（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/章鷹）為什么英特爾會如此看中高性能計算？Gartner的調(diào)查揭示，2020年全球半導體市場的總價值達到4500億美元，其中計算市場擁有2390億美元，大約占到整個市場的一半以上，涵蓋微處理器、控制器、專用集成電路和FPGA等關(guān)鍵技術(shù)。2021年這個市場還在高速增長，作為全球半導體領域最大的IDM廠商，英特爾的混合計算架構(gòu)、先進工藝、封裝能力和IDM2.0規(guī)劃都為在這一市場展現(xiàn)領導者地位做了最好的背書。

在2021年英特爾架構(gòu)日上，英特爾公司高級副總裁兼加速計算系統(tǒng)和圖形事業(yè)部總經(jīng)理Raja Koduri宣布，英特爾在高性能計算領域?qū)崿F(xiàn)了三大突破。

“Sapphire Rapids是我們的下一代至強可擴展處理器。它能夠提供卓越的開箱即用的性能，為數(shù)據(jù)中心內(nèi)廣泛的工作負載和部署模式帶來增強功能?！?英特爾首席數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師Sailesh表示，“Sapphire Rapids的基本架構(gòu)旨在實現(xiàn)彈性計算模型（如容器化微服務）的突破性性能，以及在所有形式的以數(shù)據(jù)為中心的計算中快速擴展 AI 的使用。此外，Sapphire Rapids還提升了最先進的內(nèi)存和I/O技術(shù)。”

“Sapphire Rapids和Ponte Vecchio都是超異構(gòu)計算的芯片，采用了不同的處理架構(gòu)設計，Sapphire Rapids里面核的種類沒有Ponte Vecchio多，相對簡單一些，聚焦服務器和云計算領域的計算需求，采用45微米制程，EMIB的封裝集成就可以；Ponte Vecchio更加激進，面對高端的超算中心，這個領域?qū)τ谛酒摹⒀舆t、計算能力要求很高，集成度就更高，基于臺積電先進的N5制程工藝技術(shù)，設計均被集成于Foveros封裝中，為提高功率和互連密度形成有源芯片的3D堆疊。我們和其他競爭對手的差別，主要在于我們有不同的技術(shù)架構(gòu)應對不同的需求?！?英特爾中國研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強解釋了高性能計算領域，英特爾兩款主要產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢和路線。

Sapphire Rapids：它結(jié)合了英特爾的性能核與全新加速器引擎，樹立了下一代數(shù)據(jù)中心處理器的標準。Sapphire Rapids的核心是一個模塊化的分區(qū)SoC架構(gòu)，得益于英特爾的EMIB多晶片互連封裝技術(shù)和先進網(wǎng)格架構(gòu)，它具有顯著的可擴展性，同時仍保持單晶片CPU接口的優(yōu)勢。

Sapphire Rapids的核心是一個分區(qū)塊、模塊化的SoC架構(gòu)，采用英特爾的嵌入式多芯片互連橋接（EMIB）封裝技術(shù)，在保持單晶片CPU接口優(yōu)勢的同時，具有顯著的可擴展性。Sapphire Rapids提供了一個單一、平衡的統(tǒng)一內(nèi)存訪問架構(gòu)，每個線程均可完全訪問緩存、內(nèi)存和I/O等所有單元上的全部資源，由此實現(xiàn)整個SoC具有一致的低時延和高橫向帶寬。

Sapphire Rapids基于Intel 7制程工藝技術(shù)，采用英特爾全新的性能核微架構(gòu)，該架構(gòu)旨在提高速度，突破低時延和單線程應用性能的極限。

基礎設施處理器（IPU）：Mount Evans是英特爾首款專用ASIC IPU，以及全新的基于FPGA的IPU參考平臺——Oak Springs Canyon。通過基于英特爾IPU的架構(gòu)，云服務提供商（CSPs）可以通過把基礎設施任務從CPU轉(zhuǎn)移到IPU，從而讓數(shù)據(jù)中心收益更大化。把基礎設施任務轉(zhuǎn)移到IPU，能夠讓云服務提供商（CSPs）可以把所有的服務器CPU租給客戶。

Ponte Vecchio基于Xe HPC微架構(gòu)，提供業(yè)界領先的每秒浮點運算次數(shù)（FLOPs）和計算密度，以加速AI、HPC和高級分析工作負載。它是基于Intel 7制程工藝的大型芯片，針對Foveros技術(shù)進行了優(yōu)化。

Ponte Vecchio是英特爾迄今為止最復雜的SoC，也是我們踐行IDM 2.0戰(zhàn)略的絕佳示例，它采用多種先進的半導體制程工藝、英特爾變革性的EMIB技術(shù)以及Foveros 3D封裝技術(shù)。這是我們實現(xiàn)堪比登月難度創(chuàng)新后的一款產(chǎn)品，它包含1000億個晶體管，提供業(yè)界領先的浮點運算和計算密度，以加速人工智能、高性能計算和高級分析工作負載。在架構(gòu)日上，英特爾展示了早期的Ponte Vecchio芯片就已經(jīng)顯示出領先的性能，在一個流行的AI基準測試上創(chuàng)造了推理和訓練吞吐量的行業(yè)紀錄。

英特爾的A0芯片已經(jīng)實現(xiàn)了超過每秒45萬億次浮點運算的FP32吞吐量，超過5 TBps的持續(xù)內(nèi)存結(jié)構(gòu)帶寬以及超過 2 TBps的連接帶寬。如Xe架構(gòu)一樣，Ponte Vecchio將由oneAPI支持，后者是英特爾一個開放、基于標準、跨架構(gòu)、跨供應商的統(tǒng)一軟件堆棧。

自從2020年12月發(fā)布第一個版本以來，超過20萬名開發(fā)者在獲得Xe HPC之前就已經(jīng)安裝了英特爾的oneAPI產(chǎn)品。多個領域的獨立軟件開發(fā)商已經(jīng)推出了超過300個采用oneAPI統(tǒng)一編程模型的應用軟件。而且，英特爾有80多個支持Xe HPC的關(guān)鍵HPC應用軟件、AI框架和中間件，它們利用oneAPI快速移植當前基于CPU或CUDA的GPU實施。

回望過去一年，科技處于所有人如何溝通、工作、娛樂和應對新冠肺炎疫情的核心。事實證明，強大的計算能力至關(guān)重要。展望未來，我們面臨龐大的算力需求，預計到2025年將是1000x（千倍級）的提升，而四年內(nèi)增加1,000倍相當于摩爾定律的5次方。

英特爾CEO帕特·基辛格也是一位架構(gòu)師，他說：“我們面臨艱巨的計算挑戰(zhàn)，一定要通過變革性的架構(gòu)和平臺來解決……正是英特爾才華橫溢的架構(gòu)師和工程師們，讓這些技術(shù)‘魔法’得以成真?！?br />

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