芯耀
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英特爾近日重磅發(fā)布了首款配備能效核的至強6處理器（代號Sierra Forest），為高密度、橫向擴展工作負載帶來性能與能效的雙重提升。
英特爾CEO帕特·基辛格(Pat?Gelsinger)在臺北舉行的Computex上，高調(diào)指出了至強6的重要意義，他表示，“至強6在我們的競爭力上是向前邁出的一大步，不僅保住了我們的市場，而且重新獲得了我們失去的一些市場份額機會?！敝翉?有哪些優(yōu)點？如何能夠“擔(dān)此重任”？它對AI大模型競爭激烈的當(dāng)下有哪些重要意義？
至強首次拆分為兩大系列：P核/性能核和E核/能效核
以ChatGPT為代表的生成式AI在迅速演進。幾個月前，我們與它的交互還是文字對話，但近來ChatGPT升級后，不僅支持語音交互，而且溝通過程中被“打斷”，也能迅速做出反應(yīng)，給出滿意的答復(fù)。
這種非常實時的、始終處于激活狀態(tài)下的AI應(yīng)用，對算力帶來的挑戰(zhàn)實際是巨大的，畢竟數(shù)據(jù)中心不能一味擴張，效率、TCO、能源消耗等等都是需要直面的重大問題。
英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理陳葆立指出，AI技術(shù)架構(gòu)內(nèi)的設(shè)施非常昂貴，以更好的硬件架構(gòu)提升效率、降低成本，是非常重要的方向。
至強6首次對至強產(chǎn)品線進行了拆分，分為P核/性能核和E核/能效核。針對計算密集型和AI工作負載等應(yīng)用，比如大數(shù)據(jù)、AI推理、游戲等，用P核處理器；E核的優(yōu)勢則是在微服務(wù)、云原生、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等方面，主要針對高核心密度和規(guī)模擴展任務(wù)所需的高效能進行了優(yōu)化。兩者架構(gòu)兼容，共享軟件棧和開放的軟、硬件供應(yīng)商生態(tài)。
以企業(yè)服務(wù)器5年升級更新一次為例，將至強6的E核/能效核與第二代至強相比，在媒體處理、網(wǎng)絡(luò)處理、微服務(wù)等方面基本可以實現(xiàn)2-3倍的性能提升，幫助企業(yè)用戶實現(xiàn)更好的性能與能效平衡。
P核/性能核主要面向云廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等，由于他們所提供的云服務(wù)需要更好、更快的刷新速度，因此基本會逐代進行升級更新。至強6的P核/性能核對比第五代至強，在AI、HPC等工作負載方面，也都實現(xiàn)了2倍以上的性能提升。
除了至強產(chǎn)品線的代際提升對比，英特爾也公布了對標友商產(chǎn)品的情況：不論是AI推理運算還是媒體處理，在性能和能效方面，至強6都實現(xiàn)了明顯的性能提升。
此次推出的英特爾至強6能效核處理器基于Intel 3制程工藝，憑借高核心密度及出色的每瓦性能，可在提供高效算力的同時顯著降低能源成本。性能與能效的升級使其非常適合要求嚴苛的高密度、橫向擴展工作負載，包括云原生應(yīng)用和微服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)功能、分布式數(shù)據(jù)分析、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，以及消費者數(shù)字服務(wù)等。
據(jù)陳葆立介紹，企業(yè)通過將其數(shù)據(jù)中心服務(wù)器升級至最新的至強6能效核CPU，能夠顯著提升能效和空間利用率。相比原來的服務(wù)器，新款CPU在保持相同算力的前提下，僅需原來1/3的服務(wù)器數(shù)量，從而節(jié)約了2/3的機柜空間。這種升級不僅有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排，還能在節(jié)省出的空間中部署更多服務(wù)器或AI硬件，增強整體計算能力。
