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千呼萬喚始出來 英特爾公布全新至強産品路線圖

英特爾上一次更新路線圖還是去年。

但去年的7月份更新的是工藝路線圖,具體來說,就是原10ESF改名7nm,原7nm改名4nm,7SF改名3nm,5nmGAA改名20A。在當時也表示Intel 7将用于Alder Lake消費級處理器和Sapphire Rapids資料中心處理器,目前Alder Lake消費級處理器已經正式推出,而在伺服器這邊,對于Sapphire Rapids之後的路線圖,英特爾在當時還沒給出确切的安排。

不過在最近的2022年投資者大會上,英特爾首次披露了2022-2024年的全新英特爾至強産品路線圖。英特爾不僅将在資料中心産品線中新增一個代号為Sierra Forest的超高能效處理器系列,把關鍵産品提升至更先進的制程工藝,也為資料中心制定了一個更新和更全面的架構政策,進而在進一步增強英特爾在業界整體上司力的同時,通過全新的下一代産品推動自身在雲、網絡和邊緣領域的持續增長。

英特爾執行副總裁兼資料中心與人工智能事業部總經理Sandra Rivera表示:“今天,我們清晰地展示了行業領先的英特爾至強産品路線圖,這将持續推動我們在2024年及以後的發展并全面增強英特爾在業界的上司地位。基于客戶的多元化需求和時間規劃,我們攜手客戶打造了豐富的産品組合,這也将通過客戶的開發者生态系統推動進一步創新。”

千呼萬喚始出來 英特爾公布全新至強産品路線圖

全新的架構和領先的産品路線圖

面向未來幾代至強處理器,英特爾制定了全新的架構政策——即同時擁有基于性能核(P-core)和能效核(E-core)的雙軌産品路線圖,以将兩個優化的平台整合為一個通用、定義行業發展的平台。該全新架構政策将更大限度地增強産品的每瓦性能和細分功能,進而全面增強英特爾在業界的整體競争力。在采取新政策的同時,英特爾也進一步增強了與現有廣泛的至強平台生态系統的相容性,以為使用者帶來更好的投資收益。

Sapphire Rapids:對于采用Intel 7制程工藝制造的性能核系列,英特爾主要圍繞Sapphire Rapids展開了分享。Sapphire Rapids是迄今為止英特爾功能最豐富的至強處理器,增強了其在人工智能、安全性等幾大關鍵資料中心領域的上司地位。3月,英特爾将開始逐漸出貨Sapphire Rapids處理器,并通過DDR5、PCIe 5.0和全新Compute Express Link高速互連的标準技術引領整個行業向下一代記憶體和接口标準過渡。

具體來看,Sapphire Rapids的核心是一個分區塊、子產品化的SoC架構,采用英特爾的嵌入式多晶片互連橋接(EMIB)封裝技術,支援加速器接口架構指令集、進階矩陣擴充,以及資料流加速器,能夠提供更高的整體工作負載性能。

Sapphire Rapids的黑科技不止于此,我們已經在第三代至強可擴充處理器上看到了其在AI方面的無限潛力,而Sapphire Rapids則更進一步,通過內建英特爾進階矩陣擴充AMX加速IP子產品,可以為深度學習算法核心的Tensor處理提供大幅加速。具體來說,Sapphire Rapids可以在每個周期内進行2000次INT 8運算和1000次BFP 16運算,相比AVX-512指令集實作了相當可觀的能效比提升,可大幅提升AI工作負載中的訓練和推理性能。

除此之外,Sapphire Rapids也內建了英特爾加速器接口架構指令集AIA和英特爾資料流加速器DSA,前者可以實作對加速器和裝置的有效排程、同步和信号傳遞,而後者可以解除安裝最常見的資料移動任務,改進對這些開銷任務的處理,以提供更高的整體工作負載性能,并可以在CPU、記憶體和緩存以及所有附加的記憶體、存儲和網絡裝置之間移動資料。

Emerald Rapids:英特爾将在2023年傳遞采用Intel 7制程工藝制造的下一代性能核處理器Emerald Rapids。該處理器的插槽将相容Sapphire Rapids,并在提升性能的同時增強現有平台在記憶體和安全性方面的優勢,為英特爾客戶提供易于使用且極具價值的更新産品。

