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Intel lance une conception de processeur pour centre de données de nouvelle génération : conception à puce, performances augmentées de 240 %

王林
王林avant
2023-08-30 12:53:04593parcourir
La prochaine génération de puces Intel devrait avoir d'énormes améliorations de performances.

La Hot Chips annuelle est la conférence technique la plus importante de l'industrie des semi-conducteurs. Parmi eux, des experts dans le domaine des puces se réunissent et les fabricants mondiaux de puces choisissent souvent de lancer de nouveaux produits ici ou d'expliquer leurs orientations de développement futures.

Lundi, heure locale, lors du Hot Chips 2023 organisé à l'Université de Stanford, Intel a dévoilé pour la première fois une nouvelle génération de puce pour centre de données "Sierra Forest". Sa performance par watt a augmenté de 240% par rapport à la précédente. génération, et devrait être lancé l'année prochaine.
Intel lance une conception de processeur pour centre de données de nouvelle génération : conception à puce, performances augmentées de 240 %
Dans le même temps, Intel a divisé pour la première fois ses puces de centres de données en deux catégories : l'une est Granite Rapids, axée sur une consommation d'énergie élevée et des performances élevées ; l'autre est Sierra Forest, axée sur une efficacité énergétique élevée.

Examinons ensuite les détails spécifiques des deux puces du centre de données, Granite Rapids et Sierra Forest.

Dans l'ensemble, Granite Rapids et Sierra Forest devraient être les mises à jour les plus importantes de l'écosystème matériel évolutif Intel Xeon (Xeon) à ce jour, grâce à l'introduction de E-cores (Energy Efficiency Cores) à faible consommation de surface. .

Regardons d'abord Sierra Forest, qui est la première puce évolutive E-core Xeon d'Intel pour les centres de données et un produit phare du processus Intel 3 basé sur EUV. Intel a déclaré que Sierra Forest devrait être disponible au premier semestre de l'année prochaine. Pendant ce temps, Granite Rapids utilise également le même processus Intel 3.
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En termes de conception, Granite et Sierra sont tous deux basés sur des conceptions de puces, s'appuyant sur l'informatique et l'I qui sont regroupées via la technologie Intel EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge, pont d'interconnexion multicœur intégré). O Mélange de chiplets. De plus, cette conception de chipset est également unique, utilisant différents chipsets de calcul/E/S au lieu de regrouper des chipsets Xeon « complets ».

Cela signifie que Granite et Sierra peuvent partager un chipset d'E/S à usage général basé sur le processus Intel 7.
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En plus de partager les détails de la plate-forme, Intel a également fourni pour la première fois un aperçu de haut niveau de l'architecture utilisée par l'E-core et le P-core (noyau de performance). Comme c’est désormais le cas avec plusieurs générations de Xeon, Intel exploite la même architecture de processeur de base que ses composants grand public.

Ainsi, Granite et Sierra peuvent être considérés comme des processeurs Meteor Lake déconstruits, avec Granite doté de cœurs Redwood Cove P et Sierra doté de cœurs Crestmont E.

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Comme mentionné précédemment, il s'agit de la première tentative d'Intel de fournir des E-cores sur le marché Xeon. Pour Intel, cela signifie adapter la conception E-Core aux charges de travail des centres de données, ce qui représente un changement significatif par rapport aux conceptions E-Core axées sur le consommateur de la génération précédente.

Intel a révélé que Crestmont propose un chemin de décodage d'instructions de 6 largeurs ainsi qu'un backend de secours de 8 largeurs. Bien qu'il ne soit pas aussi puissant que le P-Core d'Intel, le E-Core n'est en aucun cas un cœur léger, et les décisions de conception d'Intel le reflètent. Néanmoins, sa conception est beaucoup plus efficace que les cœurs P de Granite, à la fois en termes d'espace sur la puce et de consommation d'énergie.