除了本次亮相的能效核產(chǎn)品之外，英特爾至強6性能核處理器（代號Granite Rapids）預(yù)計將于下季度推出。
剖析至強6設(shè)計理念和亮點：接口、互連、封裝等
云服務(wù)和企業(yè)級應(yīng)用對AI訓(xùn)練、大數(shù)據(jù)處理、存儲、微服務(wù)和流媒體等計算服務(wù)的需求日益增長，因此，硬件和云服務(wù)提供商必須在研發(fā)成本、性能、功耗、能效、利用率以及安全和可靠性等多個方面進行權(quán)衡。
“數(shù)據(jù)中心在處理多樣化計算需求時面臨的挑戰(zhàn)，正是英特爾至強6在設(shè)計時需要充分考慮的問題”，英特爾的一位資深技術(shù)專家表示。
至強6系列處理器包括能效核6700和性能核6900兩個平臺，它們均采用性能核和能效核的組合，形成2×2矩陣，滿足不同用戶的需求。這兩個平臺基于相同的底層技術(shù)構(gòu)建，確保了高度兼容性的同時簡化了開發(fā)驗證過程。
6700和6900系列均增強了PCIe和CXL接口的數(shù)量，以及CPU間互連的UPI帶寬。最新發(fā)布的6700系列產(chǎn)品，配備了144個能效核，據(jù)稱，即將發(fā)布的6900系列則進一步將能效核數(shù)量翻倍至288個。
從微架構(gòu)角度來看，性能核由于集成了AVX-512和AMX等向量和矩陣運算單元，為高并發(fā)計算任務(wù)（如AI和科學(xué)計算等），提供了高性能的計算能力。再結(jié)合MCR內(nèi)存技術(shù)，性能核能夠獲得更高的帶寬支持，進一步增強了其處理能力。
此外，在亂序執(zhí)行方面，性能核提供了512長度的亂序執(zhí)行引擎，能夠更好地優(yōu)化編程中的軟件指令，可以更大程度使用后面的執(zhí)行引擎，這是延續(xù)英特爾以往的產(chǎn)品路線圖的性能核產(chǎn)品。
與此相對，能效核則是英特爾在服務(wù)器端新引入的產(chǎn)品版本，它通過簡化和裁剪一些功能來優(yōu)化能效比。例如，能效核不具備AVX-512和AMX功能，同時，它對L2緩存進行了調(diào)整，從每個核心2M降至1M，同時L3緩存容量也有所不同。這些調(diào)整減少了每個能效核心的硅片面積和功耗，使得在相同的芯片面積或功耗限制下，能夠提供更多的核心數(shù)量，從而實現(xiàn)更高的吞吐量。
從封裝構(gòu)造的角度來看，至強6的設(shè)計理念也有很大改變。例如第五代至強處理器中采用EMIB技術(shù)，是通過兩個芯片的組合，突破了傳統(tǒng)尺寸限制，集成了更多復(fù)雜邏輯功能，從而提升性能和功能性。而至強6不再是簡單的尺寸劃分，而是依據(jù)功能塊進行劃分，中間為計算die，上下為I/O die，由于I/O die與高速I/O緊密相關(guān)，對密度要求較低，因此可以采用成熟的Intel 7工藝，而計算die對計算密度及核心邏輯密度要求比較高，因此采用最新的Intel 3制程工藝。
基于能效核至強6700系列，由一個計算die和兩個I/O die構(gòu)成，而6700系列中的性能核產(chǎn)品則根據(jù)核心數(shù)量的不同，分別以XCC、HCC、LCC代表高中低檔的芯片版本，它們共享相同的封裝和平臺設(shè)計，核心數(shù)量有區(qū)別，以適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)需求。
配備性能核的至強6900系列在I/O die的形狀和數(shù)量上與6700系列保持一致，每個芯片包含兩個I/O die，但計算核心數(shù)量有所增加。6900使用了與XCC相同的計算單元，通過增加計算單元的數(shù)量，將核心數(shù)量提升了約50%。與此同時，6900系列和6700系列的能效核采用了同樣的計算單元，只是數(shù)量從單片增至雙片、核心數(shù)量從144個增至288個，以實現(xiàn)更高的并行處理能力。
