發布前已出貨 20 萬顆,英特爾 40 核第三代至強 CPU 對陣 64 核 AMD 最新 EPYC

2021/4/7 21:31:17 來源:雷鋒網 作者:包永剛 責編:騎士

大數據對計算和存儲性能更高的要求,引發了高性能 CPU 市場的新一輪爭奪戰。x86 架構是在這一市場擁有優勢,但英特爾和 AMD 的競爭正在加劇。另外,Arm 陣營近年來在服務器市場發起猛烈攻勢,新興的 RISC-V 也不想錯過這一利潤豐厚且潛力巨大的市場。

今天,英特爾正式發布第三代至強可擴展處理器(代號:Ice Lake)及一系列相關產品組合,開啟了 x86 陣營英特爾和 AMD 第三代高性能 CPU 新一輪的爭奪戰。

核心數最高為 40 核的 10nm 第三代至強處理器對戰三月中旬 AMD 發布的最高 64 核 7nm 第三代 EPYC(霄龍)CPU,誰更有優勢?正式發布前就已經出貨 20 萬顆第三代至強 CPU 的英特爾,能否壓制 AMD 在 CPU 市場的上升勢頭?

第三代至強平均性能提升 46%

自 2017 年英特爾發布首款至強可擴展處理器,英特爾至今已經交付了超過 5000 萬顆至強處理器,部署了超過 10 億個至強核心,有超過 800 個云服務提供商部署了基于英特爾至強 CPU 的服務器。

這是值得驕傲的成績,但市場的競爭也足以讓英特爾保持警惕。市場分析公司 Mercury Research 指出,截至 2020 年第三季度,AMD 在客戶計算芯片市場的份額已經連續 12 個季度增加。IDC 分析師 Shane Rau 指出,2020 年第四季度,AMD 在服務器 CPU 市場的單位占有率為 7.7%,營收占有率為 8.7%。

英特爾公司副總裁兼至強處理器與存儲事業部總經理 Lisa Spelman 在新品發布會上表示:“我們沒有把至強稱作一個服務器產品,它是一個數據中心產品。”

無論定位如何,處理器的升級最為直觀的就是性能提升。據悉,第三代至強可擴展處理器采用英特爾 10nm 工藝,最多有 40 個核心,IPC 相比上一代 20 核 Cascade Lake 有 20% 的提升,AI 性能相比上一代提升 74%,總體性能相比上一代平均提升 46%,相比第一代產品平均提升 2.65 倍。

“我們一直努力保守核心數這一秘密,但在發布前還是泄漏了。”Lisa Spelman 表示。

核心數雖然是被迫減少,但 Lisa 對最新至強處理器的其它特性顯然非常樂于分享,她特別介紹了三個特性。

首先,第三代至強可擴展處理器是英特爾的第一個主流雙插槽并啟用 SGX 英特爾軟件防護擴展技術的數據中心處理器。

據了解,SGX 已經上市好幾年了,但是這是第一次應用到至強 E 平臺。雙插槽平臺可以用于增強安全性,增加指定位址空間大小和驅動基于云的機密計算環境。數據中心處理器在插槽內外的性能拓展,從根本上取決于相關架構的效率。第三代至強處理器增加了總體共享緩存,同時新的 Sunny cove 架構以及緩存架構升級,可以實現八個內存通道和最高 3200 的內存速度。

第二,作為仍然是目前唯一內置 AI 加速的數據中心處理器,英特爾增強了 AI 性能。這得益于英特爾在軟件和指令集方面的投資,最新的至強處理器引入了 DL Boost 和 VNNI 指令集,可以對指令數量進行 4:1 或者是 3:1 的壓縮。體現在性能上,比如 Mobilenet 模型處理能力提升了 66%,BERT 語言模型處理提升了 74%。

第三,第三代至強可擴展處理器內置英特爾密碼操作硬件加速。“大家都在爭先恐后的去加密用戶數據,想走在威脅前面,這必然會帶來一些‘性能稅’,我們通過創新指令,降低算法成本,最新的至強處理器可以為很多重要的加密算法包括公鑰對稱加密、哈希法等提供突破性的性能。”Lisa Spelman 表示。

