在指令集架構的世界里，X86、Arm、RISC-V雖然長期各自的擅長的領域各自為政，但近年來在數(shù)據(jù)中心領域的競爭愈發(fā)明顯，Arm陣營向服務器市場發(fā)起猛烈進攻，企圖與x86和Arm正面抗衡的服務器級別的RISC-V CPU也在2022年底亮相，預計2023年中出貨。

內(nèi)部競爭加劇加上外部局勢動蕩，過去一年英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務頻頻下滑，市場表現(xiàn)不如預期，急需更具競爭力的服務器改變救火。

1月11日，英特爾正式發(fā)布第四代至強可拓展處理器（代號“Sapphire Rapids”），同時推出英特爾至強CPU Max系列（代號“Sapphire Rapids HBM”）以及英特爾數(shù)據(jù)中心GPU Max系列（代號“Ponte Vecchio”），該系列產(chǎn)品家族有何性能優(yōu)勢？能否在未來助力英特爾奪回數(shù)據(jù)中心處理器第一的寶座？

新添七大算力神器，堆核不是唯一的解

“自2017年英特爾推出了第一款至強可擴展處理器以來，英特爾已經(jīng)向全球客戶交付了超過8500萬顆至強可擴展處理器，支持著全世界的數(shù)據(jù)中心。

其中，在過去兩年，第三代英特爾至強可擴展處理器已全球累計出貨1500萬顆。”英特爾市場營銷集團副總裁、中國區(qū)數(shù)據(jù)中心銷售總經(jīng)理兼中國區(qū)運營商銷售總經(jīng)理莊秉翰在發(fā)布會上對英特爾至強處理器過去的成績總結(jié)道。

英特爾第四代至強可擴展處理器采用Intel 7制程工藝制造，具有全新的芯片架構，其支持每個插槽最多60個內(nèi)核，及每個系統(tǒng)1、2、4或8個插槽，每個插槽有80個PCIe Gen5通道，搭配DDR5內(nèi)存和CXL 1.1等新技術，以支持高帶寬和附加加速器效率。

值得注意的是，與上一代相比，第四代英特爾至強可擴展處理器除了核心數(shù)的持續(xù)增加外，新的內(nèi)置加速器，涉及人工智能、科學計算、安全、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)分析、存儲等領域，性能較前一代平均提升1.53倍。

英特爾認為，從行業(yè)應用需求到真實物理世界的局限性，僅靠核心頻率和核心數(shù)量的增強，將不能滿足其在真實工作負載下對CPU性能更高的追求，所以引入全新的針對實際工作負載優(yōu)化加速的設計理念，采用系統(tǒng)級設計方法，在CPU芯片架構中內(nèi)置專用的工作負載加速器，以提升性能和效率。

在發(fā)布會上，莊秉翰將處理器內(nèi)置的加速器總結(jié)為七大算力神器：

英特爾高級矩陣擴展（英特爾AMX）

可以大幅度提升深度學習工作負載的性能，例如推薦系統(tǒng)、自然語言處理、圖像識別、媒體處理和交付，以及媒體分析。與上一代（FP32）相比，內(nèi)置英特爾高級矩陣擴展（英特爾AMX）（BF16）的PyTorch實時AI推理和訓練性能提高了10倍。結(jié)合通用CPU計算單元，第四代英特爾至強可擴展處理器可以端到端運行任何AI工作負載。

英特爾動態(tài)負載均衡器（英特爾DLB）

支持在多個CPU內(nèi)核及線程間高效分布網(wǎng)絡工作負載，實現(xiàn)分布式處理，并在負載不平衡時，動態(tài)地將數(shù)據(jù)負載重新分配到各個CPU內(nèi)核上，實現(xiàn)動態(tài)負載均衡。還可以調(diào)整CPU內(nèi)核上同時處理的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的順序，實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)絡處理重排序，從而達到更高的整體系統(tǒng)性能。與前一代處理器相比，在相同功率范圍下，vRAN工作負載的容量提升高達2倍。

英特爾數(shù)據(jù)流加速器（英特爾DSA）

幫助用戶在存儲，網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)分析中實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)移動而增添的加速器，有助于加快CPU、內(nèi)存、緩存以及存儲和網(wǎng)絡設備之間的數(shù)據(jù)移動，釋放CPU性能并降低時延，提高用戶對CPU內(nèi)核的利用率，可將性能提升1.7倍。

英特爾存內(nèi)分析加速器（英特爾IAA）

針對數(shù)據(jù)庫和分析工作負載，可提高內(nèi)存查詢吞吐量，減少內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)分析工作負載的內(nèi)存占用，與上一代相比，Intel IAA加速器可使RocksDB性能提高3倍。

英特爾數(shù)據(jù)中心與壓縮加速技術（英特爾QAT）

可加速加密和壓縮。英特爾QAT可以顯著提高CPU效率和應用程序吞吐量，同時減少數(shù)據(jù)占用的空間和能耗，使企業(yè)能夠在保障性能的情況下加強加密。

英特爾安全引擎

包括英特爾軟件防護擴展（英特爾SGX）、英特爾Trust Domain Extension（英特爾TDX）、英特爾密碼操作硬件加速、英特爾內(nèi)存故障管理技術、英特爾平臺固件彈性技術等，提供增強的安全防護能力。

英特爾至強CPU Max系列

首款集成高帶寬內(nèi)存（HBM）的英特爾至強處理器。據(jù)介紹，它為內(nèi)存受限的工作負載提供了3.7倍的性能提升，同時實現(xiàn)能耗的顯著減少。

