1428
夢晨 金磊 發(fā)自 凹非寺，量子位 | 公眾號 QbitAI
服務器CPU領域持續(xù)多年的核心數(shù)量大戰(zhàn)，被一舉終結了！
英特爾最新發(fā)布的至強??6 性能核處理器（P-core系列），超越了過去單一維度的競爭，通過“升維”定義了新的游戲規(guī)則：算力、存力，要全方位提升。不能做到這一點的CPU，不是智算時代的好U。
在過去，CPU升級換代往往要在單個芯片上集成更多的核心，但這難免會受到工藝和芯片尺寸的限制，更別提與IO和內存的匹配難題。
這一次，至強??6 性能核處理器采用了計算芯片單元與I/O芯片單元解耦的分離式模塊化設計，可以靈活組合不同數(shù)量的計算單元，實現(xiàn)核心數(shù)量的擴展及內存和IO的同步強化，保證更優(yōu)的整體性能和能效。
用最直觀的方式感受一下：
2023年12月15日，英特爾數(shù)據中心與人工智能集團副總裁陳葆立從褲兜里掏出第五代至強? 可擴展處理器，還只有64個核心。
2024年9月26日，還是陳葆立，同樣從褲兜里掏出至強??6 性能核處理器，卻直接翻倍到128核心。
兩款處理器外形大小相似，都能輕松放入口袋，但性能卻發(fā)生了質的飛躍。
具體來說，剛剛登場的是至強??6性能核處理器大家族中的先鋒+頂級戰(zhàn)力——英特爾??至強??6900P系列。
擁有多達128個性能核和504MB的超大L3緩存，更大、更寬的內存支持，更多、更快的IO能力。非常適用于各種數(shù)據和計算密集型應用任務，比如科學計算、海量數(shù)據處理，還有AI。
看到這里，可能很多人會有疑問：你們又要說用CPU跑AI？是GPU它不香了么？
NoNoNo，我們是想說：有了這款CPU，你的GPU或其他的AI加速器，會更香！
談到這個話題，就要先說說AI服務器。
在生成式AI應用百花齊放的當下，AI服務器的重要性可謂是不言而喻，無論是對于大規(guī)模的訓練、推理，亦或是RAG等任務，都對其提出了更高的要求。
也正如綜合市場預測數(shù)據從側面反應出來的那般：
AI服務器市場規(guī)模已經達到了211億美元，預計2025年達到317.9億美元，2023-2025年的CAGR為22.7%。
我們都知道AI服務器里GPU或AI加速器很重要，卻很容易忽視其中CPU的作用。一個真正為AI服務器或AI數(shù)據中心基礎設施設計的出色的CPU，應該是什么樣的？
英特爾??至強??6 性能核處理器，可以說是給出了一個正解。
外媒甚至評測過后，對英特爾這次的新CPU給予了極高的評價：
不僅僅是Xeon，更是XEON。
嗯，用中文來說的話，就是英特爾至強，這次是真的至強（達到最強）了。
那么英特爾??至強??6 性能核處理器是如何解鎖這種認同的呢？
至強，何以至強
首先要說的是算力。
英特爾??至強??6900P系列產品此次最亮眼的128核（三個計算芯片單元），這就是它看似符合此前游戲規(guī)則的一大技術亮點。
通過核心數(shù)量的不同排列組合方式，至強??6 性能核處理器可以應對不同的場景來提供不同核心的型號，除了最高128核的產品系列（6900P）外，還有最高86核（2個計算芯片單元），最高48核（1個計算芯片單元）和16核（1個計算芯片單元）的產品系列。
用來做這種排列組合的模塊中，計算芯片單元采用的是Intel 3制程，包含一體式網格、核心、緩存、內存控制器等，可以保證數(shù)據傳輸的一致性。
I/O芯片單元則是采用Intel 7制程，包含UPI、PCIe、CXL和加速器引擎等。
不同于第五代英特爾??至強??產品，至強??6是將I/O和計算兩個單元進行了解耦，不僅易于做核數(shù)的擴展，還有利于驗證、重復和靈活使用。
除此之外，英特爾??至強??6 性能核處理器的亮點還包括：
6400 MT/s DDR5
8800 MT/s MRDIMM內存
6條UPI 2.0鏈路；速率高達24 GT/s
96條PCIe 5.0/ 64條 CXL 2.0通道
L3緩存高達504MB