Le cache d'instructions L1 de Crestmont (I-cache) fera 64 Ko, soit deux fois la taille du I-cache dans les conceptions précédentes. Pendant ce temps, les nouveaux membres de la famille Crestmont E-core peuvent regrouper ces cœurs dans des clusters à 2 ou 4 cœurs, contrairement à Gracemont, qui ne propose actuellement que des clusters à 4 cœurs. Enfin, pour Sierra/Crestmont, la puce fournira des instructions au plus près de Granite Rapids. Cela signifie qu'il existe une prise en charge du type de données BF16, ainsi que la prise en charge de divers jeux d'instructions tels que AVX-IFMA et AVX-DOT-PROD-INT8.

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En attendant, pour Granite Rapids, nous avons le Redwood Cove P Core. Redwood/Granite est le cœur hérité des processeurs Xeon, et les changements ne sont pas aussi drastiques pour Intel que pour Sierra Forest, mais cela ne veut pas dire qu'ils ne se sont pas améliorés.

En termes de microarchitecture, Redwood Cove obtient le même I-cache de 64 Ko que Crestmont, soit 2 fois la capacité de son prédécesseur. Mais surtout, Intel a réussi à réduire davantage la latence de multiplication en virgule flottante, la réduisant de 4/5 cycles à seulement 3 cycles. Des améliorations de latence des instructions de base comme celle-ci sont rares, nous les attendons donc toujours avec impatience.

De plus, la microarchitecture de Redwood Cove possède également des fonctionnalités telles que la prédiction de branchement et la prélecture, qui sont des objectifs d'optimisation typiques pour Intel. Tout ce qu’ils peuvent faire pour améliorer la prédiction des branches (et réduire le coût des erreurs rares) rapporte souvent des dividendes relativement importants en termes de performances.

Le moteur AMX Matrix de Redwood Cove bénéficie du support FP16, en particulier pour la série Xeon, tandis que FP16 n'est pas autant utilisé que les BF16 et INT8 déjà pris en charge, mais il améliore la flexibilité d'AMX en général.

La prise en charge du cryptage de la mémoire est également améliorée. Redwood Cove à Granite Rapids prendra en charge 2 048 clés mémoire de 256 bits, tandis que Sapphire Rapids prendra en charge 128 clés.

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Bien qu'il soit trop tôt pour parler de SKU individuels pour Granite Rapids et Sierra Forest, Intel nous a clairement dit que le nombre de cœurs augmentait globalement. La puce Granite Rapids offrira plus de cœurs CPU que le Sapphire Rapids (60 pour le SPR XCC). Bien entendu, les 144 cœurs de Sierra fourniront davantage de cœurs de processeur.

Entre les retards précédents de Xeon et le temps nécessaire pour commercialiser les puces évolutives E-core Xeon, Intel n'est plus aussi dominant sur le marché des centres de données qu'il l'était autrefois, donc Granite Rapids et Sierra Forest le feront. un tournant important et ouvre la voie au développement futur des produits Intel pour centres de données.

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Nous savons que les centres de données qui alimentent Internet et les services en ligne nécessitent d'énormes besoins en puissance de calcul et consomment également de grandes quantités d'électricité. Ces dernières années, avec le développement de technologies telles que l'IA, les entreprises technologiques sont confrontées au défi d'augmenter la puissance de calcul et de réduire la consommation d'énergie, ce qui a incité les fabricants de puces à se concentrer sur l'amélioration de l'efficacité de la consommation d'énergie.

Actuellement, sur le marché des puces pour centres de données, la part d'Intel est progressivement érodée par des concurrents tels qu'AMD et Ampere (une startup fondée par l'ancienne cadre d'Intel Renee James).

Cette année, Ampere et AMD ont lancé leurs propres puces de cloud computing à haut rendement, et Arm a également proposé la plateforme Neoverse V2 lors de ce Hot Chips 2023. Alors que la concurrence devient de plus en plus féroce, il est inévitable qu'Intel ressente un sentiment de crise.

Lien de référence :
https://www.anandtech.com/show/20034/hot-chips-2023-intel-details-granite-rapids-and-sierra-forest-xeons
https://www.reuters.com/technology/intel-says-new-sierra-forest-chip-more-than-double-power-efficiency-2023-08-28/

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