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x86处理器彻底拥抱数据中心新世界

2023/01/13
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1月11日,英特尔发布了第四代至强可扩展处理器(代号Sapphire Rapids)、至强CPU Max系列(代号Sapphire Rapids HBM)以及英特尔数据中心GPU Max系列(代号Ponte Vecchio)。

凭借至强可扩展处理器和Max系列CPU+GPU,英特尔高筑起数据中心的护城河,在实现数据中心性能、能效和安全性大幅提升的同时,为AI、云、网络、边缘和全球领先的超级计算机带来全新功能,这不仅对英特尔的战略转型、也对数据中心的长远发展具有重大意义。

算力产业变化中酝酿机会

英特尔市场营销集团副总裁兼中国区总经理王稚聪表示,从几十年前的PC普及,到PC的Cient-Server架构,一直到今天物联网的蓬勃发展,这些产业都推动了数据中心的大规模发展。

根据IDC数据,中国物联网市场规模已经达到2900亿美元,一跃成为全球第一大IoT市场。再看中国企业级ICT市场的开支,将有望在2023年得到13%的跃升,专业机构对今年尤其是下半年的业务恢复抱有很大的信心。这些变化都在深刻影响着我国计算和行业整体格局的发展。

当前,我们正在亲历人工智能5G软件定义基础设施这些关键技术的融合,当这些技术进步与企业的数字化和自动化需求相结合时,可以看到对计算和平台解决方案的需求正与日俱增。甚至,这些解决方案正在从数据中心扩展到网络边缘、主机托管设施,乃至现实世界的商店、工厂和城市当中。数据显示,到2025年,75%由企业生成的数据将在传统数据中心或云之外进行创建和处理。那么,传统的数据中心怎么办?转型是唯一的出路。

工作负载至上的设计思路变革

引领数据中心市场的至强可扩展处理器,目前已经迭代到第四代。最新发布的至强可扩展处理器,也反映出英特尔在数据中心处理器的投入和颠覆性创新方面,是坚定且目标明确的。

数据中心服务器CPU领域,多核是未来的一个大趋势,以Arm架构CPU超多核的演进最具代表性。至强可扩展处理器也体现了这一趋势,从第一代到第四代,最高核数也在快速增加,从二三十个核到四五十个核,第四代可能已经达到了60核,如果以此推算,下一代有望达到100核。那么,这会是英特尔数据中心CPU主要的演进方向吗?

英特尔数据中心与人工智能集团副总裁兼中国区总经理陈葆立表示,确实一些用户有多核的需求,因此在英特尔的产品路线图上,也会着重在多核方面推出能效核产品。不过与此同时,也有许多数据中心用户,并非一味执着于多核,而是具体取决于工作负载是人工智能、搜索引擎、数据库还是电信网络服务……针对众多不同应用,英特尔还有各种不同的加速器,这给用户带来的性能会比纯粹以核数堆叠起来的性能更高。

在第四代至强可扩展处理器中,“目标为导向,工作负载至上”的策略贯彻得很清晰。除了提升传统算力之外,英特尔认为更需要专属计算单元,实现AI、深度学习等性能的成倍提升。通过内置7大加速器,包括AMX、IAA、DLB、DSA、QAT等,可提高 AI、数据分析、网络、存储和科学计算等性能,并为传统数据中心应用提供卓越性能。

具体来看,通过内置AMX加速器,可以为AI实时推理和训练工作负载提供显著的性能提升,最高可以提升10倍的性能;DLB加速器可以让处理器的时延最低下降96%,从而提升网络工作负载性能;DSA加速器让数据密集型工作负载操作性能提升1.7倍;借助IAA加速器,则可以让数据分析工作负载优化内存占用和吞吐量提升3倍。

通过减轻 CPU 内核资源的负载,内置加速器可实现更高效的资源利用率和能效优势。与前几代英特尔至强可扩展处理器相比,第四代处理器在使用内置加速器时帮助目标工作负载实现了平均每瓦性能效率2.9倍的提升。在优化电源模式下,客户还可以实现每个CPU高达70瓦的功率节省,同时将性能损失降至最低。

