“Intel is back!”这是英特尔CEO帕特·基辛格在英特尔架构日活动快要结束时说的一句话。这句话表面看有一种“英特尔重新回归业界,PC行业王者归来”的意味。但笔者认为这个“back”更多意义是英特尔在半导体芯片领域技术力的回归。


英特尔CEO帕特·基辛格

因此今年架构日活动,英特尔向全世界分享的技术干货远超预期——两款下一代x86内核微架构,12代酷睿Alder Lake,Xe HPG以及英特尔独立显卡,专为数据中心设计的Sapphire Rapids,基础设施处理器 (IPU) Mount Evans IPU等等。这种爆发式的、井喷式的技术力释放,充分诠释了“Intel is back!”这句话的分量。它一方面证明了英特尔在半导体领域深厚的技术积累;而另一方面更为重要的是,这些技术创新与突破,正预示着行业应对数字化发展,应对海量、多样化数据时代的变革。


英特尔架构日带来海量技术和产品干货

·IDM 2.0 技术大爆炸的引信

其实早在今年3月,英特尔就已经为这场技术干货大爆发埋下了引信。“技术派”掌舵人帕特·基辛格重归英特尔并宣布的IDM2.0战略,是英特尔IDM模式的全新演进,也为英特尔未来发展打开了新的大门。

在整个半导体领域,英特尔都是十分独特的一家企业。从硬件、架构、封装,到制程、软件以及大规模生产制造,英特尔都具有完全自主的实施能力。但是面对越来越多样化的计算需求,越来越庞大的数据海洋,就需要做出比以往更大的提升。

为此,英特尔提出将在2025年满足1000x(千倍级)提升的需求,并在每个技术领域实现至少4倍左右的摩尔定律提升。这些领域包括制程工艺、封装、内存和互连,而架构则是将它们与软件结合起来的关键。这些技术的集合可以作为乘法因子,与4倍提升相结合,就能提供处理繁重的工作负载所需的千倍提升。

然而,仅靠英特尔自身去承载每一个环节,从而实现千倍级提升,无疑是一件非常困难的事情。因此,采用第三方代工产能,用不同的制程来生产英特尔产品,是IDM2.0策略中的关键一环,也是英特尔应对剧变,迎合数字化发展需求所做出的关键决策。

在IDM2.0框架之下,英特尔可以完全放开手脚,在半导体设计、生产、制造、产品等各个环节去快速推动进程并拓展生态。如HPC架构下的Ponte Vecchio GPU,就大量采用了台积电N5和N7制程技术来生产单元。

正如英特尔研究院副总裁、英特尔中国研究院院长宋继强所言:“未来的发展趋势一定是在英特尔的工艺节点上,以及我们的代工合作伙伴的工艺节点上选取不同的节点做优化配置。”

·应对数字化变革 直面超异构计算时代

提到Ponte Vecchio,就不得不提超异构计算。

伴随着云计算、大数据、5G以及AI等技术的发展,世界正在向万物互联的智能化社会迈进。在这一过程中,数据逐步成为驱动未来社会的核心。

近年来,数据产生的速度和规模远超现有设备的处理、计算、传输、存储能力。未来更加多样化的数据形态、计算场景,将带来更大挑战。而如何让数据变得有价值,并从中释放数据红利,其根本要解决的问题,就是计算力提升。

然而,现有计算设备所具备的处理能力与针对不同形态数据的处理能力是完全不一样的,因此想要直面更大挑战的冲击,就需要从计算、处理、传输、存储等多维度出发去做出创新与变革。为此,英特尔于两年前提出了“超异构计算”。而现在,英特尔正通过制程、封装、架构、存储、软件等多维度创新与变革,直面超异构计算时代的到来。

此外,英特尔在超异构计算领域也尝试着不同的设计方向。以面向超级计算机以及超算领域的Ponte Vecchio和面向服务器、云计算领域的Sapphire Rapids为例。两款产品虽然都在芯片架构设计上使用了多种不同的处理器架构设计,但Ponte Vecchio使用的种类更多,异构集成更为复杂。Sapphire Rapids异构集成则相对更加简单一些。

