作者：Dr. Ian Cutress

眾所周知，英特爾一直致力于在近幾代推出的處理器產(chǎn)品中擴展其平臺。與競爭對手相比，盡管英特爾采用的制造平臺并非業(yè)界最高水平，但其始終致力于多晶片戰(zhàn)略，最新的英特爾至強處理器單就去年12月的出貨量便遠超AMD全年出貨量。與此同時，英特爾還將在2022年下半年推出下一代至強可擴展處理器Sapphire Rapids。此前，關于Sapphire Rapids及其之后將推出產(chǎn)品的公開信息一直較少，近期，英特爾公開披露了至強未來幾代產(chǎn)品相關路線圖。

現(xiàn)狀

目前市場上使用的第三代英特爾至強可擴展處理器平臺Ice Lake，采用英特爾10nm制程工藝，具有多達40個Sunny Cove內(nèi)核，晶片面積約為660 mm2。在基準測試中，我們發(fā)現(xiàn)與其第二代至強處理器相比，第三代的性能有了飛躍式的提升。盡管在芯片市場的激烈競爭中，用戶對Ice Lake的反應喜憂參半，但英特爾始終堅持以更完整的平臺，以及FPGA、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡及其獨特的加速器持續(xù)推動創(chuàng)新和發(fā)展。英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·基辛格也表示，英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務的季度營收狀況，取決于客戶將如何消化已有的處理器庫存。

目前來看，英特爾已開始大規(guī)模宣傳其第四代至強可擴展處理器Sapphire Rapids。我們了解到，該產(chǎn)品將使用大于1600 mm2的芯片以打造最高核數(shù)的解決方案，其中，Sapphire Rapids的四個單元將通過英特爾嵌入式多芯片互連橋接技術相連。該芯片將擁有8個64位DDR5內(nèi)存通道，支持與PCIe 5.0及大部分CXL 1.1互連。與此同時，新的矩陣擴展、數(shù)據(jù)流加速器，以及英特爾?QuickAssist技術（英特爾?QAT）也將開始發(fā)揮作用，所有這些都建立于當前在Alder Lake臺式機平臺中采用的最新性能核設計之上，并已針對數(shù)據(jù)中心的使用需求進行了優(yōu)化，這也意味著該芯片將支持AVX512和更大緩存。與此同時，Sapphire Rapids將搭載HBM內(nèi)存和全新的Ponte Vecchio高性能計算加速器，并率先應用于阿貢國家實驗室的超級計算機Aurora中。

Sapphire Rapids的發(fā)布時間相較于幾年前預想的有所推遲，但業(yè)界對于這款將于2022年問世的Intel 7處理器萬分期待。

下一代至強可擴展處理器

除了Sapphire Rapids，英特爾還同時公開了路線圖上其他產(chǎn)品的相關信息。繼Sapphire Rapids之后，與平臺兼容且同樣基于Intel 7制程工藝的Emerald Rapids將于2023年問世，按照英特爾一貫的命名傳統(tǒng)，Emerald Rapids有可能是第五代至強產(chǎn)品。

目前看來，Emerald Rapids（EMR）有望從Sapphire Rapids設計以及制造中汲取經(jīng)驗以提高性能。平臺兼容意味著我們不僅有機會看到一個全新加速器，同時Emerald Rapids 還將與前幾代相似，在PCIe通道、CPU之間的連接、DRAM、CXL和IO功能方面提供支持。然而，目前這款處理器的廬山真面目仍未揭曉，我們對英特爾單元產(chǎn)品組合的了解也尚在探索之中，不過可以預測的是，它極有可能與Sapphire Rapids類似，同時也將是英特爾計劃作為下一代產(chǎn)品推出的、擁有全新性能的可擴展處理器。

Emerald Rapids之后，英特爾的產(chǎn)品路線圖將走上全新的道路，其戰(zhàn)略也在多個層面上展現(xiàn)出多元化。

從Granite Rapids（GNR）開始，英特爾將采用Intel 3制程工藝，打造至強性能核處理器，并于2024年推出該款產(chǎn)品。此前的路線圖一直顯示，Granite Rapids會采用Intel 4制程工藝，但英特爾表示，其技術進步和時間規(guī)劃將讓Granite Rapids得以提前采用Intel 3制程工藝。Intel 3是英特爾在Intel 4之后的第二代EUV工藝節(jié)點，我們預測兩者的設計規(guī)則具有一定的相似性，因此其迭代并不會帶來質(zhì)的變化。

