在美國亞利桑那州鳳凰城舉辦的Tech Tour活動(dòng)上,Intel不但公布了代號(hào)"Panther Lake"的新一代酷睿Ultra處理器的架構(gòu)技術(shù)細(xì)節(jié),還首次介紹了代號(hào)"Clearwater Forest"的新一代至強(qiáng)處理器,正式命名為"至強(qiáng)6+"系列,同樣是Intel 18A工藝。
我們知道,Intel從至強(qiáng)6開始,更改了全新的命名,不再叫做"至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器",但依然延續(xù)了已有的代際命名。
更重要的是,至強(qiáng)6家族開始兵分兩路:
一是至強(qiáng)6000P系列,采用P核設(shè)計(jì)、面向計(jì)算密集型負(fù)載,首批產(chǎn)品代號(hào)Granite Rapids;
二是至強(qiáng)6000E系列,采用E核設(shè)計(jì)、面向高密度計(jì)算,首批產(chǎn)品代號(hào)Sierra Forest。
Clearwater Forest從名字就能看出是Sierra Forest的繼任者,同樣是純E核設(shè)計(jì),但是在工藝和架構(gòu)方面都進(jìn)行了重大升級(jí),只是沒有如猜測中命名為至強(qiáng)7系列,而是很保守地取名至強(qiáng)6+系列,意在強(qiáng)調(diào)和至強(qiáng)6家族的延續(xù)性、兼容性。
Granite Rapids的后繼者則是代號(hào)"Diamond Rapids",將在后續(xù)跟進(jìn)。
Clearwater Forest自然也是Chiplets芯粒設(shè)計(jì),而且更加復(fù)雜。
至強(qiáng)引入芯粒設(shè)計(jì)的開端是第四代Sapphire Rapids,但只有一種模塊,計(jì)算、I/O單元仍然集成在一起,Intel 7工藝,通過EMIB連接封裝。
第五代Emerald Rapids只是一次小幅升級(jí),工藝、架構(gòu)都沒變。
第六代Granite Ridge/Sierra Forest改成了一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊加兩個(gè)IO模塊,工藝分別為Intel 3、Intel 7,還有多個(gè)EMIB 2.5D技術(shù)的連接封裝模塊,這也是Intel 3工藝此前唯一的產(chǎn)品。
Clearwater Forest更進(jìn)一步,分割成最多12個(gè)Intel 18A工藝的計(jì)算模塊、最多3個(gè)Intel 3工藝的有源基礎(chǔ)模塊,從而實(shí)現(xiàn)更多核心、更大緩存等更強(qiáng)大的規(guī)格。
同時(shí),它重復(fù)使用了來自至強(qiáng)6系列的Intel 7工藝的I/O模塊、EMIB 2.5D連接封裝模塊,甚至數(shù)量都一樣?!狝MD處理器的IOD模塊有時(shí)候就一模一樣。
這正是芯粒設(shè)計(jì)的最大好處,不需要升級(jí)的模塊可以在不同產(chǎn)品中重復(fù)使用,從而大大降低研發(fā)和制造成本,而在需要升級(jí)的時(shí)候甚至可以單獨(dú)更換。
計(jì)算模塊部分最多有3個(gè),每個(gè)模塊內(nèi)部又分為6個(gè)模組,而每個(gè)模組由4個(gè)E核組成,總計(jì)最多288個(gè)核心(288線程)。
這種四個(gè)為一組的方式和消費(fèi)級(jí)的酷睿處理器上一模一樣。
至強(qiáng)6000E系列雖然也能做到288核心,但那屬于定制產(chǎn)品,公開路線圖產(chǎn)品最多是144核心。
更進(jìn)一步,至強(qiáng)6+還支持單路、雙路并行,單系統(tǒng)可以做到最多576個(gè)核心。
E核架構(gòu)也是Darkmont,和Panther Lake處理器上一模一樣。
二級(jí)緩存也是每4個(gè)E核共享4MB(相當(dāng)于每個(gè)核心1MB),總計(jì)多達(dá)288MB。
那么,三級(jí)緩存呢?
