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(chǎn)品中擴(kuò)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(yè)界最高水平，但其始終致力于多晶片戰(zhàn)略，最新的英特爾至強(qiáng)處理器單就去年12月的出貨量便遠(yuǎn)超AMD全年出貨量。與此同時(shí)，英特爾還將在2022年下半年推出下一代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器Sapphire Rapids。此前，關(guān)于Sapphire Rapids及其之后將推出產(chǎn)品的公開信息一直較少，近期，英特爾公開披露了至強(qiáng)未來幾代產(chǎn)品相關(guān)路線圖。

現(xiàn)狀

目前市場上使用的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器平臺Ice Lake，采用英特爾10nm制程工藝，具有多達(dá)40個(gè)Sunny Cove內(nèi)核，晶片面積約為660 mm2。在基準(zhǔn)測試中，我們發(fā)現(xiàn)與其第二代至強(qiáng)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(yīng)喜憂參半，但英特爾始終堅(jiān)持以更完整的平臺，以及FPGA、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)及其獨(dú)特的加速器持續(xù)推動(dòng)創(chuàng)新和發(fā)展。英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·基辛格也表示，英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)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(guī)模宣傳其第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器Sapphire Rapids。我們了解到，該產(chǎn)品將使用大于1600 mm2的芯片以打造最高核數(shù)的解決方案，其中，Sapphire Rapids的四個(gè)單元將通過英特爾嵌入式多芯片互連橋接技術(shù)相連。該芯片將擁有8個(gè)64位DDR5內(nèi)存通道，支持與PCIe 5.0及大部分CXL 1.1互連。與此同時(shí)，新的矩陣擴(kuò)展、數(shù)據(jù)流加速器，以及英特爾?QuickAssist技術(shù)（英特爾?QAT）也將開始發(fā)揮作用，所有這些都建立于當(dāng)前在Alder Lake臺式機(jī)平臺中采用的最新性能核設(shè)計(jì)之上，并已針對數(shù)據(jù)中心的使用需求進(jìn)行了優(yōu)化，這也意味著該芯片將支持AVX512和更大緩存。與此同時(shí)，Sapphire Rapids將搭載HBM內(nèi)存和全新的Ponte Vecchio高性能計(jì)算加速器，并率先應(yīng)用于阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的超級計(jì)算機(jī)Aurora中。

Sapphire Rapids的發(fā)布時(shí)間相較于幾年前預(yù)想的有所推遲，但業(yè)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(qiáng)可擴(kuò)展處理器

除了Sapphire Rapids，英特爾還同時(shí)公開了路線圖上其他產(chǎn)品的相關(guān)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(tǒng)，Emerald Rapids有可能是第五代至強(qiáng)產(chǎn)品。

目前看來，Emerald Rapids（EMR）有望從Sapphire Rapids設(shè)計(jì)以及制造中汲取經(jīng)驗(yàn)以提高性能。平臺兼容意味著我們不僅有機(jī)會(huì)看到一個(gè)全新加速器，同時(shí)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(chǎn)品組合的了解也尚在探索之中，不過可以預(yù)測的是，它極有可能與Sapphire Rapids類似，同時(shí)也將是英特爾計(jì)劃作為下一代產(chǎn)品推出的、擁有全新性能的可擴(kuò)展處理器。

Emerald Rapids之后，英特爾的產(chǎn)品路線圖將走上全新的道路，其戰(zhàn)略也在多個(gè)層面上展現(xiàn)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(qiáng)性能核處理器，并于2024年推出該款產(chǎn)品。此前的路線圖一直顯示，Granite Rapids會(huì)采用Intel 4制程工藝，但英特爾表示，其技術(shù)進(jìn)步和時(shí)間規(guī)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(jié)點(diǎn)，我們預(yù)測兩者的設(shè)計(jì)規(guī)則具有一定的相似性，因此其迭代并不會(huì)帶來質(zhì)的變化。

Granite Rapids將采用單元架構(gòu)，同時(shí)也將在其單元中采用區(qū)分策略：區(qū)別于Sapphire Rapids的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，Granite Rapids將擁有獨(dú)立的IO單元和內(nèi)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(nèi)存通道、PCIe通道和其他功能，而內(nèi)核單元?jiǎng)t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(fā)展方向。

