英特爾至強(qiáng)戰(zhàn)略背后的思量

2023年，AI成為最熱門(mén)的關(guān)鍵詞，ChatGPT風(fēng)靡全球。無(wú)論AI未來(lái)怎么發(fā)展，硬件和算力都一定是最重要的一塊。作為IT領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施提供商的英特爾接下來(lái)有什么計(jì)劃？將如何在這個(gè)AI時(shí)代持續(xù)展現(xiàn)自己的實(shí)力呢？

最近幾年，隨著AI產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全球所需要的算力規(guī)模越來(lái)越龐大。從數(shù)據(jù)中心到云、到端再到邊緣計(jì)算，新的需求不斷涌現(xiàn)。作為業(yè)界硬件產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者之一——英特爾未來(lái)的動(dòng)向一直深受全球用戶和投資者關(guān)注。

就在不久前，英特爾舉辦了一場(chǎng)投資者網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，英特爾執(zhí)行副總裁兼數(shù)據(jù)中心與人工智能事業(yè)部總經(jīng)理Sandra Rivera、英特爾首席技術(shù)官兼軟件與技術(shù)集團(tuán)負(fù)責(zé)人Greg Lavender和英特爾公司副總裁兼至強(qiáng)產(chǎn)品部總經(jīng)理Lisa Spelman在研討會(huì)上聚焦英特爾的數(shù)據(jù)中心和人工智能業(yè)務(wù)部門(mén)，詳細(xì)介紹了英特爾最新的市場(chǎng)預(yù)測(cè)、硬件計(jì)劃以及如何通過(guò)軟件賦能開(kāi)發(fā)者。

本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)展示了英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的最新情況，其中包括有關(guān)未來(lái)幾代英特爾至強(qiáng)芯片的信息、英特爾第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的最新進(jìn)展，以及英特爾硬件對(duì)比競(jìng)品、運(yùn)行繁重的AI工作負(fù)載時(shí)的演示等，為大家展現(xiàn)了英特爾接下來(lái)的計(jì)劃和一系列新進(jìn)展。

英特爾第四代至強(qiáng)處理器深受歡迎

此前，英特爾推出了第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（代號(hào)為Sapphire Rapids），這是英特爾面向服務(wù)器市場(chǎng)推出的最新一代CPU，可提供比上一代更好的單核性能以及更高的核心數(shù)量，帶來(lái)了更高的能效比。第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器采用英特爾目前最新的Intel 7工藝，最大核心可達(dá)60核心，憑借全新的Golden Cove架構(gòu)，第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器在性能和功能上表現(xiàn)都很出色，在一定程度上減輕了英特爾面對(duì)AMD推出超多核心服務(wù)器處理器后的市場(chǎng)壓力。

▲第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器可能是英特爾重新興起的一個(gè)契機(jī)

英特爾第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展系列處理器最引人關(guān)注的創(chuàng)新在于全面走向DSA（領(lǐng)域?qū)Ｓ眉軜?gòu)）化，通過(guò)內(nèi)置的七大加速模塊，在面對(duì)業(yè)內(nèi)廣泛存在的專業(yè)化任務(wù)時(shí)，不再依賴于CPU核心數(shù)量的多寡，而是直接調(diào)用對(duì)應(yīng)的專屬模塊進(jìn)行加速，可極大地提升計(jì)算效能。根據(jù)英特爾的介紹，第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器包含的七大加速功能主要有以下幾類(lèi)：

1.英特爾AMX高級(jí)矩陣擴(kuò)展：主要針對(duì)矩陣計(jì)算、AI計(jì)算進(jìn)行加速的計(jì)算單元，支持中小型深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型，也適合自然語(yǔ)言處理等。英特爾數(shù)據(jù)顯示，和FP32單元相比，AMX在PyTorch的實(shí)時(shí)推理和訓(xùn)練性能提升了10倍。

▲不同的加速單元帶來(lái)了針對(duì)不同應(yīng)用的加速，圖為AMX單元加速矩陣計(jì)算。

2.英特爾DLB動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡器：可以每秒處理數(shù)百萬(wàn)個(gè)隊(duì)列的管理操作，在不同的CPU內(nèi)核之間高效分配任務(wù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。DLB最高可以降低96%的數(shù)據(jù)延遲。

3.英特爾DSA數(shù)據(jù)流加速器：專為卸載常見(jiàn)的、會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心規(guī)模部署開(kāi)銷(xiāo)的數(shù)據(jù)移動(dòng)任務(wù)設(shè)計(jì)。把CPU、內(nèi)存和緩存從數(shù)據(jù)移動(dòng)的繁重任務(wù)中解放出來(lái)，最高可以提高1.7倍的性能。