Granite Rapids將采用單元架構，同時也將在其單元中采用區(qū)分策略：區(qū)別于Sapphire Rapids的統(tǒng)一設計，Granite Rapids將擁有獨立的IO單元和內(nèi)核單元。英特爾尚未透露它們之間將如何連接，但其理念是IO單元可以包含所有內(nèi)存通道、PCIe通道和其他功能，而內(nèi)核單元則完全專注于處理器性能——這聽起來很像英特爾的競爭對手們正在做的事，但這的確是眼下正確的發(fā)展方向。

Granite Rapids作為下一代性能核至強處理器，將與英特爾一個全新的產(chǎn)品線共享一個平臺——該產(chǎn)品線將推出專為數(shù)據(jù)中心優(yōu)化所提供的能效核處理器，并以同樣基于Intel 3制程工藝的Sierra Forest（SRF）為起點。能效核多用于當前英特爾Alder Lake消費級處理器產(chǎn)品組合，而Sierra Forest將是基于目前能效核微架構Gracemont的新一代變革，其目的在于讓產(chǎn)品更注重內(nèi)核密度而不是單純的內(nèi)核性能。如果內(nèi)存帶寬和互連能夠支持，該產(chǎn)品將可以實行低電壓運行和并行處理。

Sierra Forest將采用與Granite Rapids相同的IO晶片。由于兩者將共享一個平臺，我們假定其插槽將互相兼容，因此，我們預測兩者會擁有相同的DDR和PCIe配置。如果英特爾延續(xù)現(xiàn)有的命名方式，GNR和SRF將是其第六代至強可擴展處理器。英特爾向我們表示，GNR和SRF將根據(jù)客戶需求覆蓋并擴展目前已有的Ice Lake可擴展處理器產(chǎn)品組合。GNR和SRF預計將于官宣推出之時，在全球范圍內(nèi)上市。

同時，注重內(nèi)核密度的能效核Sierra Forest最終將與AMD的同期產(chǎn)品決一勝負，AMD的Bergamo產(chǎn)品當前采用Zen 4c架構，當SRF上市時，AMD很有可能推出采用Zen 5架構的同期產(chǎn)品。

關于采用GNR+SRF的統(tǒng)一平臺是否意味著此后的至強產(chǎn)品將成為一個英特爾獨有的平臺，以及英特爾是否會遵循客戶喜好同時保留兩代產(chǎn)品，英特爾給出的答案是，最好的選擇是保持不同代產(chǎn)品之間的平臺兼容性，但同時這也取決于時間以及新技術集成。業(yè)內(nèi)估計，除了CPU，PCIe 6.0最早將到2026年才會出現(xiàn)，而DDR6更可能于2029前后問世。所以，除非有更多的內(nèi)存通道可以添加，否則我們極可能看到英特爾在其第六代或第七代至強產(chǎn)品中實現(xiàn)上述功能。

除此之外，另一個大眾關注的問題是關于混合CPU設計的，既然英特爾目前正推動性能核和能效核產(chǎn)品雙線并進，為何不將其整合至一個產(chǎn)品中？對此，英特爾表示，由于每個用戶的需求不同，當前市場更傾向于單核設計的產(chǎn)品。比如一個客戶希望性能核與能效核的比例是80/20，另一個客戶可能更喜歡20/80的比例，然而大量生產(chǎn)各個比例的產(chǎn)品并不具備較高的實現(xiàn)性。與此同時，經(jīng)部分用戶使用發(fā)現(xiàn)，他們的軟件往往在采用相同內(nèi)核的處理器上運行效果更好，而非在系統(tǒng)或插槽層面整合兩種內(nèi)核的產(chǎn)品中運行。因此，令人十分高興的是，我們在短期之內(nèi)將不會看到混合兩種內(nèi)核的至強可擴展處理器。

分別為性能核和能效核處理器配備同等數(shù)量的內(nèi)存通道和I/O通道，對于兩種場景來說可能都不能達到最佳的效果，英特爾目前也并沒有就統(tǒng)一IO晶片做出回答。不過，無論客戶使用哪種CPU，采用同一個兼容平臺有助于降低部分不可收回的開發(fā)成本。而且，我們也可以看到英特爾已為更多適用于至強D的場景，以及為規(guī)模較小的部署提供不同的IO配置打開了大門，當然，我們目前談論的皆是兩三年之后的產(chǎn)品。

對于Granite Rapids和Sierra Forest，英特爾正與重點客戶展開合作，進行微架構和平臺的開發(fā)、測試及部署。隨著Granite Rapids和Sierra Forest在今明兩年發(fā)布，更多細節(jié)也將會披露。

審核編輯：符乾江