基于這些新特性，可以說最新的至強6系列融合了英特爾在封裝技術(shù)和制程工藝上的進步，而至強6模塊化設(shè)計和功能優(yōu)化的背后，是一系列關(guān)鍵技術(shù)的支撐。首先是Fabric技術(shù)，它充當(dāng)了計算die與I/O die之間的橋梁，實現(xiàn)了兩者的有機結(jié)合。其次，系統(tǒng)架構(gòu)能夠集成多個die，即使在涉及多個芯片的情況下，也能通過Fabric技術(shù)將它們無縫連接成一個協(xié)調(diào)一致的系統(tǒng)。這種設(shè)計巧妙地將每個芯片內(nèi)部的通路網(wǎng)絡(luò)擴展并融合，形成一個更大規(guī)模、更強大的整體通路系統(tǒng)。這不僅優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸的效率，而且顯著提升了處理器的功能和性能。
此外，EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）技術(shù)也發(fā)揮了重要作用，它以極高密度實現(xiàn)了芯片間的橋接，支持die間達到1TB/s的傳輸速度，確保了跨die連接的帶寬無損通信。
CXL 2.0技術(shù)也值得關(guān)注，這是一項由英特爾發(fā)明并不斷完善的創(chuàng)新技術(shù)，旨在增強處理器的功能和性能。CXL 2.0特別為Type 3設(shè)備提供了增強功能，包括鏈路細分和QoS（Quality of Service）控制，主要面向內(nèi)存擴展的使用場景。CXL Numa node模式允許系統(tǒng)的標準DRAM內(nèi)存和通過CXL技術(shù)擴展的內(nèi)存作為兩個獨立的Numa節(jié)點存在，并可通過軟件進行控制。這種分層管理允許優(yōu)化配置，同時對上層業(yè)務(wù)透明，是CXL技術(shù)的一種管理模式。
針對無法修改軟件以適應(yīng)CXL內(nèi)存擴展的客戶，英特爾提供了硬件管理方案。異構(gòu)交織（Hetero Interleaved）模式將系統(tǒng)原生的DRAM內(nèi)存和CXL內(nèi)存在地址上進行混合，實現(xiàn)內(nèi)存帶寬的平衡擴展，而應(yīng)用程序對CXL內(nèi)存的感知和管理被最小化。這種模式為系統(tǒng)提供了更大的內(nèi)存帶寬，同時保持了系統(tǒng)的高性能吞吐。
另一種模式是Flat memory mode，它通過硬件輔助實現(xiàn)CXL和原生DRAM之間的分層管理。在這種模式下，常用數(shù)據(jù)被優(yōu)先存儲在DRAM中，而其他數(shù)據(jù)則存儲在CXL內(nèi)存中，使得CXL內(nèi)存的性能接近于原生的DRAM性能，從而為用戶提供了高性能的內(nèi)存解決方案。通過這些模式，CXL 2.0技術(shù)為用戶提供了靈活的內(nèi)存擴展和管理選項。
聚焦數(shù)據(jù)中心新挑戰(zhàn)，生態(tài)合作應(yīng)對多樣化需求
隨著新一代至強6的推出，英特爾有望針對中國數(shù)據(jù)中心市場需求，推出更高效、節(jié)能的解決方案。至強6發(fā)布會上，多家本土生態(tài)伙伴展示了基于英特爾至強6能效核產(chǎn)品的最新解決方案。
金山云推出了搭載該處理器的金山云第九代高效型云服務(wù)器SE9，該服務(wù)器在計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等多個維度進行了深度優(yōu)化，提升了核心密度和關(guān)鍵工作負載的運行效率。
浪潮信息發(fā)布了基于至強6能效核處理器的新一代服務(wù)器，以其高效節(jié)能、安全可靠、靈活架構(gòu)和智能開放的核心特性，提高了算力基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，并降低了運營成本，有效應(yīng)對當(dāng)前數(shù)據(jù)中心面臨的能耗挑戰(zhàn)。