支持FP16數(shù)據格式的英特爾??AMX
接下來要說的是存力。
至強??6 性能核處理器超脫此前游戲規(guī)則的亮點就藏在其中。
它同時支持了更快的DDR5內存（6400MT/s）和更“寬”的MRDIMM內存（8800MT/s）。
僅把前者替換成后者，就已經能讓科學計算和AI場景的多項任務提升7%-33%不等了。而且相比此前至強??CPU Max采用的HBM，MRDIMM內存的引入，不僅帶寬和速度優(yōu)勢更明顯，它與CPU解耦的型態(tài)，也更利于用戶的靈活采購、配置與升級。
存力除了內存本身的性能，還包含CPU與內存之間的互連技術，至強??6導入了最新的Compute Express Link 2.0 (CXL 2.0) 。
CXL 2.0支持多種設備類型，且可向后兼容，實現(xiàn)對內存和存儲設備的靈活擴展。
支持鏈路分叉、更強的CXL內存分層支持，以及以受控熱插拔的方式添加/移除設備，為未來的數(shù)據中心架構帶來了更多可能性。
更值得一提的是至強??6獨占的“Flat”內存模式，CXL內存和DRAM內存被視為單一的內存層，讓操作系統(tǒng)可以直接訪問這一統(tǒng)一的內存地址空間。
這樣的分層管理可以確保最大限度地提升內存使用效率，并且實現(xiàn)利用好CXL內存擴展而無需修改軟件。
如此這般能對內存速度、帶寬、容量和可擴展性全面兼顧，已經形成了至強??6 性能核處理器獨樹一幟的競爭力。
具體到服務器設計上，CLX2.0可以支持每機提供8TB內存容量擴展，同時提供384GB/s的內存帶寬擴展。
當然，作為CPU的至強??6 性能核處理器并沒有忘記自己的本份，把存力與算力的硬指標優(yōu)勢結合起來，轉化成真正的優(yōu)勢，才是它被看好的底氣。
在算力方面，除了更多內核，它還有內置加速器與指令集更新帶來的加成。
主攻AI加速的英特爾??高級矩陣擴展（Intel??AMX）新增對FP16數(shù)據類型的支持，現(xiàn)已全面覆蓋 int8、BF16和FP16數(shù)據類型。
其在每個內核中的矩陣乘加（MAC）運算速度可達 2048 FLOPS（int8）和1024 FLOPS（BF16/FP16），能大幅提升 AI 推理和訓練性能。
英特爾??高級矢量擴展 512（AVX-512）雖然是員老將了，但在得到如此豐沛的內核資源支持后，也依然是科學計算、數(shù)據庫和 AI 任務中的矢量計算擔當。
這些加速器的升級與煥新帶來的成果就是下圖這種多負載性能表現(xiàn)普遍倍增的現(xiàn)象，在AI領域，尤其是在Llama2-7B上的提升直接達到了前一代產品的3.08倍。
最后在硬件增強的安全特性方面，英特爾早期的方案為SGX，但從第五代至強??開始新增了TDX方案。這些看似難以通過Benchmark數(shù)值來證明自身價值的技術，實則不可或缺，是確保關鍵數(shù)據和應用更為安全可靠的壓艙石。
而安全，恰恰是目前AI數(shù)據中心或智算中心這種涉及海量數(shù)據、關系萬千機密和隱私的環(huán)境中較少提及，卻最應補足和鞏固的一環(huán)。
說了這么多，如果要用一句話總結至強??6 性能核處理器，尤其是6900P系列產品的定位，那就是“更強通用計算，兼顧AI加速”了。
那么新處理器具體都有哪些用法，表現(xiàn)又如何呢？
還請繼續(xù)往下看。
全能型CPU：加速AI推理，統(tǒng)領異構計算
首先，至強??6 性能核處理器可以做“獨行俠”，直接加速AI推理，助力AI應用普及。
用CPU做AI推理加速，其意義并非在于與GPU或其他專用加速器競爭極致的速度或效率，而是要在一些成本、采購、環(huán)境等條件受限的情況下，借助CPU部署更廣泛、人才儲備更扎實和應用更便捷的優(yōu)勢，讓AI能夠更快、更有效地落地。
帶著這樣的整體目標，英特爾在軟件生態(tài)和工作負載優(yōu)化方面投入了大量精力，以確保用戶能夠充分發(fā)揮至強??6 性能核處理器的潛力。
