x86處理器徹底擁抱數(shù)據(jù)中心新世界

1月11日，英特爾發(fā)布了第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（代號(hào)Sapphire Rapids）、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）。

憑借至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器和Max系列CPU+GPU，英特爾高筑起數(shù)據(jù)中心的護(hù)城河，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心性能、能效和安全性大幅提升的同時(shí)，為AI、云、網(wǎng)絡(luò)、邊緣和全球領(lǐng)先的超級(jí)計(jì)算機(jī)帶來(lái)全新功能，這不僅對(duì)英特爾的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、也對(duì)數(shù)據(jù)中心的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重大意義。

算力產(chǎn)業(yè)變化中醞釀機(jī)會(huì)

英特爾市場(chǎng)營(yíng)銷集團(tuán)副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理王稚聰表示，從幾十年前的PC普及，到PC的Cient-Server架構(gòu)，一直到今天物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，這些產(chǎn)業(yè)都推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模發(fā)展。

根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到2900億美元，一躍成為全球第一大IoT市場(chǎng)。再看中國(guó)企業(yè)級(jí)ICT市場(chǎng)的開支，將有望在2023年得到13%的躍升，專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)今年尤其是下半年的業(yè)務(wù)恢復(fù)抱有很大的信心。這些變化都在深刻影響著我國(guó)計(jì)算和行業(yè)整體格局的發(fā)展。

當(dāng)前，我們正在親歷人工智能、5G和軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施這些關(guān)鍵技術(shù)的融合，當(dāng)這些技術(shù)進(jìn)步與企業(yè)的數(shù)字化和自動(dòng)化需求相結(jié)合時(shí)，可以看到對(duì)計(jì)算和平臺(tái)解決方案的需求正與日俱增。甚至，這些解決方案正在從數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣、主機(jī)托管設(shè)施，乃至現(xiàn)實(shí)世界的商店、工廠和城市當(dāng)中。數(shù)據(jù)顯示，到2025年，75%由企業(yè)生成的數(shù)據(jù)將在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心或云之外進(jìn)行創(chuàng)建和處理。那么，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心怎么辦？轉(zhuǎn)型是唯一的出路。

工作負(fù)載至上的設(shè)計(jì)思路變革

引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，目前已經(jīng)迭代到第四代。最新發(fā)布的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，也反映出英特爾在數(shù)據(jù)中心處理器的投入和顛覆性創(chuàng)新方面，是堅(jiān)定且目標(biāo)明確的。

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器CPU領(lǐng)域，多核是未來(lái)的一個(gè)大趨勢(shì)，以Arm架構(gòu)CPU超多核的演進(jìn)最具代表性。至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器也體現(xiàn)了這一趨勢(shì)，從第一代到第四代，最高核數(shù)也在快速增加，從二三十個(gè)核到四五十個(gè)核，第四代可能已經(jīng)達(dá)到了60核，如果以此推算，下一代有望達(dá)到100核。那么，這會(huì)是英特爾數(shù)據(jù)中心CPU主要的演進(jìn)方向嗎？

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，確實(shí)一些用戶有多核的需求，因此在英特爾的產(chǎn)品路線圖上，也會(huì)著重在多核方面推出能效核產(chǎn)品。不過(guò)與此同時(shí)，也有許多數(shù)據(jù)中心用戶，并非一味執(zhí)著于多核，而是具體取決于工作負(fù)載是人工智能、搜索引擎、數(shù)據(jù)庫(kù)還是電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)……針對(duì)眾多不同應(yīng)用，英特爾還有各種不同的加速器，這給用戶帶來(lái)的性能會(huì)比純粹以核數(shù)堆疊起來(lái)的性能更高。

在第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器中，“目標(biāo)為導(dǎo)向，工作負(fù)載至上”的策略貫徹得很清晰。除了提升傳統(tǒng)算力之外，英特爾認(rèn)為更需要專屬計(jì)算單元，實(shí)現(xiàn)AI、深度學(xué)習(xí)等性能的成倍提升。通過(guò)內(nèi)置7大加速器，包括AMX、IAA、DLB、DSA、QAT等，可提高 AI、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和科學(xué)計(jì)算等性能，并為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用提供卓越性能。

