第四代英特尔至强重磅发布，芯片进入下半场：软硬加速绿色可持续

Posted 2023-03-03 CSDN云计算

编辑 | 宋慧

出品 | CSDN 云计算

2023 年的第二周，英特尔重磅发布其企业级芯片领域重要的产品——第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器。作为数据中心处理器当之无愧的王牌产品，迄今为止，英特尔已经向全球客户交付了超8500万颗​至强可扩展处理器。另据详细数据显示，第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器已于近两年出货近1500万颗。而最新的第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器，也已经赢得超400个客户订单。

全新七大加速技术，为数字化转型的开发加速

作为算力的核心，在全行业数字化转型的趋势下，英特尔至强处理器也在持续推动创新。此前，英特尔曾在其全球重要大会 Intel Innovation 2022 上就透露了芯片内置加速器的技术内容，这次正式发布里，第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器采用新的性能核，与前一代相比增加了内核数量。另外内置七大加速神器，涉及性能、数据、安全等各方面优化加速，这些技术非常重要，所以详细列一下：

• 英特尔® 高级矩阵扩展（英特尔® AMX）：可大幅提高深度学习训练和推理性能，性能可提升至 10 倍，非常适合自然语言处理、推荐系统和图像识别等工作负载。
• 英特尔® 动态负载均衡器（英特尔® DLB）：实现了在多个 CPU 内核 / 线程上高效地分配网络处理，根据系统负载的变化而动态地在多个 CPU 内核上分配网络数据以进行处理，并能够还原在多个 CPU 内核上同时处理网络数据包的顺序，显著提升网络工作负载的系统级处理性能，时延降低 96%。
• 英特尔® 数据流加速器（英特尔® DSA）：专为卸载常见的、会导致数据中心规模部署开销的数据移动任务所设计，能够帮助加速 CPU、内存和缓存，以及所有附加的内存、存储和网络设备之间的数据移动，可将存储、网络和数据密集型工作负载的性能提升至 1.7 倍。
• 英特尔® 存内分析加速器（英特尔® IAA）：可在提高查询吞吐量的同时减少内存占用，非常适合内存数据库、开源数据库以及 RocksDB 和 ClickHouse 等数据存储工作，性能可提升至 3 倍。
• 英特尔® 数据保护与压缩加速技术（英特尔® QAT）：作为内置加速器，其可通过卸载加密、解密和压缩释放处理器内核，从而让系统能够支持更多客户端运行或实现降低能耗的目的。得益于英特尔® QAT 加速器，第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器已成为为单一数据流压缩并加密数据性能最高的 CPU。
• 英特尔® 安全技术：通过英特尔 软件防护扩展（英特尔® SGX）和英特尔® 全内存机密技术（英特尔® TME）对工作负载进行保护；借助英特尔® 密码操作硬件加速（英特尔® Crypto Acceleration）加速加密运算；利用英特尔® 内存故障管理技术（英特尔® MRT）实现预测性安全保护；并通过英特尔® 平台固件弹性技术（英特尔® PFR）完成平台安全启动。
• 英特尔® 至强® CPU Max 系列：集成高带宽内存，能够在无需变更代码的情况下为科学计算工作负载加速。

开发者从加速器覆盖的技术领域，可以很直接的看到，第四代至强想要切实满足当下数字化例如 AI、数据分析、网络、安全、存储和科学计算（HPC）等各种场景的需求，并通过软硬件结合的方式，去统一调优实现，为创新的业务应用开发提供支持。

另外值得一提的是随着第四代英特尔至强可扩展处理器发布，英特尔还推出的一项新的按需服务 Intel on Demand，“按需服务”更像软件的玩法，用于扩展和/或升级大多数第四代至强处理器 SKUs 中的加速器和硬件增强功能。例如用户可以在购买后试用，可以更加灵活的随需去开启需要的加速功能。

引入 AI 技术，与生态伙伴共建绿色数据中心

数据中心作为数字新基建的底座，一直是电力能耗大户。而在东数西算和可持续发展战略下，绿色数据中心是现阶段行业发展的重要议题。不过与以往单一追求低能耗不同，节能发展两手抓需要最优能效比的算力，而这次第四代至强推出的七大内置加速器，让用户可以逐渐减少对额外加速硬件的使用，也是绿色发展的一个重要手段。

英特尔提供的数据显示，与前一代相比，第四代英特尔至强可扩展处理器通过内置加速器将目标工作负载的平均每瓦性能提升了 2.9 倍，在优化电源模式下每个 CPU 节能高达 70 瓦并对性能只产生极低的影响，同时将总体拥有成本降低 52%到 66%。新的优化电源模式可以为某些工作负载带来高达 20%的插槽节能，而对性能的影响仅有不到 5%。风冷和液冷的创新进一步降低了数据中心的总能耗，且第四代至强可扩展处理器在英特尔工厂制造时，运用了超过 90%的可再生电力，并同时配备了一流的水资源回收设施。另外英特尔处理器内含有优化功率模型（Optimized Power Model），通过 Bios 选项设置节能选项，降低功耗。

除了英特尔自身的可持续发展路径，英特尔还在联合数据中心各方的生态合作伙伴，联合设计和优化数据中心整体能耗。其中重要的一个技术点就是 AI 深入应用到了数据中心设计的方方面面。

在联合降能效方面，英特尔联合冷板液冷部件提供商 OXM，多个最终用户联合做冷板液冷各个部件的标准化工作，将部件设计质量和验证的要求标准化，增大整个市场产业化进程，同时也把市场准入门槛降低，从而“把量推上去，把成本降下来。”

在会后的采访中，生态伙伴也分享了 AI 技术应用于数据中心能效优化的内容。期间，阿里云智能服务器研发资深架构师刘礼寅分享了通过数据拟合与 AI 算法，实现数据中心全局的进风功率、散热平衡。另外大规模部署 AI 算法实现风扇最优散热转速，还有联合英特尔定制 CPU，通过数据整合，寻找壳温最优解。腾讯云星星海实验室研发总监曾钦杵则分享了在腾讯云音视频AI平台、机器学习平台上，与英特尔在搜索业务及增强视频性能等方面展开的探索与合作。亚信科技网络智能化首席专家王希栋在采访中详细阐述了将 AI 时序预测用于业务波峰提前唤醒 CPU，以及基于英特尔芯片智能加速器的自有算法研发，节能相关的 AI 动态参数调优等等。

技术在不停向前发展，芯片的发展确实已经进入了下半场，英特尔的软硬件协同、低碳可持续发展、生态合作，这些改变和进化，也将继续在数字化进程中，扮演重要角色。