不再“黃金”的黃金時代，Intel拿什麼穩坐C位？

資料大爆發的時代，大部分晶片企業都在歡呼算力黃金時代的到來。但對於Intel來說則是一個巨大的時代命題：如何在不再“黃金”的黃金時代繼續穩坐C位？

資料中心是Intel的核心業務，也是最重要的增長點。眼下，Intel正在這個主戰場被多路包抄。一邊是奮起直追、不斷蠶食份額的AMD；一邊是憑藉GPU不斷創下營收、利潤和市值高峰的英偉達；旁路還有漸成氣候的FPGA、AI加速晶片分隊，高舉著“幫助CPU解除安裝計算任務”的大旗兵臨城下……

伺服器晶片僅圍繞X86最佳化升級的黃金年代一去不復返。儘管Intel在資料中心的主導地位不會瞬間消失，但隨著競爭的加劇，如果錯失反擊的時機和力度，失去的可能就是下一個黃金時代。

至強“雖遲但到”

繼2019年推出了上一代至強可擴充套件處理器後，Intel在第三代至強的釋出日期上一鴿再鴿。經過漫長的預熱和等待後，在AMD搶先發布第三代EPYC米蘭後，Intel終於在昨夜宣佈推出第三代至強（Xeon）可擴充套件處理器，使得這個春天的伺服器晶片之戰更加充滿看點。

這也意味著，Intel暌違伺服器處理器一年多後，終於迎來重大更新，從產品效能、產品陣容來看，不僅是Intel當下在資料中心對抗焦慮的一劑良藥，也是放眼5G、HPC、邊緣計算等廣闊藍海的重要視窗。

第三代至強可擴充套件處理器最主要的亮點包括：

採用Intel最新的10nm工藝，單個晶片最多包含40核。與上一代20核Cascade Lake相比，IPC效能提升20%；

46%的代際平均效能改進；74%的AI推理效能增加；

第三代至強可擴充套件處理器是Intel首個主流雙插槽並啟用SGX軟體防護擴充套件技術的資料中心處理器，是Intel唯一一個內建AI加速的資料中心處理器。

作為多代策略的延續，第三代至強內建有Intel密碼操作硬體加速技術。

據英特爾公司副總裁兼至強處理器與儲存事業部總經理Lisa Spelman介紹，在整個第三代家族中，Intel已經宣佈了適用於4個和8個插槽的系統，因此截至目前可以服務1個、2個、4個、8個插槽配置，便於使用者最佳化節點大小，實現更高的虛擬機器密度，減少滯留資源，節約擁有成本。

應對資料中心AI負載任務的增長，第三代至強透過代際硬體平臺改進、軟體最佳化，在機器學習用例中，比如XGBoost演算法、Kmeans演算法等方面，實現了1。3-1。6倍的效能提升；面向深度學習應用中常見的影象識別、影象分類、語言處理等，DL Boost指令實現了1。45-1。74倍的效能提升。

資料中心的“效能稅”也是第三代至強著力改善的方面。為了走在安全威脅前面，使用者都在爭先恐後地加密使用者資料，有時不得不在效能和更高的安全性面前進行艱難選擇，隨之而來的就是解決方案成本或總體擁有成本的增加。第三代至強可擴充套件處理器透過內建的密碼操作硬體加速，利用加密演算法包括公鑰對稱加密、雜湊法等突破，降低普遍加密對效能的影響。

PK AMD：莫以核數、工藝論英雄

第三代至強最受關注的就是與AMD米蘭的對比，這款寫著AMD野心的產品，基於全新Zen 3架構，核心數量最高可達64核，採用臺積電7nm製程工藝，聲稱超越Intel目前最好的資料中心晶片。

第三代至強與之PK，具體表現究竟如何？Intel技術專家首先闡明一個觀點：單純的“核”數比拼不可行，雖然大多數行業標準的基準測試都是最大吞吐量，但是對於資料中心計算機架構來說，不僅需要提高吞吐量，同時也需要具備最佳的響應能力，這樣才能更好地處理資料中心普遍的工作負載。為了實現這一點，處理器既需要應對傳統的工作負載，也要能夠應對新興的資料工作負載，效能需要在處理器內部和外部進行良好拓展，無論是節點內部還是外部。

Intel官方給出了與AMD米蘭在快取時延、記憶體時延等方面的引數對比：

在包括L1、L2、L3層級的快取時延方面，最關鍵的是L3層面的快取時延。第三代至強可以直接訪問這一層快取，從而獲得一致的響應時間。米蘭包括8個不同的矽晶片進行計算，每個都有獨立的快取，當資料在本地快取中，即核所在的位置旁邊，響應時間會很短；但如果資料不在本地快取，需要透過I/O請求，到另一個計算矽晶片來檢索資料，再透過I/O回到發出申請的核心，因此本地快取訪問和遠端訪問之間響應的時間差別很大。

記憶體

時延

Intel技術專家強調了最大的DIMM能力、速度能力。第三代至強有8個記憶體通道，可以在最高的記憶體頻率下達到3200 DIMM效能，而米蘭只有一個記憶體通道可以以最快的速度執行，到第二個DIMM時，速度下降會降低記憶體的吞吐量。

DRAM

時延

在本地插槽的情況下，從記憶體中獲取資料最快需要多長時間？從第二個遠端插槽中獲取資料又需要多長時間？Intel方面強調了第三代至強組合產品的優勢，矽晶片旁邊就是直接記憶體控制器，因此本地插槽延時更短，遠端插槽延時效能更優，最高可以快30%。

記憶體

總能力

Intel的持久記憶體可以實現每個插槽6TB記憶體，這一能力幾乎可以讓使用者在儘可能靠近處理器的位置隨時提取資料，做到快速訪問。Intel技術專家表示，以上這些好處不一定在吞吐量上能顯示出來，但實際響應時間在應用中非常關鍵。