具體來(lái)看，通過(guò)內(nèi)置AMX加速器，可以為AI實(shí)時(shí)推理和訓(xùn)練工作負(fù)載提供顯著的性能提升，最高可以提升10倍的性能；DLB加速器可以讓處理器的時(shí)延最低下降96%，從而提升網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載性能；DSA加速器讓數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載操作性能提升1.7倍；借助IAA加速器，則可以讓數(shù)據(jù)分析工作負(fù)載優(yōu)化內(nèi)存占用和吞吐量提升3倍。

通過(guò)減輕 CPU 內(nèi)核資源的負(fù)載，內(nèi)置加速器可實(shí)現(xiàn)更高效的資源利用率和能效優(yōu)勢(shì)。與前幾代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器相比，第四代處理器在使用內(nèi)置加速器時(shí)幫助目標(biāo)工作負(fù)載實(shí)現(xiàn)了平均每瓦性能效率2.9倍的提升。在優(yōu)化電源模式下，客戶還可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)CPU高達(dá)70瓦的功率節(jié)省，同時(shí)將性能損失降至最低。

擁抱開源軟件和開放生態(tài)建設(shè)

在第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器中，加速器確實(shí)是一個(gè)非常大的亮點(diǎn)，而不僅是硬件層面，通過(guò)軟件、服務(wù)推進(jìn)的生態(tài)發(fā)展也實(shí)現(xiàn)了突破。

王稚聰表示，英特爾在“開源軟件”和“綠色”這兩個(gè)維度上一直在不斷努力。開源軟件方面，不論是底層軟件還是云的Stack、BigData、數(shù)據(jù)庫(kù)等，英特爾多方面拓展合作伙伴；綠色則更是一個(gè)不變的話題，特別是過(guò)去一年，英特爾和眾多合作伙伴在整個(gè)數(shù)據(jù)中心以及網(wǎng)絡(luò)的綠色節(jié)能方面進(jìn)行了很多探索和嘗試。他指出，綠色、開源軟件以及英特爾和合作伙伴共同發(fā)起的OCSP（開放通用服務(wù)器平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)）等基礎(chǔ)力量，在中國(guó)構(gòu)建起了圍繞至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的生態(tài)，也明確了數(shù)據(jù)中心的實(shí)踐方向。

在2022 Intel Innovation全球大會(huì)上，英特爾已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了軟件優(yōu)先戰(zhàn)略。在中國(guó)本土的開源社區(qū)，貢獻(xiàn)代碼、框架、工具庫(kù)等，提供值得信賴的開放生態(tài)；在商業(yè)軟件方面，通過(guò)各項(xiàng)軟硬件加速特性、開發(fā)工具和先進(jìn)技術(shù)幫助軟件合作伙伴降本增效，從而為國(guó)產(chǎn)軟件體系加載更多的技術(shù)創(chuàng)新和業(yè)務(wù)價(jià)值，打造本土化產(chǎn)業(yè)底座。

陳葆立補(bǔ)充，在大家的普遍印象中英特爾是一家芯片公司，但其實(shí)英特爾擁有上百上千的軟件工程師，就是為了在已有的眾多功能優(yōu)化之上，讓用戶更好地使用這些指令，看到它們的性能并得到收益。接下來(lái)，英特爾將會(huì)投入很多軟件服務(wù)，支持中國(guó)更多的產(chǎn)業(yè)伙伴，不論是互聯(lián)網(wǎng)廠商還是ISV伙伴、軟件合作伙伴。

在第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的發(fā)布會(huì)上，騰訊云、天翼云、京東云、阿里云、火山引擎、浪潮信息、亞信科技等合作伙伴，都分享了各自的使用實(shí)例和用戶體驗(yàn)，體現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)帶來(lái)的領(lǐng)先性和生態(tài)的加持作用。

