在指令集架構(gòu)的世界里，X86、Arm、RISC-V雖然長(zhǎng)期各自的擅長(zhǎng)的領(lǐng)域各自為政，但近年來(lái)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)明顯，Arm陣營(yíng)向服務(wù)器市場(chǎng)發(fā)起猛烈進(jìn)攻，企圖與x86和Arm正面抗衡的服務(wù)器級(jí)別的RISC-V CPU也在2022年底亮相，預(yù)計(jì)2023年中出貨。

內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)加劇加上外部局勢(shì)動(dòng)蕩，過(guò)去一年英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)頻頻下滑，市場(chǎng)表現(xiàn)不如預(yù)期，急需更具競(jìng)爭(zhēng)力的服務(wù)器改變救火。

1月11日，英特爾正式發(fā)布第四代至強(qiáng)可拓展處理器（代號(hào)“Sapphire Rapids”），同時(shí)推出英特爾至強(qiáng)CPU Max系列（代號(hào)“Sapphire Rapids HBM”）以及英特爾數(shù)據(jù)中心GPU Max系列（代號(hào)“Ponte Vecchio”），該系列產(chǎn)品家族有何性能優(yōu)勢(shì)？能否在未來(lái)助力英特爾奪回?cái)?shù)據(jù)中心處理器第一的寶座？

新添七大算力神器，堆核不是唯一的解

“自2017年英特爾推出了第一款至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器以來(lái)，英特爾已經(jīng)向全球客戶交付了超過(guò)8500萬(wàn)顆至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，支持著全世界的數(shù)據(jù)中心。其中，在過(guò)去兩年，第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器已全球累計(jì)出貨1500萬(wàn)顆。”英特爾市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)集團(tuán)副總裁、中國(guó)區(qū)數(shù)據(jù)中心銷(xiāo)售總經(jīng)理兼中國(guó)區(qū)運(yùn)營(yíng)商銷(xiāo)售總經(jīng)理莊秉翰在發(fā)布會(huì)上對(duì)英特爾至強(qiáng)處理器過(guò)去的成績(jī)總結(jié)道。

英特爾第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器采用Intel 7制程工藝制造，具有全新的芯片架構(gòu)，其支持每個(gè)插槽最多60個(gè)內(nèi)核，及每個(gè)系統(tǒng)1、2、4或8個(gè)插槽，每個(gè)插槽有80個(gè)PCIe Gen5通道，搭配DDR5內(nèi)存和CXL 1.1等新技術(shù)，以支持高帶寬和附加加速器效率。

值得注意的是，與上一代相比，第四代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器除了核心數(shù)的持續(xù)增加外，新的內(nèi)置加速器，涉及人工智能、科學(xué)計(jì)算、安全、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)等領(lǐng)域，性能較前一代平均提升1.53倍。

英特爾認(rèn)為，從行業(yè)應(yīng)用需求到真實(shí)物理世界的局限性，僅靠核心頻率和核心數(shù)量的增強(qiáng)，將不能滿足其在真實(shí)工作負(fù)載下對(duì)CPU性能更高的追求，所以引入全新的針對(duì)實(shí)際工作負(fù)載優(yōu)化加速的設(shè)計(jì)理念，采用系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法，在CPU芯片架構(gòu)中內(nèi)置專用的工作負(fù)載加速器，以提升性能和效率。

在發(fā)布會(huì)上，莊秉翰將處理器內(nèi)置的加速器總結(jié)為七大算力神器：

• 英特爾高級(jí)矩陣擴(kuò)展（英特爾AMX）

可以大幅度提升深度學(xué)習(xí)工作負(fù)載的性能，例如推薦系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別、媒體處理和交付，以及媒體分析。與上一代（FP32）相比，內(nèi)置英特爾高級(jí)矩陣擴(kuò)展（英特爾AMX）（BF16）的PyTorch實(shí)時(shí)AI推理和訓(xùn)練性能提高了10倍。結(jié)合通用CPU計(jì)算單元，第四代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器可以端到端運(yùn)行任何AI工作負(fù)載。

• 英特爾動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡器（英特爾DLB）

支持在多個(gè)CPU內(nèi)核及線程間高效分布網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載，實(shí)現(xiàn)分布式處理，并在負(fù)載不平衡時(shí)，動(dòng)態(tài)地將數(shù)據(jù)負(fù)載重新分配到各個(gè)CPU內(nèi)核上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡。還可以調(diào)整CPU內(nèi)核上同時(shí)處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的順序，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)處理重排序，從而達(dá)到更高的整體系統(tǒng)性能。與前一代處理器相比，在相同功率范圍下，vRAN工作負(fù)載的容量提升高達(dá)2倍。

