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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(qiáng)6處理器（代號(hào)Sierra Forest），為高密度、橫向擴(kuò)展工作負(fù)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(tái)北舉行的Computex上，高調(diào)指出了至強(qiáng)6的重要意義，他表示，“至強(qiáng)6在我們的競(jìng)爭(zhēng)力上是向前邁出的一大步，不僅保住了我們的市場(chǎng)，而且重新獲得了我們失去的一些市場(chǎng)份額機(jī)會(huì)?！敝翉?qiáng)6有哪些優(yōu)點(diǎn)？如何能夠“擔(dān)此重任”？它對(duì)AI大模型競(jìng)爭(zhēng)激烈的當(dāng)下有哪些重要意義？
至強(qiáng)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(jìn)。幾個(gè)月前，我們與它的交互還是文字對(duì)話，但近來ChatGPT升級(jí)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(shí)時(shí)的、始終處于激活狀態(tài)下的AI應(yīng)用，對(duì)算力帶來的挑戰(zhàn)實(shí)際是巨大的，畢竟數(shù)據(jù)中心不能一味擴(kuò)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(tuán)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(qiáng)6首次對(duì)至強(qiáng)產(chǎn)品線進(jìn)行了拆分，分為P核/性能核和E核/能效核。針對(duì)計(jì)算密集型和AI工作負(fù)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(shì)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(duì)高核心密度和規(guī)模擴(kuò)展任務(wù)所需的高效能進(jìn)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(jí)更新一次為例，將至強(qiáng)6的E核/能效核與第二代至強(qiáng)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(shí)現(xiàn)2-3倍的性能提升，幫助企業(yè)用戶實(shí)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(huì)逐代進(jìn)行升級(jí)更新。至強(qiáng)6的P核/性能核對(duì)比第五代至強(qiáng)，在AI、HPC等工作負(fù)載方面，也都實(shí)現(xiàn)了2倍以上的性能提升。
除了至強(qiáng)產(chǎn)品線的代際提升對(duì)比，英特爾也公布了對(duì)標(biāo)友商產(chǎn)品的情況：不論是AI推理運(yùn)算還是媒體處理，在性能和能效方面，至強(qiáng)6都實(shí)現(xiàn)了明顯的性能提升。
此次推出的英特爾至強(qiáng)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(shí)顯著降低能源成本。性能與能效的升級(jí)使其非常適合要求嚴(yán)苛的高密度、橫向擴(kuò)展工作負(fù)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(fèi)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(jí)至最新的至強(qiáng)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(jī)柜空間。這種升級(jí)不僅有助于實(shí)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(qiáng)整體計(jì)算能力。
除了本次亮相的能效核產(chǎn)品之外，英特爾至強(qiáng)6性能核處理器（代號(hào)Granite Rapids）預(yù)計(jì)將于下季度推出。
剖析至強(qiáng)6設(shè)計(jì)理念和亮點(diǎn)：接口、互連、封裝等
云服務(wù)和企業(yè)級(jí)應(yīng)用對(duì)AI訓(xùn)練、大數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、微服務(wù)和流媒體等計(jì)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(gè)方面進(jìn)行權(quán)衡。
“數(shù)據(jù)中心在處理多樣化計(jì)算需求時(shí)面臨的挑戰(zhàn)，正是英特爾至強(qiáng)6在設(shè)計(jì)時(shí)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(qiáng)6系列處理器包括能效核6700和性能核6900兩個(gè)平臺(tái)，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(gè)平臺(tái)基于相同的底層技術(shù)構(gòu)建，確保了高度兼容性的同時(shí)簡(jiǎn)化了開發(fā)驗(yàn)證過程。
6700和6900系列均增強(qiáng)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(gè)能效核，據(jù)稱，即將發(fā)布的6900系列則進(jìn)一步將能效核數(shù)量翻倍至288個(gè)。
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(yùn)算單元，為高并發(fā)計(jì)算任務(wù)（如AI和科學(xué)計(jì)算等），提供了高性能的計(jì)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(jìn)一步增強(qiáng)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(duì)，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(jiǎn)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(shí)，它對(duì)L2緩存進(jìn)行了調(diào)整，從每個(gè)核心2M降至1M，同時(shí)L3緩存容量也有所不同。這些調(diào)整減少了每個(gè)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(shí)現(xiàn)更高的吞吐量。
從封裝構(gòu)造的角度來看，至強(qiáng)6的設(shè)計(jì)理念也有很大改變。例如第五代至強(qiáng)處理器中采用EMIB技術(shù)，是通過兩個(gè)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(qiáng)6不再是簡(jiǎn)單的尺寸劃分，而是依據(jù)功能塊進(jìn)行劃分，中間為計(jì)算die，上下為I/O die，由于I/O die與高速I/O緊密相關(guān)，對(duì)密度要求較低，因此可以采用成熟的Intel 7工藝，而計(jì)算die對(duì)計(jì)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(qiáng)6700系列，由一個(gè)計(jì)算die和兩個(gè)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(tái)設(shè)計(jì)，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(qiáng)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(gè)芯片包含兩個(gè)I/O die，但計(jì)算核心數(shù)量有所增加。6900使用了與XCC相同的計(jì)算單元，通過增加計(jì)算單元的數(shù)量，將核心數(shù)量提升了約50%。