例如，英特爾與TensorFlow和PyTorch等主流深度學習框架進行深度合作，將針對英特爾CPU的優(yōu)化集成到官方發(fā)行版中，從而使得在英特爾CPU上運行深度學習模型時，性能得到顯著提升。上文提到的Llama2-7B成績便是這些努力的成果之一。
另外，至強??6 性能核處理器還可以做“指揮官”，強化AI系統(tǒng)整體實力。
這其實是很多用戶更為熟悉，也是至強??6性能核處理器更主打的應用方式，所謂“指揮官”，另一個名稱就是機頭（head-node）CPU或主控CPU。
如果將至強??6 性能核處理器用作AI服務器的機頭CPU，那么其在算力（更強的單線程性能）、存力（對MRDIMM內存和CXL內存擴展能力的支持）以及 I/O（更多的PCIe 5.0通道）等方面的優(yōu)勢和潛能就能更加充分地發(fā)揮和釋放出來。
使其能夠與GPU或專用的AI加速器高效協(xié)作，出色地處理數(shù)據預處理、數(shù)據傳輸分享和混合工作負載。
我們最初的設問，至此終于拼湊出了一個更為完整的答案，即為何至強??6 性能核處理器能夠被稱作AI服務器或AI數(shù)據中心的“嚴選”，甚至是優(yōu)選CPU ？
這正是由于它既能夠單槍匹馬地加速AI推理，又可以居中協(xié)調以提升異構系統(tǒng)的整體性能輸出。
更不必說，它還能夠兼顧眾多傳統(tǒng)但同樣不可或缺的應用負載，例如前文提及的科學計算和數(shù)據庫，以及高性能云基礎設施構建等任務。
以Flatiron Institute的案例來說，作為一家科研機構，他們對科學計算有著強烈的需求。通過測試得知，至強??6 性能核處理器在常見科學計算負載上表現(xiàn)優(yōu)異。
他們還覺得對MRDIMM內存的支持將進一步突破傳統(tǒng)DDR內存的性能瓶頸，推動數(shù)據密集型科學發(fā)現(xiàn)。
在本次至強??6 性能核處理器的發(fā)布會上，英特爾也展示了本地數(shù)據庫軟件合作伙伴——科藍軟件的成果。
英特爾市場營銷集團副總裁、中國區(qū)&行業(yè)解決方案和數(shù)據中心銷售部總經理梁雅莉在介紹生態(tài)系統(tǒng)支持狀況時表示：
基于我們的新品，科藍軟件構建了高性能國產分布式數(shù)據庫，其吞吐較第五代至強??可擴展處理器提升達到 198%。
值得一提的是，在她分享中出現(xiàn)的中國合作伙伴數(shù)量眾多且都是各領域的核心力量，英特爾雖然在產品研發(fā)上有了更多創(chuàng)新，但在商業(yè)模式上仍然非常依賴開放架構平臺之上的產業(yè)合力。
十數(shù)家OEM、ODM、OSV和ISV在至強??6 性能核處理器發(fā)布時同步推出新產品，以及多家云服務提供商的支持，在英特爾看來，才是新品真正走近用戶和價值放大的基礎。
建好AI服務器，CPU不能是短板
從前面列舉的眾多數(shù)據和用例可以看出，在當前AI應用加速落地、新推理計算范式和合成數(shù)據等趨勢的推動下，AI算力需求越來越注重推理和復合工作負載。
在這之中GPU或專用加速器固然重要，但CPU作為整個系統(tǒng)的“指揮官”，絕不能成為短板。
大家需要真正兼顧通用計算，以及AI服務器及AI數(shù)據中心場景的CPU產品。它不僅能支持廣泛的第三方GPU及AI加速器，與它們組合形成強大的異構計算平臺，還能在其中補足GPU或專用加速器覆蓋不到或不足的地方，為更多樣和復雜的場景提供靈活的算力選擇，并增強整個AI平臺的穩(wěn)定性、安全性和擴展性。
英特爾??至強??6 性能核處理器的出現(xiàn)，就為AI計算帶來了這樣一個全新的支點。
最后讓我們打個小廣告：為了科普CPU在AI推理新時代的玩法，量子位開設了《最“in”AI》專欄，將從技術科普、行業(yè)案例、實戰(zhàn)優(yōu)化等多個角度全面解讀。
我們希望通過這個專欄，讓更多的人了解CPU在AI推理加速，甚至是整個AI平臺或全流程加速上的實踐成果，重點就是如何更好地利用CPU來提升大模型應用的性能和效率。