南大通用分享了為提高數(shù)據(jù)中心能效比而打造的分布式邏輯數(shù)據(jù)倉庫解決方案，該方案利用至強6能效核處理器的多核優(yōu)勢和工藝與微架構(gòu)的創(chuàng)新，提升了業(yè)務(wù)部署密度和單節(jié)點性能。
記憶科技則將“低碳節(jié)能”的設(shè)計理念融入基于英特爾至強6的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器全生命周期中，推動了高算力與低能耗相結(jié)合的高能效數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。
在探討數(shù)據(jù)中心逐漸走向加速計算的趨勢時，英特爾市場營銷集團副總裁兼中國區(qū)行業(yè)解決方案和數(shù)據(jù)中心銷售部總經(jīng)理梁雅莉表示，數(shù)據(jù)中心的算力架構(gòu)正在不斷變遷，隨著生成式AI的快速發(fā)展，對算力的需求變得更加多樣化?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心不再依賴單一的算力架構(gòu)滿足所有客戶需求，而是需要針對不同的應(yīng)用場景和業(yè)務(wù)負載提供定制化的解決方案，算力架構(gòu)的多樣性和異構(gòu)發(fā)展將是一個明顯的趨勢。
金山云高級副總裁劉濤進一步闡述，盡管企業(yè)在AI算力方面投入很大，但在整個AI業(yè)務(wù)流程中，主要是訓(xùn)練環(huán)節(jié)對算力需求較高。他指出，AI的整個生命周期包括數(shù)據(jù)抓取、清洗、重組、管理、訓(xùn)練和核心功能使用等多個環(huán)節(jié)，而加速算力主要針對矩陣并行運算，標準的通用算力仍然非常重要。
談及多樣化工作負載需求下，服務(wù)器的設(shè)計和部署挑戰(zhàn)時，浪潮信息服務(wù)器產(chǎn)品線總經(jīng)理趙帥提到，英特爾可提供完善和全面的生態(tài)系統(tǒng)支持，除此之外，面對業(yè)界多樣化和碎片化的算力需求，OEM廠商需要采用解耦的開發(fā)模式，將平臺開發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)分離，以提前進行平臺開發(fā)并適配多個產(chǎn)品。這種方式不僅保證了產(chǎn)品的敏捷迭代，也簡化了用戶端的部署和使用，并且能夠滿足客戶迅速采用最新處理器的需求。
記憶科技（深圳）有限公司服務(wù)器產(chǎn)品線總經(jīng)理朱勁松補充，硬件是基礎(chǔ)，如果沒有硬件的支持，軟件的效率將大大降低。他認為，英特爾提供的能效核和性能核是解決效率和性能問題的根本方案。此外，他強調(diào)了模塊化設(shè)計的重要性，模塊化允許產(chǎn)品的各個模組靈活組合，以支持不同的冷卻方式和存儲需求，從而更好地滿足不同客戶的硬件需求。
結(jié)語
英特爾至強6處理器的推出，是英特爾在構(gòu)建高效能、多樣化數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)方面的重要一步。梁雅莉強調(diào)，英特爾至強6能效核處理器專為云原生應(yīng)用和大規(guī)模分布式工作負載設(shè)計，能夠滿足云化數(shù)據(jù)中心對高性能、高密度和高能效的需求，同時有效降低數(shù)據(jù)中心的總體擁有成本（TCO）。英特爾期望與行業(yè)伙伴緊密合作，共同開發(fā)創(chuàng)新的端到端解決方案，以支持企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中取得成功。
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