事实上,异构计算并非什么新鲜概念,只要通过不同架构的处理单元去完成同一个任务,都可以称为异构计算。而英特尔的“超异构计算”则更加超前,它以先进制程工艺、先进封装技术作为基底,通过英特尔EMIB、Foveros等封装技术,将很多现有的、不同节点上的,已经通过验证的各类芯片集成在一个封装里。更多样、更灵活,也可以更好地发挥异构功效。

可以说,在计算场景越来越多样化、复杂化,以及不同计算场景所产生出的数据量越来越庞大的今天以及未来,英特尔超异构计算将成为应对多元化计算需求,充分挖掘“数据石油”的撒手锏。

·多维度创新与变革 驱动数字化时代前行

近年来,伴随着数据多样化和数据量爆发增长,技术也正在以惊人的速度改变着世界。

回顾过去一年,科技扮演着新冠疫情中人类沟通、工作、娱乐和生存的核心。事实证明,强大的计算能力至关重要。我们见证了新冠疫苗的研发速度,也见证了加密数字货币、去中心化金融、增强现实(AR)以及太空旅行等前沿领域的进展,且这些进步还在持续加速中。我们还见到了元人类、GitHub Copilot等新兴技术。这些技术有些拯救了生命,有些改变了人类的生活方式,有些颠覆了业界,有些则颇具争议。

英特尔公司高级副总裁兼加速计算系统和图形事业部总经理Raja Koduri在架构日上说:“目之所及,今天人类的生活都与数字技术交织在一起。在我们所研究的每一个高需求工作负载,遇见的每一位追求创新的客户中,都有一个共同的元性能要求,1000x(千倍级)的提升。而这个要求只给了英特尔4年时间,但1000倍可是摩尔定律的5次方啊!这听起来太不现实了。”

但正如前文所言,“千倍级提升”,需要英特尔在每个技术领域实现至少4倍左右的摩尔定律提升,这显然是一项艰巨任务。但同时也是面对数字化发展需求,面对海量数据计算、处理、传输、存储的一项不得不去挑战并必须要完成的任务。英特尔只有加速创新脚步,才能最终实现这一宏伟愿景。

那么英特尔交出的答卷是什么?它又给业界带来哪些启示呢?

在本次架构日活动上,英特尔公布了基于x86架构的两大极具变革性的微架构——E-Core和P-Core,同时带来了12代酷睿Alder Lake的技术细节。也公布了英特尔在图形计算领域的最新进展——Xe HPG DG2独立显卡、Xe SS(可为业界中各种显卡产品提供基于神经网络的超级采样功能)、Xe Core(Xe内核包括高效算术单元、缓存和加载/存储逻辑)、Xe HPC。展示了面向服务器、云计算领域的超异构计算核心——Sapphire Rapids,也展示了有“封装内的混合基础设施计算开端”之称的基础设施处理器 (IPU)——Mount Evans IPU。此外,英特尔还压轴展示了堪比登月难度创新的产品——Ponte Vecchio。

不得不说,这些技术和产品所覆盖的领域之广,所包含的信息量之大,其创新所将为行业带来的深远意义,都让人叹为观止。而这些,就是英特尔交出的第一版答卷,它也是近乎完美的一张答卷。

数字时代,小到个人计算,大到数据中心、超算,英特尔核心硬件在其中都是基石般的存在。

个人计算领域,英特尔带来了能效核(E-Core)与性能核(P-Core)两大全新的x86内核微架构设计。能效核作为高度可扩展微架构,针对每瓦多核性能进行了优化;而性能核则针对单线程性能和AI进行优化,最终通过“架构魔法”将两个内核结合在一起,从而诞生了英特尔首个性能混合架构平台——Alder Lake,它将为数十亿个人电脑用户送去强大的计算能力。

图形领域,英特尔Xe架构威力尽现,这将对传统GPU市场格局发起更加彻底的冲击。以往,英特尔虽然通过核心显卡取得了GPU领域的大额市占率,但在高性能图形计算领域却没有一块坚实的阵地。而即将到来的Xe HPG DG2,也就是刚刚公布品牌名的英特尔(Arc)锐炫独显,将成为英特尔攻占高性能图形显卡阵地的急先锋。

