC) zwischen den Desktop-Generationen Zen+ und Zen 2 um 15 % gestiegen sind, und wir werden wahrscheinlich einen ähnlichen Anstieg zwischen dem vorherigen AMD EPYC 7001 „Naples“ und den Prozessoren der AMD EPYC 7002-Serie sehen.
Bisher kennen wir die offiziellen Basis- und Turbo-Taktraten nicht, aber es gab kürzlich ein Leck von Teilspezifikationen und Preisen eines europäischen Einzelhändlers, der maximale Boost-Taktraten von bis zu 3,4 GHz auflistete. Wir werden die tatsächliche Single-Thread-Leistung dieser Prozessoren nicht kennen, bis sie veröffentlicht und von neutralen Drittanbieter-Testern bewertet wurden. Ich bin optimistisch, dass sie eine höhere Single-Thread-CPU-Leistung haben werden als Intel Cascade Lake-SP-Prozessoren.
Diese Rome-Prozessoren verfügen über acht Speicherkanäle, die DDR4-3200-Speicher mit bis zu 4 TB RAM pro Sockel unterstützen. Der Prozessor unterstützt auch 128 PCIe 4.0-Lanes (die die doppelte Bandbreite von PCIe 3.0-Lanes haben). So viel Arbeitsspeicher und E/A-Bandbreite machen diesen Prozessor zu einer ausgezeichneten Wahl für DW-Workloads.
Hardwareanbieter sind ziemlich begeistert von Rome, da Dell plant, die Anzahl der angebotenen AMD-basierten Servermodelle bis Ende 2019 zu verdreifachen. Wenn die durchgesickerten Preisinformationen stimmen, werden AMD Rome-Prozessoren deutlich günstiger sein als Intel Cascade Lake- SP-Prozessoren.
Abbildung 2:AMD EPYC Rome-Prozessor
Inwiefern ist das für SQL Server relevant?
Sie fragen sich vielleicht, warum Sie sich als Experte für SQL Server-Datenbanken um all das kümmern sollten? Es gibt viele Gründe! Dazu gehören Ihre gesamte Server-CPU-Kapazität, Ihre Singlethread-CPU-Leistung, Ihre Arbeitsspeicherdichte und -kapazität, Ihre gesamte E/A-Kapazität und Ihre Lizenzkosten für SQL Server 2017/2019.
Ich denke, es gibt eine große Anzahl bestehender SQL Server-Instanzen da draußen, die auf älteren Versionen von SQL Server, auf älteren Versionen von Windows Server, vielleicht auf älteren Versionen eines Hypervisors laufen, die hauptsächlich auf älteren Generationen von Intel Xeon-Prozessoren laufen. Viele Unternehmen lassen ihre Legacy-Umgebungen seit einigen Jahren am Laufen und warten auf eine sinnvolle Reihe von Gründen, um endlich eine vollständige Aktualisierung der Datenplattform durchzuführen. Für viele dieser Organisationen wird die zweite Hälfte des Jahres 2019 in die erste Hälfte des Jahres 2020 ein Fenster sein, in dem es sinnvoll ist, endlich ein Upgrade durchzuführen.
Nachdem Sie sich für ein Upgrade entschieden haben, sollten Sie sich überlegen, ob Sie Ihre SQL Server-Instanzen auf einer AMD-Plattform oder einer Intel-Plattform betreiben möchten. Aufgrund der Vorteile der AMD Zen 2-Architektur kann die Wahl einer AMD-Plattform für Ihre neuen Server aus mehreren Perspektiven die beste Wahl sein. Dazu gehören wahrscheinlich bessere Singlethread-CPU-Leistung, bessere Multithread-CPU-Leistung, höhere Speicherdichte und -kapazität, höhere Speicherbandbreite, höhere E/A-Bandbreite, bessere Sicherheit auf Hardwareebene und niedrigere Prozessorpreise.
