作者：Dr. Ian Cutress

眾所周知，英特爾一直致力于在近幾代推出的處理器產品中擴展其平臺。與競爭對手相比，盡管英特爾采用的制造平臺并非業界最高水平，但其始終致力于多晶片戰略，最新的英特爾至強處理器單就去年12月的出貨量便遠超AMD全年出貨量。與此同時，英特爾還將在2022年下半年推出下一代至強可擴展處理器Sapphire Rapids。此前，關于Sapphire Rapids及其之后將推出產品的公開信息一直較少，近期，英特爾公開披露了至強未來幾代產品相關路線圖。

現狀

目前市場上使用的第三代英特爾至強可擴展處理器平臺Ice Lake，采用英特爾10nm制程工藝，具有多達40個Sunny Cove內核，晶片面積約為660 mm2。在基準測試中，我們發現與其第二代至強處理器相比，第三代的性能有了飛躍式的提升。盡管在芯片市場的激烈競爭中，用戶對Ice Lake的反應喜憂參半，但英特爾始終堅持以更完整的平臺，以及FPGA、內存、存儲、網絡及其獨特的加速器持續推動創新和發展。英特爾公司首席執行官帕特·基辛格也表示，英特爾數據中心業務的季度營收狀況，取決于客戶將如何消化已有的處理器庫存。

目前來看，英特爾已開始大規模宣傳其第四代至強可擴展處理器Sapphire Rapids。我們了解到，該產品將使用大于1600 mm2的芯片以打造最高核數的解決方案，其中，Sapphire Rapids的四個單元將通過英特爾嵌入式多芯片互連橋接技術相連。該芯片將擁有8個64位DDR5內存通道，支持與PCIe 5.0及大部分CXL 1.1互連。與此同時，新的矩陣擴展、數據流加速器，以及英特爾?QuickAssist技術（英特爾?QAT）也將開始發揮作用，所有這些都建立于當前在Alder Lake臺式機平臺中采用的最新性能核設計之上，并已針對數據中心的使用需求進行了優化，這也意味著該芯片將支持AVX512和更大緩存。與此同時，Sapphire Rapids將搭載HBM內存和全新的Ponte Vecchio高性能計算加速器，并率先應用于阿貢國家實驗室的超級計算機Aurora中。

Sapphire Rapids的發布時間相較于幾年前預想的有所推遲，但業界對于這款將于2022年問世的Intel 7處理器萬分期待。

下一代至強可擴展處理器

除了Sapphire Rapids，英特爾還同時公開了路線圖上其他產品的相關信息。繼Sapphire Rapids之后，與平臺兼容且同樣基于Intel 7制程工藝的Emerald Rapids將于2023年問世，按照英特爾一貫的命名傳統，Emerald Rapids有可能是第五代至強產品。

目前看來，Emerald Rapids（EMR）有望從Sapphire Rapids設計以及制造中汲取經驗以提高性能。平臺兼容意味著我們不僅有機會看到一個全新加速器，同時Emerald Rapids 還將與前幾代相似，在PCIe通道、CPU之間的連接、DRAM、CXL和IO功能方面提供支持。然而，目前這款處理器的廬山真面目仍未揭曉，我們對英特爾單元產品組合的了解也尚在探索之中，不過可以預測的是，它極有可能與Sapphire Rapids類似，同時也將是英特爾計劃作為下一代產品推出的、擁有全新性能的可擴展處理器。

Emerald Rapids之后，英特爾的產品路線圖將走上全新的道路，其戰略也在多個層面上展現出多元化。

從Granite Rapids（GNR）開始，英特爾將采用Intel 3制程工藝，打造至強性能核處理器，并于2024年推出該款產品。此前的路線圖一直顯示，Granite Rapids會采用Intel 4制程工藝，但英特爾表示，其技術進步和時間規劃將讓Granite Rapids得以提前采用Intel 3制程工藝。Intel 3是英特爾在Intel 4之后的第二代EUV工藝節點，我們預測兩者的設計規則具有一定的相似性，因此其迭代并不會帶來質的變化。

