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英特尔公布新一代Ice Lake-SP至强处理器 10nm Sunny Cove与新指令集加持



在 HotChips 32 活动期间,英特尔公布了代号为 Ice Lake-SP 的新一代至强处理器的详情。定于今年晚些时候到来的该服务器芯片产品线采用了 10nm 制程,具有改进的 Sunny Cove 内核架构和一系列新功能,辅以 I/O 和软件堆栈方面的增强。英特尔在演示文稿中拿 28 核心的 SKU 举例,且 Whitley 服务器平台上可选基于单路 / 双路插槽的方案。

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虽然英特尔尚未证实 28 核心是否为 Ice Lake-SP 的核心数上限(早期传闻暗示更多),但至少与 Cascade Lake-SP 相比,新一代服务器 CPU 在功能上有了显著的增强。

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具体说来,Ice Lake-SP 处理器采用了 10nm+ 制程(下个月的 Tiger Lake CPU 为 10nm++),内核为 Sunny Cove 。与当前 14nm 至强 CPU 采用的 Skylake 架构相比,其 IPC 性能提升高达 18% 。

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三代至强可扩展家族 PPT(来自:HardwareLuxx / HotChip 32)

据悉,Sunny Cove 架构较 Cascade Lake 和 Skylake 提供了一系列改进。前端方面,其具有更高的容量和改进的分支预测器。

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其次,Sunny Cove 具有更广泛的分配和执行资源,加上更大的结构。TLBs 方面,也增强了单线程执行和预取。

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服务器功能方面,Ice Lake-SP 具有更大的 L2 缓存和副 FMA,增加了一系列新的 SIMD 指令,以提升密码计算和压缩 / 加压工作负载的性能。

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加上增强的软件和算法支持,Ice Lake-SP 的每个核心,最高可达成八倍于 Cascade Lake 的表现。

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至于 28 核心的 Ice Lake-SP 处理器,其具有贯穿所有 28 个 CPU 核心的网状编织(Mesh Fabric)增强互联。

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此外 Ice Lake-SP 芯片提供了两组 4 通道存储控制器,而 Cascade Lake-SP 仅为 2~3 组。

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值得一提的是,Ice Lake-SP 处理器还具有四组 PCIe Gen 4 控制器(每个控制器可提供 16 条 Gen 4 通道),28 核心处理器总共提供 64 条 PCIe Gen 4 通道。

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内存方面,Cascade Lake-SP 芯片支持六通道,而 Ice Lake-SP 将在发布时于 Whitley 平台上提供对八通道内存的支持。

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新平台最高支持 DDR4-3200 频率的内存(每颗 CPU 支持 16 DIMM),以及第二代持久性内存(傲腾)。

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英特尔还向 Ice Lake-SP 芯片添加了一系列延迟和一致性优化。

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在八通道内存和更高频率的加持下,内存带宽和等待时间都有极大的改善。

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除了标准的网状互联,英特尔还扩展了 Ice Lake-SP 至强处理器的互联设计。

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新的控制和数据结构,确实与芯片的内核和不同的控制器连接,但也管理着芯片本身的数据和功率开销。

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在新互联技术的加持下,其可带来较 Cooper Lake-SP 芯片更低的延迟、以及更快的时钟刷新速度。

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比如在 Cascade Lake-SP 芯片上,其核心与 Mesh 部分的频率转换耗时为 12us / 20 us 。但到了 Ice Lake-SP 这一点,时间分别不到 1us 和 7us 。

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除了效率提升,Ice Lake-SP 还改善了 AVX 频率,因为并非所有的 AVX-512 工作负载都需要消耗更高的功率,甚至 AVX-256 指令亦可享受到这一改进带来的益处。

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综上所述,英特尔 Ice Lake-SP 新处理器带来的主要升级包括:

● 10nm 制程较 14nm 工艺带来了 2.7x 的密度提升;

● 自校准四模式(Self-aligned Quad-Patterning);

● 有源闸极上接触(Contact Over Active Gate);

● Cobalt 互联(M0,M1);

● 第一代 Foveros 3D 堆叠;

● 第二代 EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)。

Ice Lake-SP 上市之后,英特尔将于 AMD 基于增强型 7nm 工艺 / Zen 3 架构的霄龙(Epyc)Milan 系列展开更直接的竞争。

作为 AMD 继初代 Zen 问世以来最大的一次架构升级,我们或于未来几月看到更多基于新方案的服务器。