值得注意的是，雖然英特爾認為僅靠增加核心無法滿足真實負載下的CPU性能，但基于Arm架構的服務器GPU已經(jīng)有好幾款產(chǎn)品核心數(shù)高達70核心，超過目前已經(jīng)發(fā)布的至強可擴展處理器，同樣體現(xiàn)了超多核的性能優(yōu)勢。

對此，英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理陳葆立表示，數(shù)據(jù)中心處理器往多核方向發(fā)展是大趨勢，Arm能做到的英特爾X86也可以做，只不過Arm核本身比較小，所以能夠快速堆疊出更多核的產(chǎn)品。

“我們更關注客戶如何使用我們的產(chǎn)品，并不是越多核就一定越好，今天的許多用戶在使用數(shù)據(jù)中心處理器時，也并非一味執(zhí)著于多核，而是具體工作具體分析。”陳葆立補充道。

“下一代多放10個核數(shù)，不如多放一個加速器。根據(jù)客戶反饋，很多都不是50%的性能提升，而是3倍、5倍、6倍甚至13倍的性能提升，內(nèi)置加速器比增加核數(shù)更能滿足客戶日益增長的業(yè)務需求。”莊秉翰持有相同的意見。

試行 Intel on Demand，發(fā)布首個旗艦數(shù)據(jù)中心GPU

除了硬件層面的更新升級，內(nèi)置加速器外，為更好滿足客戶需求，英特爾還推出了一項新服務——Intel on Demand（按需服務）。

按需服務，此前稱之為英特爾軟件定義芯片，可用于擴展大多數(shù)第四代至強處理器SKUs中的加速器和硬件增強功能，該服務支持的功能特性包括上文中所描述的英特爾DLB、DSA、IAA、QAT和SGK，還包括一個用于許可證訂購的API，以及用于配置許可證和激活CPU功能的軟件代理。

值得一提的是，英特爾表示初期客戶如果無法確定自己是否需要這些加速器，可以先采用第四代英特爾至強可擴展處理器，在需要其他加速功能時再選擇開通，且不用改變數(shù)據(jù)中心的部署，或直接更換服務器就能享有這些加速器帶來的性能提升。

為何推出“按需服務”的功能？英特爾表示這是因為終端客戶曾經(jīng)告訴過英特爾，希望把資本支出變成運營支出，更好地根據(jù)需求和預算控制來購買計算。

“客戶的需求會根據(jù)真實工作負載隨時產(chǎn)生變化，而且對于功能的要求也不盡相同。在Intel on Demand形勢下，客戶可以靈活選擇最合適的服務。例如春運高峰時，12306鐵路總局會購買很多云服務，高峰期之后，又回歸到自身的技術設施支持日常業(yè)務。”英特爾公司市場營銷集團副總裁兼中國區(qū)云與行業(yè)解決方案部總經(jīng)理梁雅莉在接受采訪時說。

除了CPU，英特爾還在此次發(fā)布會上推出了首個旗艦級數(shù)據(jù)中心GPU，采用3D封裝的Chiplet技術，在單個產(chǎn)品上整合了47個小芯片，集成超過1000億個晶體管。Max系列GPU提供多達128個Xe內(nèi)核和光線追蹤單元，高達128 GB的高帶寬內(nèi)存。

不難看出，英特爾此次推出Max CPU+GPU，是要同英偉達搶奪數(shù)據(jù)中心GPU市場，那么英特爾的優(yōu)勢在哪里？

莊秉翰表示，事實上很多合作伙伴都希望在GPU上多一個選擇，所以也非常期待英特爾的GPU產(chǎn)品。

“如果服務器集群專門做AI訓練，那就需要加速器，且對加速器性能的要求會超過CPU中嵌入的AMX加速器，這時就需要專門做AI處理的GPU”，莊秉翰如此解釋英特爾Max系列GPU的定位。

英特爾在提供GPU產(chǎn)品的同時也提供oneAPI設計框架，oneAPI可以在英特爾產(chǎn)中開發(fā)的IP可以重新復用，因此即便是諸如TensorFlow、PyTorch在其他廠商GPU上運行，也能無縫銜接。

“第四代至強可擴展處理器和Max系列CPU和GPU的推出，是數(shù)據(jù)中心領域歷史性的一刻。”莊秉翰說道。

半導體下行周期，英特爾能否穩(wěn)住數(shù)據(jù)中心第一寶座？

2022年，英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務連連下滑，英特爾CEO帕特·基辛格將公司業(yè)績下滑的原因歸咎于全球新冠肺炎疫情沖擊下供應和運輸問題，以及經(jīng)濟下行等因素。

英特爾依然對未來保有信心。梁雅莉在接受采訪時說道：“過去一年確實是比較困難的一年，是三年疫情的累積，是很多因素的疊加，例如疫情造成的供應問題，半導體行業(yè)的周期性問題，這導致了去年市場需求層面的疲軟。疫情之外，是整個行業(yè)面臨的轉(zhuǎn)型問題轉(zhuǎn)，而行業(yè)轉(zhuǎn)型恰好是技術革新帶動的，所以我們希望在今年能打下一個非常好的基礎。”

最近，中國疫情防控政策的放開也給了英特爾不少信心。“今年對中國的經(jīng)濟，我們始終抱有厚望，如果中國經(jīng)濟有增長，肯定也會貢獻全球的經(jīng)濟、帶動消費、帶動數(shù)字經(jīng)濟，這就和我們的服務器息息相關。所以我們還是對今年還是保持樂觀的態(tài)度。”莊秉翰告訴雷峰網(wǎng)。

而面對來自Arm和RISC-V的沖擊，梁雅莉認為，科技的發(fā)展取決于健康的競爭，x86擁有最廣泛的應用基礎和最廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持，英特爾集中精力做的事情就是如何讓自己的產(chǎn)品能夠更好地支持客戶自身業(yè)務的創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型和發(fā)展。