與此同時(shí)，6900系列和6700系列的能效核采用了同樣的計(jì)算單元，只是數(shù)量從單片增至雙片、核心數(shù)量從144個(gè)增至288個(gè)，以實(shí)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(qiáng)6系列融合了英特爾在封裝技術(shù)和制程工藝上的進(jìn)步，而至強(qiáng)6模塊化設(shè)計(jì)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(jì)算die與I/O die之間的橋梁，實(shí)現(xiàn)了兩者的有機(jī)結(jié)合。其次，系統(tǒng)架構(gòu)能夠集成多個(gè)die，即使在涉及多個(gè)芯片的情況下，也能通過Fabric技術(shù)將它們無縫連接成一個(gè)協(xié)調(diào)一致的系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)巧妙地將每個(gè)芯片內(nèi)部的通路網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展并融合，形成一個(gè)更大規(guī)模、更強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了芯片間的橋接，支持die間達(dá)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(xiàng)由英特爾發(fā)明并不斷完善的創(chuàng)新技術(shù)，旨在增強(qiáng)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(qiáng)功能，包括鏈路細(xì)分和QoS（Quality of Service）控制，主要面向內(nèi)存擴(kuò)展的使用場(chǎng)景。CXL Numa node模式允許系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)DRAM內(nèi)存和通過CXL技術(shù)擴(kuò)展的內(nèi)存作為兩個(gè)獨(dú)立的Numa節(jié)點(diǎn)存在，并可通過軟件進(jìn)行控制。這種分層管理允許優(yōu)化配置，同時(shí)對(duì)上層業(yè)務(wù)透明，是CXL技術(shù)的一種管理模式。
針對(duì)無法修改軟件以適應(yīng)CXL內(nèi)存擴(kuò)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(jìn)行混合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存帶寬的平衡擴(kuò)展，而應(yīng)用程序對(duì)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(shí)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(shí)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(chǔ)在DRAM中，而其他數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)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(kuò)展和管理選項(xiàng)。
聚焦數(shù)據(jù)中心新挑戰(zhàn)，生態(tài)合作應(yīng)對(duì)多樣化需求
隨著新一代至強(qiáng)6的推出，英特爾有望針對(duì)中國數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)需求，推出更高效、節(jié)能的解決方案。至強(qiáng)6發(fā)布會(huì)上，多家本土生態(tài)伙伴展示了基于英特爾至強(qiáng)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(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等多個(gè)維度進(jìn)行了深度優(yōu)化，提升了核心密度和關(guān)鍵工作負(fù)載的運(yùn)行效率。
浪潮信息發(fā)布了基于至強(qiáng)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(yùn)營成本，有效應(yīng)對(duì)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(qiáng)6能效核處理器的多核優(yōu)勢(shì)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(diǎn)性能。
記憶科技則將“低碳節(jié)能”的設(shè)計(jì)理念融入基于英特爾至強(qiáng)6的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器全生命周期中，推動(dòng)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(jì)算的趨勢(shì)時(shí)，英特爾市場(chǎng)營銷集團(tuán)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(duì)算力的需求變得更加多樣化。現(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(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)負(fù)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(gè)明顯的趨勢(shì)。
金山云高級(jí)副總裁劉濤進(jìn)一步闡述，盡管企業(yè)在AI算力方面投入很大，但在整個(gè)AI業(yè)務(wù)流程中，主要是訓(xùn)練環(huán)節(jié)對(duì)算力需求較高。他指出，AI的整個(gè)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(gè)環(huán)節(jié)，而加速算力主要針對(duì)矩陣并行運(yùn)算，標(biāo)準(zhǔn)的通用算力仍然非常重要。
談及多樣化工作負(fù)載需求下，服務(wù)器的設(shè)計(jì)和部署挑戰(zhàn)時(shí)，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(duì)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(tái)開發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)分離，以提前進(jìn)行平臺(tái)開發(fā)并適配多個(gè)產(chǎn)品。這種方式不僅保證了產(chǎn)品的敏捷迭代，也簡(jiǎn)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(bǔ)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(rèn)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(qiáng)調(diào)了模塊化設(shè)計(jì)的重要性，模塊化允許產(chǎn)品的各個(gè)模組靈活組合，以支持不同的冷卻方式和存儲(chǔ)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(qiáng)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(qiáng)調(diào)，英特爾至強(qiáng)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(fù)載設(shè)計(jì)，能夠滿足云化數(shù)據(jù)中心對(duì)高性能、高密度和高能效的需求，同時(shí)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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