4.英特爾IAA存內(nèi)分析加速器，這個(gè)功能可以將任務(wù)從CPU內(nèi)核卸載，以加速數(shù)據(jù)庫(kù)查詢吞吐量和其他類(lèi)型的工作負(fù)載。英特爾數(shù)據(jù)顯示，IAA在RocksDB上的性能最高提升了3倍。

5.英特爾QAT數(shù)據(jù)保護(hù)和壓縮加速技術(shù)：可以用于卸載加密、解密和數(shù)據(jù)壓縮等工作，用于釋放處理器內(nèi)核并降低系統(tǒng)功耗等。英特爾QAT最高可以實(shí)現(xiàn)2倍的數(shù)據(jù)壓縮效能，并釋放CPU核心。

6.英特爾安全引擎：包括英特爾SGX軟件防護(hù)擴(kuò)展、英特爾Trust Domain Extension可信領(lǐng)域擴(kuò)展、英特爾密碼操作硬件加速、英特爾內(nèi)存故障管理技術(shù)、英特爾平臺(tái)固件彈性技術(shù)等，提高整體系統(tǒng)的安全性。

7.英特爾至強(qiáng)Max系列處理器：首次提供了板載的HBM內(nèi)存，最高可為內(nèi)存受限的應(yīng)用帶來(lái)3.7倍性能提升。

▲全新的英特爾第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器兼?zhèn)淦叽蠹铀偕衿?/p>

在擁有這七大加速模塊之后，全新的第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器在實(shí)際性能方面有了極大的提升。市場(chǎng)表現(xiàn)方面，它也展現(xiàn)出非常不錯(cuò)的效果，英特爾宣稱其迎來(lái)了450款根據(jù)新處理器設(shè)計(jì)的產(chǎn)品或者系統(tǒng)，其中200多款已經(jīng)開(kāi)始出貨。不僅如此，目前還有50多個(gè)主流OEM和ODM廠商均在出貨基于第四代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的系統(tǒng)，而全球前十大云服務(wù)提供商也在部署基于第四代至強(qiáng)的服務(wù)。

▲第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器一共迎來(lái)了450款根據(jù)新處理器設(shè)計(jì)的產(chǎn)品或者系統(tǒng)，其中200多款已經(jīng)開(kāi)始出貨。

英特爾預(yù)計(jì)，隨著全新第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器在2023年的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，還有更多廠商基于第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，英特爾有望在企業(yè)級(jí)和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)重獲增長(zhǎng)。

未來(lái)：英特爾發(fā)布至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器新路線圖

在本次會(huì)議上，英特爾還給出了至強(qiáng)可擴(kuò)展系列處理器的最新路線圖，以及全新的第五代至強(qiáng)可擴(kuò)展系列處理器的一些技術(shù)特性預(yù)覽，包含了不少有意思的信息，值得一看。

英特爾認(rèn)為目前企業(yè)級(jí)市場(chǎng)開(kāi)始分化。部分應(yīng)用需要更高的每核心性能優(yōu)化，也就是更強(qiáng)大的單核心性能有助于加速處理，但是部分應(yīng)用需要更多的核心并行完成，也就是更多的核心數(shù)量有助于任務(wù)快速完成。這兩個(gè)特點(diǎn)，恰好對(duì)應(yīng)英特爾目前所擁有的P核心（也就是性能核）以及E核心（也就是能效核）。鑒于此，英特爾計(jì)劃從下一代產(chǎn)品開(kāi)始發(fā)布更有針對(duì)性的產(chǎn)品。

英特爾計(jì)劃在2023年第四季度發(fā)布第五代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，代號(hào)為Emerald Rapids，全部都采用P核心,也就是面向核心性能優(yōu)化。緊接著,在2024年上半年，英特爾將發(fā)布代號(hào)為Sierra Forest的全新一代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，這款處理器將最多每插槽擁有144個(gè)能效核心，并且將采用全新的Intel 3工藝。

▲2024年上半年，英特爾將發(fā)布代號(hào)為Sierra Forest的全新一代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，這款處理器將最多每插槽擁有144個(gè)能效核心。

值得注意的是，Sierra Forest的第一批樣品已經(jīng)交付給合作伙伴，任務(wù)管理器中已經(jīng)可以看到144個(gè)完整的CPU核心。Sierra Forest整體為云計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化，云計(jì)算的某些工作任務(wù)并不需要太強(qiáng)大的核心性能，更多的核心數(shù)量將極大地提升云服務(wù)的響應(yīng)速度。因此Sierra Forest的出現(xiàn)將更出色的每瓦特性能、更高的內(nèi)核密度以及更高的數(shù)據(jù)吞吐量帶到云端，同時(shí)還具有更為出色的能效表現(xiàn)。