异构计算领域,Sapphire Rapids以及Ponte Vecchio两大王牌体现了英特尔通过强大技术力实现传统行业标准的颠覆。Sapphire Rapids通过加速引擎,不仅把传统数据中心部署模型中的大量开销的处理进行了数倍加速,同时还大幅降低内核负载,提升工作负载的性能,从而成为数据中心架构的全新标准。

基于Xe HPC架构下的Ponte Vecchio则更加厉害,因为它的复杂程度超乎想像。在Ponte Vecchio开发过程中,涉及到的难点包括:新的SoC架构、新的IP架构、新的内存架构、新的I/O架构、新的封装技术 、新的供电技术、新的互连、新的信号完整性技术、新的可靠性方法、全新的软件以及新的验证方法。这意味着Ponte Vecchio芯片的几乎每一个环节都要实现“创造性”的突破。Ponte Vecchio GPU提供了超过1000亿个晶体管,它旨在应对最具挑战性的AI和HPC工作负载。而搭配使用Ponte Vecchio和Sapphire Rapids,则能实现每秒超过43,000张图像的ResNet推理性能,这已经远超目前市场上的各种已知标准。其应对海量数据的处理能力让业界为之震撼。

云计算领域,英特尔与一家顶级云服务提供商,合作设计了Mount Evans架构,来减轻基础设施负载,而Mount Evans IPU(基础设施处理器),就是英特尔为业界交出的答卷。

在英特尔看来,云对性能的需求将推动存储、消息处理和高性能计算等很多应用迁移到基于RDMA的协议上。而通过实现ROCEv2以及全新的下一代可靠传输技术(英特尔与云服务提供商合作伙伴在这项技术上进行了联合创新,以解决有损网络上的长尾时延问题),Mount Evans能够支持上述一系列迁移。对于Mount Evans IPU,英特尔希望其能够成为对云计算之外其它细分领域均有吸引力的一项技术,而这将意味着让软件开发者能够做自己最擅长的事情。它对于云计算领域来说,将以潜移默化的形式产生巨大且深远的影响。

·结语

Intel is back, and this story is just beginning. (英特尔回来了,新的故事才刚刚拉开序幕)英特尔CEO帕特·基辛格先生在架构日活动的最后,说出了这句意味深长的话。

作为英特尔创立五十多年以来的第8位CEO,也是主导过80486等史上具有标志意义产品开发的英特尔公司第一任CTO,帕特·基辛格的回归,也意味着英特尔将以技术为核心驱动力来应对数字化变革。

帕特·基辛格认为:“对英特尔而言,这是振奋人心的时刻。我们的战略和执行都在加速,我们正为英特尔创新与技术领先的新时代描绘蓝图。英特尔在软件、芯片和平台方面的深度与广度,在封装和制程工艺方面的技术,以及在大规模制造上的实力,赋予英特尔独特的位势,去抓住这一巨大的增长机遇。此外,英特尔的IDM 2.0战略由三个关键部分组成:一是英特尔的内部工厂网络;二是战略性采用第三方代工产能;三是英特尔代工服务。其强劲的动力来自于英特尔领先的封装和制程技术,以及我们世界级的IP产品组合。”

事实上,本次架构日英特尔公布的众多技术细节和产品,涵盖了从边缘的最小设备,到先进的移动设备,从笔记本电脑、PC客户端,到AI、5G、边缘计算、数据中心、云计算等几乎所有“数据洪流”正在奔涌的领域。而英特尔提供的各类创新技术、产品方案,将成为驱动产业发展的核心动力!

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“Intel is back!”这是英特尔CEO帕特·基辛格在英特尔架构日活动快要结束时说的一句话。这句话表面看有一种“英特尔重新回归业界,PC行业王者归来”的意味。但笔者认为这个“back”更多意义是英特尔在半导体芯片领域技术力的回归。英特尔CEO帕特·基辛格因此今年架构日…

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