• 英特爾數(shù)據(jù)流加速器（英特爾DSA）

幫助用戶在存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析中實(shí)現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)移動(dòng)而增添的加速器，有助于加快CPU、內(nèi)存、緩存以及存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)移動(dòng)，釋放CPU性能并降低時(shí)延，提高用戶對(duì)CPU內(nèi)核的利用率，可將性能提升1.7倍。

• 英特爾存內(nèi)分析加速器（英特爾IAA）

針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和分析工作負(fù)載，可提高內(nèi)存查詢吞吐量，減少內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)和大數(shù)據(jù)分析工作負(fù)載的內(nèi)存占用，與上一代相比，Intel IAA加速器可使RocksDB性能提高3倍。

• 英特爾數(shù)據(jù)中心與壓縮加速技術(shù)（英特爾QAT）

可加速加密和壓縮。英特爾QAT可以顯著提高CPU效率和應(yīng)用程序吞吐量，同時(shí)減少數(shù)據(jù)占用的空間和能耗，使企業(yè)能夠在保障性能的情況下加強(qiáng)加密。

• 英特爾安全引擎

包括英特爾軟件防護(hù)擴(kuò)展（英特爾SGX）、英特爾Trust Domain Extension（英特爾TDX）、英特爾密碼操作硬件加速、英特爾內(nèi)存故障管理技術(shù)、英特爾平臺(tái)固件彈性技術(shù)等，提供增強(qiáng)的安全防護(hù)能力。

• 英特爾至強(qiáng)CPU Max系列

首款集成高帶寬內(nèi)存（HBM）的英特爾至強(qiáng)處理器。據(jù)介紹，它為內(nèi)存受限的工作負(fù)載提供了3.7倍的性能提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)能耗的顯著減少。

值得注意的是，雖然英特爾認(rèn)為僅靠增加核心無(wú)法滿足真實(shí)負(fù)載下的CPU性能，但基于Arm架構(gòu)的服務(wù)器GPU已經(jīng)有好幾款產(chǎn)品核心數(shù)高達(dá)70核心，超過(guò)目前已經(jīng)發(fā)布的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，同樣體現(xiàn)了超多核的性能優(yōu)勢(shì)。

對(duì)此，英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團(tuán)副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理陳葆立表示，數(shù)據(jù)中心處理器往多核方向發(fā)展是大趨勢(shì)，Arm能做到的英特爾X86也可以做，只不過(guò)Arm核本身比較小，所以能夠快速堆疊出更多核的產(chǎn)品。

“我們更關(guān)注客戶如何使用我們的產(chǎn)品，并不是越多核就一定越好，今天的許多用戶在使用數(shù)據(jù)中心處理器時(shí)，也并非一味執(zhí)著于多核，而是具體工作具體分析?！标愝崃⒀a(bǔ)充道。

“下一代多放10個(gè)核數(shù)，不如多放一個(gè)加速器。根據(jù)客戶反饋，很多都不是50%的性能提升，而是3倍、5倍、6倍甚至13倍的性能提升，內(nèi)置加速器比增加核數(shù)更能滿足客戶日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求。”莊秉翰持有相同的意見(jiàn)。

試行 Intel on Demand，發(fā)布首個(gè)旗艦數(shù)據(jù)中心GPU

除了硬件層面的更新升級(jí)，內(nèi)置加速器外，為更好滿足客戶需求，英特爾還推出了一項(xiàng)新服務(wù)——Intel on Demand（按需服務(wù)）。

按需服務(wù)，此前稱之為英特爾軟件定義芯片，可用于擴(kuò)展大多數(shù)第四代至強(qiáng)處理器SKUs中的加速器和硬件增強(qiáng)功能，該服務(wù)支持的功能特性包括上文中所描述的英特爾DLB、DSA、IAA、QAT和SGK，還包括一個(gè)用于許可證訂購(gòu)的API，以及用于配置許可證和激活CPU功能的軟件代理。

值得一提的是，英特爾表示初期客戶如果無(wú)法確定自己是否需要這些加速器，可以先采用第四代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，在需要其他加速功能時(shí)再選擇開(kāi)通，且不用改變數(shù)據(jù)中心的部署，或直接更換服務(wù)器就能享有這些加速器帶來(lái)的性能提升。

為何推出“按需服務(wù)”的功能？英特爾表示這是因?yàn)榻K端客戶曾經(jīng)告訴過(guò)英特爾，希望把資本支出變成運(yùn)營(yíng)支出，更好地根據(jù)需求和預(yù)算控制來(lái)購(gòu)買(mǎi)計(jì)算。