2024年晚些時(shí)候，代號(hào)為Granite Rapids的處理器將緊隨Sierra Forest之后上市，從名稱就可以看出，這款處理器也全部采用P核心。英格爾宣稱它將和Sierra Forest使用完全相同的平臺(tái)，這有助于廠商選擇和替換，并加速產(chǎn)品上市。目前英特爾已經(jīng)可以演示Granite Rapids處理器，并表示它將帶來(lái)更高的內(nèi)核密度、存儲(chǔ)和IO創(chuàng)新等。

尤其值得一提的是，英特爾在Granite Rapids中引入了名為多路合并陣列的DIMM，可以在DDR5內(nèi)存的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)每秒8800MT/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，相當(dāng)于把峰值帶寬提升了80%。

2025年，英特爾還將繼續(xù)發(fā)布代號(hào)為Clearwater Forest、依舊全部由能效核心構(gòu)成的全新處理器產(chǎn)品。這款新品將采用英特爾最先進(jìn)的18A工藝制造，這也是英特爾首次進(jìn)入埃米級(jí)別的工藝。如果一切順利，將實(shí)現(xiàn)英特爾4年內(nèi)推進(jìn)5個(gè)制程節(jié)點(diǎn)，使得英特爾在制造能力方面重新奪回市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

▲第五代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器將在2023年第四季度發(fā)布

可以看出，英特爾在技術(shù)實(shí)力和底蘊(yùn)方面依舊非常雄厚。毫不夸張地說(shuō)，根據(jù)英特爾的規(guī)劃，如果一切順利的話，英特爾在未來(lái)五年有望重新建立在市場(chǎng)中的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，并且在不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需求中攻城略地，占據(jù)更多的份額，并重新建立從技術(shù)到市場(chǎng)的完整驅(qū)動(dòng)循環(huán)。

▲英特爾發(fā)布至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器遠(yuǎn)期路線圖

AI時(shí)代：英特爾將面向所有人

目前是AI的時(shí)代，英特爾認(rèn)為自己的AI定義是面向所有人，而不是單獨(dú)一兩個(gè)廠家或者企業(yè)。畢竟現(xiàn)在所有的AI技術(shù)，都要基于英特爾在這數(shù)十年間不斷累積的技術(shù)和生態(tài)，沒(méi)有任何AI技術(shù)能脫離英特爾的相關(guān)發(fā)明創(chuàng)造而存在。作為AI行業(yè)的技術(shù)基石，英特爾計(jì)劃持續(xù)推動(dòng)AI普及，并持續(xù)開(kāi)放。比如英特爾為SYCL（基于C++的開(kāi)放編程模型）做出很多貢獻(xiàn)，客戶可以利用SYCL以及包含其功能的英特爾oneAPI來(lái)橫跨多個(gè)供應(yīng)商、GPU、GPU進(jìn)行編程、編譯和加速。英特爾還針對(duì)PyTorch 2.0和TensorFlow 2.9進(jìn)行了優(yōu)化，以更好地助力AI技術(shù)發(fā)展。

▲英特爾為SYCL（基于C++的開(kāi)放編程模型）做出很多貢獻(xiàn)。

在目前大火的生成式AI方面，英特爾也對(duì)其進(jìn)行了積極的支持。比如AI企業(yè)Hugging Face近期宣布1760億參數(shù)的BLOOMZ模型將采用包含內(nèi)置英特爾AMX加速器的第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展系列處理器，主要任務(wù)為運(yùn)行從文本到圖像的深度學(xué)習(xí)模型Stable Diffusion，同時(shí)也為AI負(fù)載進(jìn)行加速。不僅如此，即使是ChatGPT，英特爾也全力配合H100 GPU為微軟的Azure云計(jì)算以及ChatGPT進(jìn)行加速，為其提供算力，這也是英特爾未來(lái)尤其關(guān)注的增長(zhǎng)點(diǎn)之一。

▲英特爾一直作為AI產(chǎn)業(yè)的基石而存在

長(zhǎng)遠(yuǎn)的打算

英特爾雖然近幾年遇到了短暫的困難，但是這家公司目前在工藝、技術(shù)架構(gòu)、未來(lái)產(chǎn)品上的規(guī)劃和路線圖都是非常明確的：從Intel 7、Intel 4、Intel 3再到Intel 18A，以及“Rapids”和“Forest”兩個(gè)不同的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器系列的分化，再加上英特爾為至強(qiáng)處理器定制的不同加速模塊以及英特爾在AI產(chǎn)業(yè)方面的進(jìn)步——這些都顯示了英特爾面臨挑戰(zhàn)時(shí)所作出的長(zhǎng)遠(yuǎn)打算?？梢哉f(shuō)，英特爾正在醞釀的一切都將可能帶來(lái)行業(yè)和市場(chǎng)的變革，至少是非常顯著的進(jìn)步。當(dāng)一切回歸到正確的節(jié)奏，那個(gè)神采奕奕、技術(shù)領(lǐng)先的英特爾終將歸來(lái)。

審核編輯 ：李倩