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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，但近年來在數據中心領域的競爭愈發明顯，Arm陣營向服務器市場發起猛烈進攻，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。
內部競爭加劇加上外部局勢動蕩，過去一年英特爾數據中心業務頻頻下滑，市場表現不如預期，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”）以及英特爾數據中心GPU Max系列（代號“Ponte Vecchio”），該系列產品家族有何性能優勢？能否在未來助力英特爾奪回數據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，支持著全世界的數據中心。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、中國區數據中心銷售總經理兼中國區運營商銷售總經理莊秉翰在發布會上對英特爾至強處理器過去的成績總結道。
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個內核，及每個系統1、2、4或8個插槽，每個插槽有80個PCIe Gen5通道，搭配DDR5內存和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的持續增加外，新的內置加速器，涉及人工智能、科學計算、安全、網絡、數據分析、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化加速的設計理念，采用系統級設計方法，在CPU芯片架構中內置專用的工作負載加速器，以提升性能和效率。
在發布會上，莊秉翰將處理器內置的加速器總結為七大算力神器：
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、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。
英特爾動態負載均衡器（英特爾DLB）
支持在多個CPU內核及線程間高效分布網絡工作負載，實現分布式處理，并在負載不平衡時，動態地將數據負載重新分配到各個CPU內核上，實現動態負載均衡。還可以調整CPU內核上同時處理的網絡數據包的順序，實現動態網絡處理重排序，從而達到更高的整體系統性能。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。
英特爾數據流加速器（英特爾DSA）
幫助用戶在存儲，網絡和數據分析中實現更快速的數據移動而增添的加速器，有助于加快CPU、內存、緩存以及存儲和網絡設備之間的數據移動，釋放CPU性能并降低時延，提高用戶對CPU內核的利用率，可將性能提升1.7倍。
英特爾存內分析加速器（英特爾IAA）
針對數據庫和分析工作負載，可提高內存查詢吞吐量，減少內存數據庫和大數據分析工作負載的內存占用，與上一代相比，Intel IAA加速器可使RocksDB性能提高3倍。
英特爾數據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，同時減少數據占用的空間和能耗，使企業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
首款集成高帶寬內存（HBM）的英特爾至強處理器。據介紹，它為內存受限的工作負載提供了3.7倍的性能提升，同時實現能耗的顯著減少。
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已經有好幾款產品核心數高達70核心，超過目前已經發布的至強可擴展處理器，同樣體現了超多核的性能優勢。
對此，英特爾數據中心與人工智能集團副總裁兼中國區總經理陳葆立表示，數據中心處理器往多核方向發展是大趨勢，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品。
“我們更關注客戶如何使用我們的產品，并不是越多核就一定越好，今天的許多用戶在使用數據中心處理器時，也并非一味執著于多核，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，不如多放一個加速器。根據客戶反饋，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，內置加速器比增加核數更能滿足客戶日益增長的業務需求。”莊秉翰持有相同的意見。
試行 Intel on Demand，發布首個旗艦數據中心GPU
除了硬件層面的更新升級，內置加速器外，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，且不用改變數據中心的部署，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告訴過英特爾，希望把資本支出變成運營支出，更好地根據需求和預算控制來購買計算。
“客戶的需求會根據真實工作負載隨時產生變化，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務。”英特爾公司市場營銷集團副總裁兼中國區云與行業解決方案部總經理梁雅莉在接受采訪時說。
除了CPU，英特爾還在此次發布會上推出了首個旗艦級數據中心GPU，采用3D封裝的Chiplet技術，在單個產品上整合了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內核和光線追蹤單元，高達128 GB的高帶寬內存。
不難看出，英特爾此次推出Max CPU+GPU，是要同英偉達搶奪數據中心GPU市場，那么英特爾的優勢在哪里？
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產品的同時也提供oneAPI設計框架，oneAPI可以在英特爾產中開發的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，是數據中心領域歷史性的一刻。”莊秉翰說道。
半導體下行周期，英特爾能否穩住數據中心第一寶座？
2022年，英特爾數據中心業務連連下滑，英特爾CEO帕特·基辛格將公司業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，是整個行業面臨的轉型問題轉，而行業轉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。“今年對中國的經濟，我們始終抱有厚望，如果中國經濟有增長，肯定也會貢獻全球的經濟、帶動消費、帶動數字經濟，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度。”莊秉翰告訴雷峰網。
而面對來自Arm和RISC-V的沖擊，梁雅莉認為，科技的發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系統支持，英特爾集中精力做的事情就是如何讓自己的產品能夠更好地支持客戶自身業務的創新、轉型和發展。（雷峰網(公眾號：雷峰網)）
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