Granite Rapids作為下一代性能核至強(qiáng)處理器，將與英特爾一個(gè)全新的產(chǎn)品線共享一個(gè)平臺——該產(chǎn)品線將推出專為數(shù)據(jù)中心優(yōu)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(diǎn)。能效核多用于當(dāng)前英特爾Alder Lake消費(fèi)級處理器產(chǎn)品組合，而Sierra Forest將是基于目前能效核微架構(gòu)Gracemont的新一代變革，其目的在于讓產(chǎn)品更注重內(nèi)核密度而不是單純的內(nèi)核性能。如果內(nèi)存帶寬和互連能夠支持，該產(chǎn)品將可以實(shí)行低電壓運(yùn)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(gè)平臺，我們假定其插槽將互相兼容，因此，我們預(yù)測兩者會(huì)擁有相同的DDR和PCIe配置。如果英特爾延續(xù)現(xiàn)有的命名方式，GNR和SRF將是其第六代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器。英特爾向我們表示，GNR和SRF將根據(jù)客戶需求覆蓋并擴(kuò)展目前已有的Ice Lake可擴(kuò)展處理器產(chǎn)品組合。GNR和SRF預(yù)計(jì)將于官宣推出之時(shí)，在全球范圍內(nèi)上市。

同時(shí)，注重內(nèi)核密度的能效核Sierra Forest最終將與AMD的同期產(chǎn)品決一勝負(fù)，AMD的Bergamo產(chǎn)品當(dāng)前采用Zen 4c架構(gòu)，當(dāng)SRF上市時(shí)，AMD很有可能推出采用Zen 5架構(gòu)的同期產(chǎn)品。

關(guān)于采用GNR+SRF的統(tǒng)一平臺是否意味著此后的至強(qiáng)產(chǎn)品將成為一個(gè)英特爾獨(dú)有的平臺，以及英特爾是否會(huì)遵循客戶喜好同時(shí)保留兩代產(chǎn)品，英特爾給出的答案是，最好的選擇是保持不同代產(chǎn)品之間的平臺兼容性，但同時(shí)這也取決于時(shí)間以及新技術(shù)集成。業(yè)內(nèi)估計(jì)，除了CPU，PCIe 6.0最早將到2026年才會(huì)出現(xiàn)，而DDR6更可能于2029前后問世。所以，除非有更多的內(nèi)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(qiáng)產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)上述功能。

除此之外，另一個(gè)大眾關(guān)注的問題是關(guān)于混合CPU設(shè)計(jì)的，既然英特爾目前正推動(dòng)性能核和能效核產(chǎn)品雙線并進(jìn)，為何不將其整合至一個(gè)產(chǎn)品中？對此，英特爾表示，由于每個(gè)用戶的需求不同，當(dāng)前市場更傾向于單核設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。比如一個(gè)客戶希望性能核與能效核的比例是80/20，另一個(gè)客戶可能更喜歡20/80的比例，然而大量生產(chǎn)各個(gè)比例的產(chǎn)品并不具備較高的實(shí)現(xiàn)性。與此同時(shí)，經(jīng)部分用戶使用發(fā)現(xiàn)，他們的軟件往往在采用相同內(nèi)核的處理器上運(yùn)行效果更好，而非在系統(tǒng)或插槽層面整合兩種內(nèi)核的產(chǎn)品中運(yùn)行。因此，令人十分高興的是，我們在短期之內(nèi)將不會(huì)看到混合兩種內(nèi)核的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器。

分別為性能核和能效核處理器配備同等數(shù)量的內(nèi)存通道和I/O通道，對于兩種場景來說可能都不能達(dá)到最佳的效果，英特爾目前也并沒有就統(tǒng)一IO晶片做出回答。不過，無論客戶使用哪種CPU，采用同一個(gè)兼容平臺有助于降低部分不可收回的開發(fā)成本。而且，我們也可以看到英特爾已為更多適用于至強(qiáng)D的場景，以及為規(guī)模較小的部署提供不同的IO配置打開了大門，當(dāng)然，我們目前談?wù)摰慕允莾扇曛蟮漠a(chǎn)品。

對于Granite Rapids和Sierra Forest，英特爾正與重點(diǎn)客戶展開合作，進(jìn)行微架構(gòu)和平臺的開發(fā)、測試及部署。隨著Granite Rapids和Sierra Forest在今明兩年發(fā)布，更多細(xì)節(jié)也將會(huì)披露。

審核編輯：符乾江