據(jù)了解，面向未來(lái)幾代至強(qiáng)處理器，英特爾制定了全新的架構(gòu)策略——即同時(shí)擁有基于性能核(P-core)和能效核(E-core)的全新雙軌產(chǎn)品路線圖，以將兩個(gè)優(yōu)化的平臺(tái)整合為一個(gè)通用的、定義行業(yè)發(fā)展的平臺(tái)。這條新路徑將更大限度地增強(qiáng)產(chǎn)品的每瓦性能和細(xì)分功能，從而全面提升英特爾在業(yè)界的整體競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)引入這個(gè)新方法，英特爾加強(qiáng)了與當(dāng)前龐大的至強(qiáng)平臺(tái)生態(tài)系統(tǒng)的兼容性，并讓客戶從單次投入中收獲更多。

Max系列CPU+GPU性能拉滿

與第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器一同亮相的還有數(shù)據(jù)中心Max系列CPU+GPU。在設(shè)計(jì)、封裝制造等環(huán)節(jié)采用了多項(xiàng)新嘗試，也使得該系列CPU和GPU產(chǎn)品得到了極大的性能提升。

英特爾數(shù)據(jù)中心GPU Max系列（此前代號(hào)Ponte Vecchio）提供極高的計(jì)算密度，且具有多種產(chǎn)品規(guī)格以滿足不同的客戶需求。GPU Max系列采用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，綜合實(shí)現(xiàn)了計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)多項(xiàng)功能。而這47個(gè)裸片來(lái)自于不同的代工企業(yè)，且采用5種以上的差異化工藝節(jié)點(diǎn)，集成了超過(guò)了1000億個(gè)晶體管，將異構(gòu)集成的技術(shù)提升至了全新水平，為諸如物理、金融服務(wù)和生命科學(xué)等極具挑戰(zhàn)性的工作負(fù)載帶來(lái)更高的吞吐量。

至強(qiáng)CPU Max系列首次集成高帶寬內(nèi)存（HBM2e）的x86處理器，讓CPU的數(shù)據(jù)傳輸更加快捷，滿足超大容量的數(shù)據(jù)交互需求。相較于上代處理器，CPU MAX系列除了基礎(chǔ)算力提升53%之外，AI性能可以提升10倍，5G vRAN性能提升2倍，網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)性能提升2倍，數(shù)據(jù)分析提升3倍，而像能源、地球系統(tǒng)建模這樣的科學(xué)計(jì)算更是可以提升3.7倍，進(jìn)而能夠滿足更多高性能計(jì)算客戶需求。

相較上一代產(chǎn)品，英特爾數(shù)據(jù)中心GPU Max系列和至強(qiáng)CPU Max系列的結(jié)合，可以使生命與材料科學(xué)領(lǐng)域LAMMPS處理性能提升12.8倍。

寫在最后

發(fā)布會(huì)上，英特爾分享了一組數(shù)據(jù)：自2017年Intel推出第一款至強(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)顆的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器；在過(guò)去2年，第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器已經(jīng)在全球累計(jì)出貨1500萬(wàn)顆。這意味著，至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的安裝量已超過(guò)1億顆。

面向未來(lái)，數(shù)據(jù)作為信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，已成為具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源。面對(duì)數(shù)據(jù)爆發(fā)和面向各種場(chǎng)景的數(shù)據(jù)產(chǎn)品或應(yīng)用，算力代表著對(duì)數(shù)字化信息處理能力的強(qiáng)弱，不僅改變了人類的生產(chǎn)方式、生活模式，而且越來(lái)越成為科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵生產(chǎn)力。

新一代數(shù)據(jù)中心處理器既是現(xiàn)有算力基礎(chǔ)的重要承載力之一，也是面向未來(lái)多樣場(chǎng)景下的核心基礎(chǔ)，英特爾非常徹底地?fù)肀Я诵纶厔?shì)、新變化，也為數(shù)據(jù)中心開啟了一個(gè)新的階段。