“客戶的需求會(huì)根據(jù)真實(shí)工作負(fù)載隨時(shí)產(chǎn)生變化，而且對(duì)于功能的要求也不盡相同。在Intel on Demand形勢(shì)下，客戶可以靈活選擇最合適的服務(wù)。例如春運(yùn)高峰時(shí)，12306鐵路總局會(huì)購(gòu)買(mǎi)很多云服務(wù)，高峰期之后，又回歸到自身的技術(shù)設(shè)施支持日常業(yè)務(wù)?！庇⑻貭柟臼袌?chǎng)營(yíng)銷(xiāo)集團(tuán)副總裁兼中國(guó)區(qū)云與行業(yè)解決方案部總經(jīng)理梁雅莉在接受采訪時(shí)說(shuō)。

除了CPU，英特爾還在此次發(fā)布會(huì)上推出了首個(gè)旗艦級(jí)數(shù)據(jù)中心GPU，采用3D封裝的Chiplet技術(shù)，在單個(gè)產(chǎn)品上整合了47個(gè)小芯片，集成超過(guò)1000億個(gè)晶體管。Max系列GPU提供多達(dá)128個(gè)Xe內(nèi)核和光線追蹤單元，高達(dá)128 GB的高帶寬內(nèi)存。

不難看出，英特爾此次推出Max CPU+GPU，是要同英偉達(dá)搶奪數(shù)據(jù)中心GPU市場(chǎng)，那么英特爾的優(yōu)勢(shì)在哪里？

莊秉翰表示，事實(shí)上很多合作伙伴都希望在GPU上多一個(gè)選擇，所以也非常期待英特爾的GPU產(chǎn)品。

“如果服務(wù)器集群專門(mén)做AI訓(xùn)練，那就需要加速器，且對(duì)加速器性能的要求會(huì)超過(guò)CPU中嵌入的AMX加速器，這時(shí)就需要專門(mén)做AI處理的GPU”，莊秉翰如此解釋英特爾Max系列GPU的定位。

英特爾在提供GPU產(chǎn)品的同時(shí)也提供oneAPI設(shè)計(jì)框架，oneAPI可以在英特爾產(chǎn)中開(kāi)發(fā)的IP可以重新復(fù)用，因此即便是諸如TensorFlow、PyTorch在其他廠商GPU上運(yùn)行，也能無(wú)縫銜接。

“第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器和Max系列CPU和GPU的推出，是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域歷史性的一刻。”莊秉翰說(shuō)道。

半導(dǎo)體下行周期，英特爾能否穩(wěn)住數(shù)據(jù)中心第一寶座？

2022年，英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)連連下滑，英特爾CEO帕特·基辛格將公司業(yè)績(jī)下滑的原因歸咎于全球新冠肺炎疫情沖擊下供應(yīng)和運(yùn)輸問(wèn)題，以及經(jīng)濟(jì)下行等因素。

英特爾依然對(duì)未來(lái)保有信心。梁雅莉在接受采訪時(shí)說(shuō)道：“過(guò)去一年確實(shí)是比較困難的一年，是三年疫情的累積，是很多因素的疊加，例如疫情造成的供應(yīng)問(wèn)題，半導(dǎo)體行業(yè)的周期性問(wèn)題，這導(dǎo)致了去年市場(chǎng)需求層面的疲軟。疫情之外，是整個(gè)行業(yè)面臨的轉(zhuǎn)型問(wèn)題轉(zhuǎn)，而行業(yè)轉(zhuǎn)型恰好是技術(shù)革新帶動(dòng)的，所以我們希望在今年能打下一個(gè)非常好的基礎(chǔ)?！?/p>

最近，中國(guó)疫情防控政策的放開(kāi)也給了英特爾不少信心?！敖衲陮?duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)，我們始終抱有厚望，如果中國(guó)經(jīng)濟(jì)有增長(zhǎng)，肯定也會(huì)貢獻(xiàn)全球的經(jīng)濟(jì)、帶動(dòng)消費(fèi)、帶動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)，這就和我們的服務(wù)器息息相關(guān)。所以我們還是對(duì)今年還是保持樂(lè)觀的態(tài)度?！鼻f秉翰告訴雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))。

而面對(duì)來(lái)自Arm和RISC-V的沖擊，梁雅莉認(rèn)為，科技的發(fā)展取決于健康的競(jìng)爭(zhēng)，x86擁有最廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)和最廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持，英特爾集中精力做的事情就是如何讓自己的產(chǎn)品能夠更好地支持客戶自身業(yè)務(wù)的創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型和發(fā)展。（雷峰網(wǎng)）

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