深度

學習

第三代至強比AMD米蘭提高25倍。在20個最常見的機器學習、深度學習模型的訓練和推理比較中，第三代至強效能是米蘭的1。5倍，是英偉達A100 GPU的1。3倍。

面對資料中心應用將AI加速計算任務解除安裝到專用處理器上的趨勢，Intel借第三代至強釋出之際再次表明：

第一，至強CPU是AI加速的絕佳選擇，加速發生在CPU，可以將工作負載提升到新的水平；第二，資料中心基礎架構的高利用率非常關鍵，決定了使用者在不同型別工作負載中能夠獲得的容量彈性，因此在最佳TCO基礎上的分散式服務最為重要，而不僅僅是在孤立的節點基準測試上做到最佳。

人無我有的“工具箱”策略

如果給資料中心使用者一個必須選擇第三代至強的理由，Intel方面強調的是靈活性。用Intel內部技術專家的話來說就是“工具箱”：我有一個工具箱，有各種不同型別的工具，不管需要什麼，開啟工具箱都可以找到最好的工具去做這個事情。我們不是隻賣一個錘子，而是針對每一個客戶需要的工作負載提供給他最好的工具，讓他真正解決問題。

據Intel官方資料，自2017年推出第一款至強可擴充套件處理器以來，已經向全球客戶交付了超過5000萬顆至強處理器，支援著全世界的資料中心；部署了超過10億個至強核心，為雲提供動力；超過800個雲服務提供商部署了基於至強可擴充套件處理器的伺服器；超過1000個客戶進行了TOC認證；Intel將使用者每臺虛擬機器的基礎設施成本降低25%，而效能保持不變，已經將超過80%的TOC轉化為已有實際收益的部署。

圖源 | servethehome。com

圍繞至強，Intel建立了廣闊的生態系統，CPU雖然是客戶購買決策的關鍵部分，但不是唯一因素，Intel對至強的定位並不是伺服器產品，而是覆蓋邊緣到雲的資料中心產品，專注於業務應用程式的最佳化和交付可靠的效能。

伴隨著第三代至強的推出，Intel將繼續透過整套系統級方案的優勢來佔領市場。具體產品組合包括：傲騰持久記憶體200系列，這是下一代持久記憶體模組，記憶體頻寬增加32%，每個插槽記憶體容量最高可以達到6TB；最新的傲騰固態盤是迄今為止最快的資料中心固態盤，IOPS提升4倍，可滿足高速網路的需求，同時TOS最高提升6倍，可以滿足最嚴苛的SLA要求，相較於NAND固態盤，延遲降低13倍；NAND 固態盤D5-P5316，耐久性是QLC固態盤的5倍，在密集、大容量、高質量的工作負載方面尤為重要；乙太網介面卡800系列，網路資料吞吐量最高可達200GB/s，適合高效能 vRAN、NFV轉發面、儲存、高效能計算、雲和CDN等應用場景，能夠為虛擬機器密度提供最多兩倍的資源；此外，還有采用Intel 10nm SuperFin製程技術的Agilex FPGA，搭配Quartus Prime軟體，能夠實現高於7nm競品2倍的每瓦效能。

不過，除了all-in組合繼續雄霸市場的決心，第三代至強也是Intel實現平穩過渡的一代產品，體現著並不激進的平衡策略。在匯流排和記憶體方面，它支援PCIe 4。0 64通道、DDR4，而不是更為先進的PCIe 5。0、DDR5記憶體。對此，Intel市場營銷集團副總裁、中國區資料中心銷售總經理陳葆立表示，整個產品的迭代做好平衡非常重要，不管是核數、還是不同工作負載的加速指令和配套產品。目前採用PCIe 4。0 64個通道，已經可以顯著提高頻寬和效能。隨著分散式計算、微服務在大規模資料中心的應用，I/O的時延和一致性對於大規模服務的實際交付非常關鍵。Intel透過對這些I/O流、在插槽中的處理情況，以及與CPU上其餘服務互動方式的改進，從而保證能夠提供最佳的規模系統性能，滿足遍佈大量節點和整個資料中心的需求。

寫在最後

第三代至強可擴充套件處理器的推出，不僅僅是釋出了一個CPU。縱觀整個Intel，似乎有取之不盡的寶藏，不論是XPU+one API戰略，還是完整的解決方案組合。就連一直被外界認為是累贅的IDM模式，卻在產能短缺的時候成了不得不提的優勢。正當人們感慨AMD+臺積電模式會給Intel一記重擊的時候，新任CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）提出了IDM 2。0願景，宣佈將在生產製造方面繼續擴張。

這些能力在第三代至強產品面世之時已經初見端倪。在公開宣佈產品之前，Intel其實已在去年年底啟動生產，並在今年第一季度加大了生產力度，目前出貨已經超過20萬，Intel承諾將會利用自身生產優勢最大限度滿足市場對第三代產品的需求。顯然，Intel已經形成了對第三代至強可擴充套件處理器進行批次生產與交付的生態系統和供應鏈。

Lisa Spelman在採訪中也強調，從平臺到邊緣到雲， Intel已經建立了一個價值超過10億美元的業務，並且這個業務還在繼續增長。透過整合更多產品組合，Intel能夠滿足使用者多樣化的需求，這是單一晶片競爭對手無法比擬的優勢，能夠幫助使用者加速面市時間，簡化從邊緣到雲基礎設施的部署。

不過不管怎樣，時代的列車已轟鳴轉向。未來屬於異構，這是Intel必須面對的新命題，全面高築的技術和生態體系就是Intel在下一個黃金時代應對競爭最大的張力。

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