Granite Rapids將采用單元架構，同時也將在其單元中采用區分策略：區別于Sapphire Rapids的統一設計，Granite Rapids將擁有獨立的IO單元和內核單元。英特爾尚未透露它們之間將如何連接，但其理念是IO單元可以包含所有內存通道、PCIe通道和其他功能，而內核單元則完全專注于處理器性能——這聽起來很像英特爾的競爭對手們正在做的事，但這的確是眼下正確的發展方向。

Granite Rapids作為下一代性能核至強處理器，將與英特爾一個全新的產品線共享一個平臺——該產品線將推出專為數據中心優化所提供的能效核處理器，并以同樣基于Intel 3制程工藝的Sierra Forest（SRF）為起點。能效核多用于當前英特爾Alder Lake消費級處理器產品組合，而Sierra Forest將是基于目前能效核微架構Gracemont的新一代變革，其目的在于讓產品更注重內核密度而不是單純的內核性能。如果內存帶寬和互連能夠支持，該產品將可以實行低電壓運行和并行處理。

Sierra Forest將采用與Granite Rapids相同的IO晶片。由于兩者將共享一個平臺，我們假定其插槽將互相兼容，因此，我們預測兩者會擁有相同的DDR和PCIe配置。如果英特爾延續現有的命名方式，GNR和SRF將是其第六代至強可擴展處理器。英特爾向我們表示，GNR和SRF將根據客戶需求覆蓋并擴展目前已有的Ice Lake可擴展處理器產品組合。GNR和SRF預計將于官宣推出之時，在全球范圍內上市。

同時，注重內核密度的能效核Sierra Forest最終將與AMD的同期產品決一勝負，AMD的Bergamo產品當前采用Zen 4c架構，當SRF上市時，AMD很有可能推出采用Zen 5架構的同期產品。

關于采用GNR+SRF的統一平臺是否意味著此后的至強產品將成為一個英特爾獨有的平臺，以及英特爾是否會遵循客戶喜好同時保留兩代產品，英特爾給出的答案是，最好的選擇是保持不同代產品之間的平臺兼容性，但同時這也取決于時間以及新技術集成。業內估計，除了CPU，PCIe 6.0最早將到2026年才會出現，而DDR6更可能于2029前后問世。所以，除非有更多的內存通道可以添加，否則我們極可能看到英特爾在其第六代或第七代至強產品中實現上述功能。

除此之外，另一個大眾關注的問題是關于混合CPU設計的，既然英特爾目前正推動性能核和能效核產品雙線并進，為何不將其整合至一個產品中？對此，英特爾表示，由于每個用戶的需求不同，當前市場更傾向于單核設計的產品。比如一個客戶希望性能核與能效核的比例是80/20，另一個客戶可能更喜歡20/80的比例，然而大量生產各個比例的產品并不具備較高的實現性。與此同時，經部分用戶使用發現，他們的軟件往往在采用相同內核的處理器上運行效果更好，而非在系統或插槽層面整合兩種內核的產品中運行。因此，令人十分高興的是，我們在短期之內將不會看到混合兩種內核的至強可擴展處理器。

分別為性能核和能效核處理器配備同等數量的內存通道和I/O通道，對于兩種場景來說可能都不能達到最佳的效果，英特爾目前也并沒有就統一IO晶片做出回答。不過，無論客戶使用哪種CPU，采用同一個兼容平臺有助于降低部分不可收回的開發成本。而且，我們也可以看到英特爾已為更多適用于至強D的場景，以及為規模較小的部署提供不同的IO配置打開了大門，當然，我們目前談論的皆是兩三年之后的產品。

對于Granite Rapids和Sierra Forest，英特爾正與重點客戶展開合作，進行微架構和平臺的開發、測試及部署。隨著Granite Rapids和Sierra Forest在今明兩年發布，更多細節也將會披露。

審核編輯：符乾江