至强处理器将迎来重大升级 英特尔披露未来数据中心产品架构细节

  今年4月份，英特尔执行副总裁兼数据中心和AI事业部总经理Sandra Rivera曾在数据中心网络研讨会上表示，英特尔的至强产品路线图正在走向正轨，而从近日Hot Chips上英特尔披露的相关信息来看，至强产品不仅“走向了正轨”，而且有着非常大的性能突破。

  众所周知，现如今数据中心所面临的工作负载大致上可以分为以下几类，一类是以AI为代表的计算密集型工作负载，一类是通用工作负载，另一类则是高密度的横向扩展型工作负载，这些工作负载对数据中心的处理器提出的要求也各不相同，包括更高的性能、更高的密度、更高的带宽及内存，以及更高的能效等等。

  因此，针对一直在变化的数据中心需求，英特尔也基于异构架构做出了一次大胆的尝试，将数据中心芯片分为两类，一类是E-Core产品Sierra Forest，具备更高的能效，针对高密度和横向扩展工作负载进行了优化。另一类则是P-Core产品Granite Rapids，具备更高的性能、内核密度、内存和I/O创新，同时也有更高的能耗，针对计算密集型和 AI工作负载进行了优化。

  值得一提的是，在架构设计方面，Sierra Forest和Granite Rapids全都采用了模块化的设计方式，通过fabric技术把模块化的die互连，以此来实现更加灵活的架构。如此一来，可以将独立的计算和I/O的Chiplet实现更灵活的组合，并借助EmiB封装技术实现高带宽和低延迟。换句话说，Sierra Forest和Granite Rapids是可以共享通用的I/O chiplet的。基于该架构的模块化 SoC包含通用 IP、固件、操作系统、平台组件等组件。

  扩展性方面，下一代至强可扩展平台支持1S-8S规格的 P 核以及1S-2S规格的E核。

  兼容性方面，Sierra Forest和Granite Rapids与Birch Stream平台兼容（插槽、内存、固件和 I/O 兼容），提供了简化的硬件验证流程。它们还可以与相同的软件堆栈互操作。

  从制程上看，P-Core和E-Core均采用了最新的Intel 3制程工艺，但也有所区别。

  具体来说，P-Core采用了经验证的至强架构，优化了每核性能并提高了能效。软件功能方面，高级矩阵扩展AMX支持用于AI/ML的FP16，长度256位的内存加密秘钥、Code SW预取和取指分支提示、单线高速缓存分配技术/代码和数据优先级（CAT/CDP）。

  同时微架构也对P-Core的性能实现了优化，包括64KB大小的16路指令高速缓存，改进分支预测和错误恢复，3-cycle FP乘法，以及更突出的内存请求和预取能力。

  整体上看，Granite Rapids可将AI工作负载性能提升2-3 倍，实现2.8倍的更高内存带宽，内存模组MCR DIMM带宽可提高30-40%；而Sierra Forest可在机架级别将机架密度提高250%，将每瓦性能提高240%，对此，英特尔信心满满地表示下一代至强处理器会是 人工智能的最佳 CPU。

  此外与Sapphire Rapids相比，Sierra Forest面向云计算可将机架密度提高250%，将每瓦性能提高240%，能够说是分分钟吊打的级别了。

  现如今，为互联网提供算力基础的数据中心正面临着越来越复杂的需求，一方面，庞大的数据量需要更加充沛的算力，另一方面，绿色数据中心的概念也推动着数据中心采用更高能效比的芯片设计，而近几年AI的火热，更是将高密度算力需求提升到了一个新的高度，纯靠堆砌核心数量的时代基本已逝去，不仅需要兼顾到计算单元、I/O 单元、内存的扩展性，还应该要考虑高速的互连网络和没瓦性能，从Sierra Forest和Granite Rapids已经披露出的信息来看，英特尔正在进行一次大胆且有效的尝试。