下一代英特尔芯片：性能与能效的双升革命

概览

在半导体行业的年度盛事——Hot Chips 2023上，英特尔首次揭示了其新一代数据中心芯片“Sierra Forest”，这款芯片在每瓦性能方面较上一代产品实现了惊人的240%提升，预计将于明年初上市。此外，英特尔还宣布将数据中心芯片划分为两大类别：旨在提供高能耗高性能的“Granite Rapids”系列，以及聚焦于高能效的“Sierra Forest”系列。

精要解析

• Sierra Forest：作为首枚用于数据中心的E核Xeon可扩展芯片，Sierra Forest采用了Intel 3工艺，计划于明上半年面市。Granite Rapids同样基于此工艺设计。

• 小芯片设计：Granite和Sierra均采用小芯片混合封装技术，利用英特尔EMIB技术连接计算和I/O小芯片。这一设计创新之处在于，分别使用了计算和I/O小芯片而非封装完整的小芯片，从而实现了更高效的芯片空间使用和更低的能耗。

• 共享平台：Granite和Sierra共享基于Intel 7工艺的通用I/O小芯片，使得这两款芯片在设计上更加紧密集成，提高了系统级的协同效率。

架构亮点

• E核与P核架构：Sierra Forest配备了专为数据中心工作负载优化的Crestmont E核，提供6-wide指令解码路径和8-wide隐退后端，其设计在保证性能的同时，显著提升了能效比。Crestmont的L1指令高速缓存扩大至64KB，较早期设计翻倍。新成员可组成2或4核集群，相较于Gracemont的4核集群更为灵活。

• Redwood Cove P核：Granite Rapids的核心为Redwood Cove，继承了Xeon处理器的传统设计。在微架构层面，Redwood Cove获得增强的64KB I缓存，容量提升一倍，并成功将浮点乘法的延迟从4/5个周期降至3个周期，展现出英特尔在基本指令延迟改进方面的精进。

内存与加密支持

• 内存加密改进：Granite Rapids的Redwood Cove支持多达2048个256位内存密钥，显著提升了安全性。

核心数量与市场战略

• 核心增加：Granite Rapids芯片提供的CPU内核数量相比Sapphire Rapids有所增加，而Sierra Forest则提供了更多内核数量，预示着英特尔在数据中心市场上的重大变革。

行业竞争格局

• 市场份额挑战：面对AMD、Ampere（由前英特尔高管Renee James创立的初创公司）等竞争者的不断侵蚀，英特尔正面临数据中心市场的挑战。近期，Ampere和AMD相继推出高效云计算芯片，Arm也推出了Neoverse V2平台，加剧了市场竞争态势。

结论

随着Sierra Forest和Granite Rapids的发布，英特尔正积极应对数据中心领域的性能与能效提升需求，同时加强自身在市场上的竞争力。通过引入E核、优化微架构设计、增强内存加密支持等一系列技术创新，英特尔旨在巩固其在数据中心芯片市场的地位，并引领行业向更高能效、更强大性能的方向发展。