原來在這里。
基礎(chǔ)模塊不再是單純的連接作用,而是承載了三級(jí)緩存、內(nèi)存控制器。
一個(gè)基礎(chǔ)模塊可以承載四個(gè)計(jì)算模塊,而每個(gè)計(jì)算模塊對應(yīng)48MB三級(jí)緩存,每個(gè)基礎(chǔ)模塊就是192MB,合計(jì)最多576MB。
在不考慮一級(jí)緩存的情況下,一顆Clearwater Forest處理器就有多達(dá)864MB緩存!不知道這是不是Intel大緩存消息的根源?
DDR5內(nèi)存控制器每個(gè)基礎(chǔ)模塊有四個(gè),組成四通道,合計(jì)就是12通道。
I/O模塊和上代一模一樣,自然規(guī)格也沒變,每一個(gè)里邊有8個(gè)加速器、48條PCIe 5.0通道、32條CXL 2.0通道、96條UPI 2.0鏈路,總量乘以二就是了。
Clearwater Forest的另一個(gè)重點(diǎn),就是首發(fā)量產(chǎn)了全新的Foveros Direct 3D封裝技術(shù),將計(jì)算模塊與基礎(chǔ)模塊連接在一起,而基礎(chǔ)模塊、I/O模塊與封裝基底的連接則采用了EMIB。
它采用了非常先進(jìn)的銅-銅鍵合技術(shù),凸點(diǎn)間距只有9微米,凸點(diǎn)密度超過每平方毫米1萬!
要知道,Panther Lake處理器使用的Foveros-S 2.5D,凸點(diǎn)間距為36微米,這就差了足足4倍。
想一想,在區(qū)區(qū)1平方毫米的空間內(nèi),就有上萬個(gè)這樣的連接,該有多么復(fù)雜、精密!
再加上有源硅中介層的配合,可以實(shí)現(xiàn)不同Die之間超高帶寬、超低功耗、超低電阻的連接,而且能效比極為出色,傳輸每個(gè)比特的功耗只有大約0.05皮焦耳——1皮焦耳等于1萬億分之一焦耳。
直觀地比較一下,手機(jī)芯片一個(gè)指令周期的能耗就是幾納焦耳,而皮焦耳是納焦耳的千分之一!
性能方面,Intel只提供了一些架構(gòu)層面的數(shù)據(jù),號(hào)稱至強(qiáng)6+系列對比至強(qiáng)6780E 144核心可提升最多90%,能效提升最多23%。
對比古老的二代至強(qiáng),至強(qiáng)6+可以將機(jī)架空間縮小到1/8,而得益于能效的3.5倍飛躍,還可以節(jié)省750千瓦的能耗。
總結(jié)一下Clearwater Forest的主要特點(diǎn):
支持單路、雙路并行,向下兼容至強(qiáng)6900P系列(接口都是LGA7529)。
最大熱設(shè)計(jì)功耗300-500W。
最多288核心、288MB二級(jí)緩存、576MB三級(jí)緩存。
12通道DDR5內(nèi)存,最高頻率800MT/s。
最多6條UPI 2.0(每通道帶寬24GT/s)、96條PCIe 5.0(可拆分為x16/x8/x4/x2)、64條CXL 2.0。
最多16個(gè)集成加速器,包括4個(gè)QAT、4個(gè)DLB、4個(gè)DSA、4個(gè)IAA。
支持AVX 2指令集(VNNI/INT8)——還是沒有AVX-512。
支持SGX、TDX安全擴(kuò)展。
Clearwater Forest對比至強(qiáng)6700E系列,提升可以說是全方位的:
核心增加1倍,IPC性能提升17%,三級(jí)緩存增加4.3倍,內(nèi)存通道增加50%,UPI 2.0連接增加50%,內(nèi)存頻率提升25%。
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