英特尔架构升级,数据中心产品Sapphire Rapids将引入DDR5、PCIe 5.0和HBM技术

2021年英特尔架构日上,英特尔公布了独显的许多新消息,作为由前AMD架构师Raji和前英伟达光追、DLSS技术奠基人Anton Kaplanyan打造的独显,自然吸引了许多关注,其话题热度与架构大改的十二代酷睿不相上下。

但实际上,下一代至强可扩展处理器的升级改动也非常大。下一代至强代号为Sapphire Rapids,Sapphire Rapids加入了许多新技术,加起来整体的变化也非常大。

首先,Sapphire Rapids使用了EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge ) 封装技术,作为一种2.5D封装,它能将多个异构小芯片连在一起并封装在一起,其价值在于能降低成本,提高成品率,并提升扩展性,类似于AMD的Chiplet,但据说互联速度比AMD的更好。

Sapphire Rapids提供了统一内存访问架构,提供更大的L3缓存供全核心共享,能让每个线程都能访问所有的资源,包括Cache,内存和I/O,好处是能让整个SoC都输出一致的低延迟和高带宽。

Sapphire Rapids基于Intel 7制程(类似于英特尔此前的10nm的)技术构建,采用了新的面向数据中心的性能核心微架构,新架构可以进一步提高IPC,降低延迟,突破单线程应用的性能限制。

在I/O方面,Sapphire Rapids开始支持CXL 1.1和UPI 2.0技术,Sapphire Rapids与十二代酷睿一样支持PCIe 5.0,PCIe 4.0还没焐热呢,5.0就这么来了?目前配套的PCIe 5.0设备还很少,不过,英特尔强调PCIe 5.0对于DDIO技术和提高存储QoS有帮助。

内存方面,Sapphire Rapids将支持DDR5和HBM高带宽内存技术,DDR5的内存频率据说是4800起步,而现在主流的是2666。另外,还支持下一代傲腾持久内存300系列,目前关于傲腾持久内存300系列的消息还比较少。

HBM技术也是一大亮点,英特尔表示HBM有HBM Flat Mode和HBM Caching Mode两种工作模式,具体细节有待进一步了解。

Sapphire Rapids提供了许多加速器,AIA加速架构能将日常性的(common mode tasks)工作负载Offload(卸载)到加速器上,从而留下额外的工作负载容量。Sapphire Rapids的加速器区别于外置的加速器,所以在Offload和执行的效率上会更高,对性能的影响会更低。

Sapphire Rapids的DSA加速引擎在优化流数据移动和转换操作方面效果明显,当利用加速器进行Offload(卸载)之后,CPU进行的数据迁移操作大大减少,用于计算的操作占比明显提升。这意味着单路服务器提供的算力有大幅提升,可以减少服务器的采购数量。

Sapphire Rapids的QAT加速引擎在加速加密和数据解压缩方面的效果更明显,当使用QAT进行Offload(卸载)后,CPU占用降低了98%。

Sapphire Rapids重点面向微服务和AI工作负载而优化,在AI方面,通过新的指令集提升机器学习的运算效率,在微服务方面,通过优化减少CPU开销的同时提高吞吐带宽。