Sierra Forest:作為本次新政策的重要部分,英特爾首次披露了Sierra Forest的詳細資訊。這是一款資料中心基于能效核的新型至強處理器,它将提供極高的每瓦性能和超高密度,同時能夠大幅降低總體擁有成本。該款産品計劃于2024年推出,将采用針對雲工作負載進行專門優化的核心而建構的解決方案,專為滿足英特爾超大規模客戶的需求而設計。

Granite Rapids:基于對Intel 3制程工藝的信心,英特爾宣布将Granite Rapids處理器的制造技術從Intel 4提升至Intel 3。這款基于性能核的下一代至強處理器計劃于2024年問世,将進一步加強英特爾在業界的整體上司力。

千呼萬喚始出來 英特爾公布全新至強産品路線圖

第三代英特爾至強可擴充處理器的強勁發展勢頭

在通過全新的資料中心産品路線圖展示未來創新的同時,英特爾也強調了目前第三代英特爾至強可擴充處理器(Ice Lake)的強勁發展勢頭,該處理器主要針對現代工作負載進行優化。英特爾已向全球客戶出貨了近200萬片第三代英特爾至強可擴充處理器,僅在2021年第四季度其出貨量就已經超過100萬。此外,英特爾至強處理器在2021年12月的總出貨量超過了行業内同類單家廠商在2021年全年的伺服器CPU總出貨量。

第三代至強可擴充處理器的主要技術亮點展現在SGX英特爾軟體防護擴充技術和AI加速能力。與正常的隐私保護或者安全技術相比,SGX在安全性、性能和可用性方面都有明顯優勢。在安全性方面,它是一個硬體級的安全技術,基于對CPU的信任,可以有效避免以往依賴高權限軟體而帶來的安全隐患;性能方面,在第三代至強可擴充處理器平台上,SGX的計算性能優異,可以有效控制成本;可用性方面,SGX的生态利用LibOS(庫作業系統),緻力于避免打破現有的應用方式,可以很大程度上降低重新建構一些通信或者是底層架構的代價,進而使資料和模型的加載和保護更加便捷。最大限度上幫助程式開發者把整個資料應用進行無縫遷移,而不像安全多方計算和同态加密或者是差分隐私有一些明顯的性能或者是精度上的問題。

通過引入AVX-512的寄存器排列組合,三代英特爾至強可擴充處理器可以實作基于整數的融合乘加操作,之後再通過VPMADD52指令和多緩存并行操作機制,可以在RSA 2048實作相比上一代CPU 5.6倍的提升。此外,在對稱加密、伽羅華域、哈希等都有新的指令集,通過指令集架構的實作,以及多緩存并行執行和函數級别的縫合(function stitching)技術,最終實作了大幅度的密碼操作硬體加速。

在AI加速方面,以現如今在遊戲廠商中廣受歡迎的3D人臉模組化為例,利用英特爾Ice-Lake上面的VNNI指令集,在int8上實作了從人臉照片到三維模型的圖像映射。通過一個FP32向int8的轉換,可實作4.23倍的性能提升;在自然語言處理方面,英特爾也通過和阿裡雲對Transformer的一個模型進行優化,通過VNNI int8實作了3倍的性能提升。

目前市場上的主流開源架構,諸如TensorFlow、PyTorch、MXNet,包括英特爾開源倡導的Analytics Zoo,都是在英特爾的DLBoost指令集上進行的優化,自然也得到了相應的性能提升,正因為如此,第三代至強可擴充處理器可以在深度學習的圖像視訊應用、或是NLP、推薦系統等應用場景中,具有針對性地使用int8、FP32或者BF16指令集進行加速,并根據軟體需要及代碼靈活實作。

從這幾年英特爾的戰略轉變不難看出,英特爾早就開啟了從CPU到XPU的旅程,通過Xe架構補全了英特爾在GPU上的空白,進而拿下異構計算中最後一塊重要拼圖。同時随着IDM 2.0的穩步推進,英特爾在設計、制造、封裝、測試一體化、IDM方面擁有了更多可選擇的餘地,可以快速推動産品程序并拓展生态合作。

未來十年将是計算架構的黃金十年。對此,業内衆多企業也紛紛針對多計算架構進行了部署,全新的英特爾至強産品路線圖,無一不在彰顯着自己在軟體、晶片和平台方面的深度與廣度,在封裝和制程工藝方面的技術,以及在大規模制造上的實力,這一切都在說明,英特爾已經為千倍算力增長的數字化時代做好了準備。

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