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Intel公开新一代至强6+:18A工艺成就288核心、864MB海量缓存
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在美国亚利桑那州凤凰城举办的 Tech Tour 活动上,Intel 不但公布了代号 "Panther Lake" 的新一代酷睿 Ultra 处理器的架构技术细节,还首次介绍了代号 "Clearwater Forest" 的新一代至强处理器,正式命名为 " 至强 6+" 系列,同样是 Intel 18A 工艺。

我们知道,Intel 从至强 6 开始,更改了全新的命名,不再叫做 " 至强可扩展处理器 ",但依然延续了已有的代际命名。

更重要的是,至强 6 家族开始兵分两路:

一是至强 6000P 系列,采用 P 核设计、面向计算密集型负载,首批产品代号 Granite Rapids;

二是至强 6000E 系列,采用 E 核设计、面向高密度计算,首批产品代号 Sierra Forest。

Clearwater Forest 从名字就能看出是 Sierra Forest 的继任者,同样是纯 E 核设计,但是在工艺和架构方面都进行了重大升级,只是没有如猜测中命名为至强 7 系列,而是很保守地取名至强 6+ 系列,意在强调和至强 6 家族的延续性、兼容性。

Granite Rapids 的后继者则是代号 "Diamond Rapids",将在后续跟进。

Clearwater Forest 自然也是 Chiplets 芯粒设计,而且更加复杂。

至强引入芯粒设计的开端是第四代 Sapphire Rapids,但只有一种模块,计算、I/O 单元仍然集成在一起,Intel 7 工艺,通过 EMIB 连接封装。

第五代 Emerald Rapids 只是一次小幅升级,工艺、架构都没变。

第六代 Granite Ridge/Sierra Forest 改成了一个或多个计算模块加两个 IO 模块,工艺分别为 Intel 3、Intel 7,还有多个 EMIB 2.5D 技术的连接封装模块,这也是 Intel 3 工艺此前唯一的产品。

Clearwater Forest 更进一步,分割成最多 12 个 Intel 18A 工艺的计算模块、最多 3 个 Intel 3 工艺的有源基础模块,从而实现更多核心、更大缓存等更强大的规格。

同时,它重复使用了来自至强 6 系列的 Intel 7 工艺的 I/O 模块、EMIB 2.5D 连接封装模块,甚至数量都一样。—— AMD 处理器的 IOD 模块有时候就一模一样。

这正是芯粒设计的最大好处,不需要升级的模块可以在不同产品中重复使用,从而大大降低研发和制造成本,而在需要升级的时候甚至可以单独更换。

计算模块部分最多有 3 个,每个模块内部又分为 6 个模组,而每个模组由 4 个 E 核组成,总计最多 288 个核心 ( 288 线程 ) 。

这种四个为一组的方式和消费级的酷睿处理器上一模一样。

至强 6000E 系列虽然也能做到 288 核心,但那属于定制产品,公开路线图产品最多是 144 核心。

更进一步,至强 6+ 还支持单路、双路并行,单系统可以做到最多 576 个核心。

E 核架构也是 Darkmont,和 Panther Lake 处理器上一模一样。

二级缓存也是每 4 个 E 核共享 4MB ( 相当于每个核心 1MB ) ,总计多达 288MB。

那么,三级缓存呢?

原来在这里。

基础模块不再是单纯的连接作用,而是承载了三级缓存、内存控制器。

一个基础模块可以承载四个计算模块,而每个计算模块对应 48MB 三级缓存,每个基础模块就是 192MB,合计最多 576MB。

在不考虑一级缓存的情况下,一颗 Clearwater Forest 处理器就有多达 864MB 缓存!不知道这是不是 Intel 大缓存消息的根源?

DDR5 内存控制器每个基础模块有四个,组成四通道,合计就是 12 通道。

I/O 模块和上代一模一样,自然规格也没变,每一个里边有 8 个加速器、48 条 PCIe 5.0 通道、32 条 CXL 2.0 通道、96 条 UPI 2.0 链路,总量乘以二就是了。

Clearwater Forest 的另一个重点,就是首发量产了全新的 Foveros Direct 3D 封装技术,将计算模块与基础模块连接在一起,而基础模块、I/O 模块与封装基底的连接则采用了 EMIB。

它采用了非常先进的铜 - 铜键合技术,凸点间距只有 9 微米,凸点密度超过每平方毫米 1 万!

要知道,Panther Lake 处理器使用的 Foveros-S 2.5D,凸点间距为 36 微米,这就差了足足 4 倍。

想一想,在区区 1 平方毫米的空间内,就有上万个这样的连接,该有多么复杂、精密!

再加上有源硅中介层的配合,可以实现不同 Die 之间超高带宽、超低功耗、超低电阻的连接,而且能效比极为出色,传输每个比特的功耗只有大约 0.05 皮焦耳—— 1 皮焦耳等于 1 万亿分之一焦耳。

直观地比较一下,手机芯片一个指令周期的能耗就是几纳焦耳,而皮焦耳是纳焦耳的千分之一!

性能方面,Intel 只提供了一些架构层面的数据,号称至强 6+ 系列对比至强 6780E 144 核心可提升最多 90%,能效提升最多 23%。

对比古老的二代至强,至强 6+ 可以将机架空间缩小到 1/8,而得益于能效的 3.5 倍飞跃,还可以节省 750 千瓦的能耗。

总结一下 Clearwater Forest 的主要特点:

支持单路、双路并行,向下兼容至强 6900P 系列 ( 接口都是 LGA7529 ) 。

最大热设计功耗 300-500W。

最多 288 核心、288MB 二级缓存、576MB 三级缓存。

12 通道 DDR5 内存,最高频率 800MT/s。

最多 6 条 UPI 2.0 ( 每通道带宽 24GT/s ) 、96 条 PCIe 5.0 ( 可拆分为 x16/x8/x4/x2 ) 、64 条 CXL 2.0。

最多 16 个集成加速器,包括 4 个 QAT、4 个 DLB、4 个 DSA、4 个 IAA。

支持 AVX 2 指令集 ( VNNI/INT8 ) ——还是没有 AVX-512。

支持 SGX、TDX 安全扩展。

Clearwater Forest 对比至强 6700E 系列,提升可以说是全方位的:

核心增加 1 倍,IPC 性能提升 17%,三级缓存增加 4.3 倍,内存通道增加 50%,UPI 2.0 连接增加 50%,内存频率提升 25%。

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