拥抱开源软件和开放生态建设

在第四代至强可扩展处理器中,加速器确实是一个非常大的亮点,而不仅是硬件层面,通过软件、服务推进的生态发展也实现了突破。

王稚聪表示,英特尔在“开源软件”和“绿色”这两个维度上一直在不断努力。开源软件方面,不论是底层软件还是云的Stack、BigData、数据库等,英特尔多方面拓展合作伙伴;绿色则更是一个不变的话题,特别是过去一年,英特尔和众多合作伙伴在整个数据中心以及网络的绿色节能方面进行了很多探索和尝试。他指出,绿色、开源软件以及英特尔和合作伙伴共同发起的OCSP(开放通用服务器平台设计规范和标准)等基础力量,在中国构建起了围绕至强可扩展处理器的生态,也明确了数据中心的实践方向。

在2022 Intel Innovation全球大会上,英特尔已经强调了软件优先战略。在中国本土的开源社区,贡献代码、框架、工具库等,提供值得信赖的开放生态;在商业软件方面,通过各项软硬件加速特性、开发工具和先进技术帮助软件合作伙伴降本增效,从而为国产软件体系加载更多的技术创新和业务价值,打造本土化产业底座。

陈葆立补充,在大家的普遍印象中英特尔是一家芯片公司,但其实英特尔拥有上百上千的软件工程师,就是为了在已有的众多功能优化之上,让用户更好地使用这些指令,看到它们的性能并得到收益。接下来,英特尔将会投入很多软件服务,支持中国更多的产业伙伴,不论是互联网厂商还是ISV伙伴、软件合作伙伴。

在第四代至强可扩展处理器的发布会上,腾讯云、天翼云、京东云、阿里云、火山引擎、浪潮信息、亚信科技等合作伙伴,都分享了各自的使用实例和用户体验,体现了创新技术带来的领先性和生态的加持作用。

据了解,面向未来几代至强处理器,英特尔制定了全新的架构策略——即同时拥有基于性能核(P-core)和能效核(E-core)的全新双轨产品路线图,以将两个优化的平台整合为一个通用的、定义行业发展的平台。这条新路径将更大限度地增强产品的每瓦性能和细分功能,从而全面提升英特尔在业界的整体竞争力。通过引入这个新方法,英特尔加强了与当前庞大的至强平台生态系统的兼容性,并让客户从单次投入中收获更多。

Max系列CPU+GPU性能拉满

与第四代至强可扩展处理器一同亮相的还有数据中心Max系列CPU+GPU。在设计、封装制造等环节采用了多项新尝试,也使得该系列CPU和GPU产品得到了极大的性能提升。

英特尔数据中心GPU Max系列(此前代号Ponte Vecchio)提供极高的计算密度,且具有多种产品规格以满足不同的客户需求。GPU Max系列采用3D封装的Chiplet技术,在单个产品上整合了47个小芯片,综合实现了计算、存储、网络多项功能。而这47个裸片来自于不同的代工企业,且采用5种以上的差异化工艺节点,集成了超过了1000亿个晶体管,将异构集成的技术提升至了全新水平,为诸如物理、金融服务和生命科学等极具挑战性的工作负载带来更高的吞吐量。

至强CPU Max系列首次集成高带宽内存(HBM2e)的x86处理器,让CPU的数据传输更加快捷,满足超大容量的数据交互需求。相较于上代处理器,CPU MAX系列除了基础算力提升53%之外,AI性能可以提升10倍,5G vRAN性能提升2倍,网络与存储性能提升2倍,数据分析提升3倍,而像能源、地球系统建模这样的科学计算更是可以提升3.7倍,进而能够满足更多高性能计算客户需求。

相较上一代产品,英特尔数据中心GPU Max系列和至强CPU Max系列的结合,可以使生命与材料科学领域LAMMPS处理性能提升12.8倍。

写在最后

发布会上,英特尔分享了一组数据:自2017年Intel推出第一款至强可扩展处理器以来,英特尔已经向全球客户交付了超过8500万颗的至强可扩展处理器;在过去2年,第三代至强可扩展处理器已经在全球累计出货1500万颗。这意味着,至强可扩展处理器的安装量已超过1亿颗。

面向未来,数据作为信息技术发展的产物,已成为具有重要经济价值的资源。面对数据爆发和面向各种场景的数据产品或应用,算力代表着对数字化信息处理能力的强弱,不仅改变了人类的生产方式、生活模式,而且越来越成为科技进步和经济社会发展的关键生产力。

新一代数据中心处理器既是现有算力基础的重要承载力之一,也是面向未来多样场景下的核心基础,英特尔非常彻底地拥抱了新趋势、新变化,也为数据中心开启了一个新的阶段。

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与非网资深行业分析师。主要关注人工智能、智能消费电子等领域。电子科技领域专业媒体十余载,善于纵深洞悉行业趋势。欢迎交流~