英特尔发布多代至强可扩展处理器产品路线图：全新能效核处理器将于2024年问世

2022-03-09 18:59:00 来源: Dr. Ian Cutress

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众所周知，英特尔一直致力于在近几代推出的处理器产品中扩展其平台。与竞争对手相比，尽管英特尔采用的制造平台并非业界最高水平，但其始终致力于多晶片战略，最新的英特尔至强处理器单就去年12月的出货量便远超AMD全年出货量。与此同时，英特尔还将在2022年下半年推出下一代至强可扩展处理器Sapphire Rapids。此前，关于Sapphire Rapids及其之后将推出产品的公开信息一直较少，近期，英特尔公开披露了至强未来几代产品相关路线图。

现状

目前市场上使用的第三代英特尔至强可扩展处理器平台Ice Lake，采用英特尔10nm制程工艺，具有多达40个Sunny Cove内核，晶片面积约为660 mm2。在基准测试中，我们发现与其第二代至强处理器相比，第三代的性能有了飞跃式的提升。尽管在芯片市场的激烈竞争中，用户对Ice Lake的反应喜忧参半，但英特尔始终坚持以更完整的平台，以及FPGA、内存、存储、网络及其独特的加速器持续推动创新和发展。英特尔公司首席执行官帕特·基辛格也表示，英特尔数据中心业务的季度营收状况，取决于客户将如何消化已有的处理器库存。

目前来看，英特尔已开始大规模宣传其第四代至强可扩展处理器Sapphire Rapids。我们了解到，该产品将使用大于1600 mm2 的芯片以打造最高核数的解决方案，其中，Sapphire Rapids的四个单元将通过英特尔嵌入式多芯片互连桥接技术相连。该芯片将拥有8个64位DDR5内存通道，支持与PCIe 5.0及大部分CXL 1.1互连。与此同时，新的矩阵扩展、数据流加速器，以及英特尔®QuickAssist技术（英特尔®QAT）也将开始发挥作用，所有这些都建立于当前在Alder Lake台式机平台中采用的最新性能核设计之上，并已针对数据中心的使用需求进行了优化，这也意味着该芯片将支持AVX512和更大缓存。与此同时，Sapphire Rapids将搭载HBM内存和全新的Ponte Vecchio高性能计算加速器，并率先应用于阿贡国家实验室的超级计算机Aurora中。

Sapphire Rapids的发布时间相较于几年前预想的有所推迟，但业界对于这款将于2022年问世的Intel 7处理器万分期待。

下一代至强可扩展处理器

除了Sapphire Rapids，英特尔还同时公开了路线图上其他产品的相关信息。继Sapphire Rapids之后，与平台兼容且同样基于Intel 7制程工艺的Emerald Rapids将于2023年问世，按照英特尔一贯的命名传统，Emerald Rapids有可能是第五代至强产品。

目前看来，Emerald Rapids（EMR）有望从Sapphire Rapids设计以及制造中汲取经验以提高性能。平台兼容意味着我们不仅有机会看到一个全新加速器，同时Emerald Rapids 还将与前几代相似，在PCIe通道、CPU之间的连接、DRAM、CXL和IO功能方面提供支持。然而，目前这款处理器的庐山真面目仍未揭晓，我们对英特尔单元产品组合的了解也尚在探索之中，不过可以预测的是，它极有可能与Sapphire Rapids类似，同时也将是英特尔计划作为下一代产品推出的、拥有全新性能的可扩展处理器。

Emerald Rapids之后，英特尔的产品路线图将走上全新的道路，其战略也在多个层面上展现出多元化。

从Granite Rapids（GNR）开始，英特尔将采用Intel 3制程工艺，打造至强性能核处理器，并于2024年推出该款产品。此前的路线图一直显示，Granite Rapids会采用Intel 4制程工艺，但英特尔表示，其技术进步和时间规划将让Granite Rapids得以提前采用Intel 3制程工艺。Intel 3是英特尔在Intel 4之后的第二代EUV工艺节点，我们预测两者的设计规则具有一定的相似性，因此其迭代并不会带来质的变化。

Granite Rapids将采用单元架构，同时也将在其单元中采用区分策略：区别于Sapphire Rapids的统一设计，Granite Rapids将拥有独立的IO单元和内核单元。英特尔尚未透露它们之间将如何连接，但其理念是IO单元可以包含所有内存通道、PCIe通道和其他功能，而内核单元则完全专注于处理器性能——这听起来很像英特尔的竞争对手们正在做的事，但这的确是眼下正确的发展方向。

Granite Rapids作为下一代性能核至强处理器，将与英特尔一个全新的产品线共享一个平台——该产品线将推出专为数据中心优化所提供的能效核处理器，并以同样基于Intel 3制程工艺的Sierra Forest（SRF）为起点。能效核多用于当前英特尔Alder Lake消费级处理器产品组合，而Sierra Forest将是基于目前能效核微架构Gracemont的新一代变革，其目的在于让产品更注重内核密度而不是单纯的内核性能。如果内存带宽和互连能够支持，该产品将可以实行低电压运行和并行处理。

Sierra Forest将采用与Granite Rapids相同的IO晶片。由于两者将共享一个平台，我们假定其插槽将互相兼容，因此，我们预测两者会拥有相同的DDR和PCIe配置。如果英特尔延续现有的命名方式，GNR和SRF将是其第六代至强可扩展处理器。英特尔向我们表示，GNR和SRF将根据客户需求覆盖并扩展目前已有的Ice Lake可扩展处理器产品组合。GNR和SRF预计将于官宣推出之时，在全球范围内上市。

同时，注重内核密度的能效核Sierra Forest最终将与AMD的同期产品决一胜负，AMD的Bergamo产品当前采用Zen 4c架构，当SRF上市时，AMD很有可能推出采用Zen 5架构的同期产品。

关于采用GNR+SRF的统一平台是否意味着此后的至强产品将成为一个英特尔独有的平台，以及英特尔是否会遵循客户喜好同时保留两代产品，英特尔给出的答案是，最好的选择是保持不同代产品之间的平台兼容性，但同时这也取决于时间以及新技术集成。业内估计，除了CPU，PCIe 6.0最早将到2026年才会出现，而DDR6更可能于2029前后问世。所以，除非有更多的内存通道可以添加，否则我们极可能看到英特尔在其第六代或第七代至强产品中实现上述功能。

除此之外，另一个大众关注的问题是关于混合CPU设计的，既然英特尔目前正推动性能核和能效核产品双线并进，为何不将其整合至一个产品中？对此，英特尔表示，由于每个用户的需求不同，当前市场更倾向于单核设计的产品。比如一个客户希望性能核与能效核的比例是80/20，另一个客户可能更喜欢20/80的比例，然而大量生产各个比例的产品并不具备较高的实现性。与此同时，经部分用户使用发现，他们的软件往往在采用相同内核的处理器上运行效果更好，而非在系统或插槽层面整合两种内核的产品中运行。因此，令人十分高兴的是，我们在短期之内将不会看到混合两种内核的至强可扩展处理器。

分别为性能核和能效核处理器配备同等数量的内存通道和I/O通道，对于两种场景来说可能都不能达到最佳的效果，英特尔目前也并没有就统一IO晶片做出回答。不过，无论客户使用哪种CPU，采用同一个兼容平台有助于降低部分不可收回的开发成本。而且，我们也可以看到英特尔已为更多适用于至强D的场景，以及为规模较小的部署提供不同的IO配置打开了大门，当然，我们目前谈论的皆是两三年之后的产品。