英特爾與 AMD 第三代 CPU 的性能對決

升級后的第三代至強,與幾周前發布的 AMD 第三代 EPYC 對比有哪些優勢?英特爾的技術專家給出了兩者從架構、內存到工作負載的對比數據。首先是內存時延,無論是 L1、L2 還是 L3 級緩存,第三代至強比第三代 AMD EPYC 都有一定程度的優勢。

“至強處理器可以直接訪問統一的緩存,從而獲得一致的響應時間和訪問數據時間。競爭對手的產品有 8 個不同的計算芯片,每個都有獨立緩存,如果數據在本地緩存,響應時間會很短,但數據不在本地緩存就需要到另一個芯片檢索數據,因此本地緩存訪問和遠程訪問響應的時間會差很多。”英特爾技術專家解釋。

內存能力方面,第三代至強可以支持兩條 DIMM 在最高 3200 的頻率下運行,AMD 三代 EPYC 只能單通道運行 3200 的頻率,這將會降低內存的吞吐量。DRAM 的時延,也因為架構的差別有所差異,至強在芯片旁邊就是內存控制器,所以本地插槽延時更短,可以實現最高 30% 的性能提升。特別是,最新至強配容量可達 6TB 的傲騰持久內存,能夠更好地實現快速訪問。

接下來看在工作負載方面的提升。英特爾技術專家表示:“工作負載加速器指令就好比性能倍增器,它提供的增益要比僅向處理器添加核心所能帶來的增益高很多。”這是至強 40 個核心能比 64 核心 EPYC 有更高性能的關鍵。

根據技術專家給出的數據,在高性能計算中,在至強 AVX-512 指令集的優化作用下,EPYC 的性能只達到 1,第三代至強的性能都在 1 之上。這種優化對于生命科學、化學、金融領域等的工作負載加速都有積極意義。

在云服務器和基礎架構服務的工作負載中,第三代至強的加密指令可以顯著提升速度,在網絡交易庫可以實現 2-3 倍的性能提升,對于云基礎設施的新工作負載云專家等都能體現出優勢。

對比 AI 推理能力,至強比 EPYC 的優勢也十分明顯,單一 AI 負載可以比 64 核 EPYC 高 25 倍。英特爾技術專家指出,“許多應用是在產品發布之后通過客戶軟件來持續提升,這種提升非常驚人,在一些 AI 推理中可以達到 30 倍的性能提升,一些應用時延降低了 10 倍。”

Lisa Spelman 說:“幾年前開始我們就開始早早投資指令集和軟件,這個戰略正在產生巨大的回報。”

有意思的是,至強展現出的架構、時延的優勢,其關鍵是傳統架構與小芯片架構之間的差異。英特爾也在推動小芯片和先進封裝技術的發展,未來也會將小芯片架構應用到至強處理器中,英特爾如何解決小芯片帶來的挑戰值得關注。

強調組合產品優勢,英特爾至強出貨有保證

“CPU 是客戶購買決策的關鍵部分,但是這不是唯一的因素,其中最酷的因素之一就是讓客戶看到我們提供的整個產品組合。通過使用整個產品組合,客戶能完成復雜而重要的購買決策。”Lisa Spelman 表示。

英特爾公司市場營銷集團副總裁、中國區數據中心銷售總經理陳葆立也說:“我們之前做過一些調查,企業購買一個服務器最關心的是可靠性、穩定性、大規模部署的實力。至強已經有 5000 萬顆的出貨量,非常多軟件開發商已經有很多版本的優化軟件,這對客戶來而言是非常大的一個吸引力。對于至強或者是 x86 的競爭力,我們都非常有信心。”

因此,英特爾發布第三代至強可擴展處理器的同時,還發布了傲騰持久內存 200 系列,內存帶寬增加 32%,每個插槽內存容量最高可以達到 6TB。

同時,號稱世界上最快的數據中心固態硬盤傲騰 P5800X 也正式發布,IOPS 提升 4 倍,滿足高速網絡需求,TOS 最高提升 6 倍,滿足最嚴苛 SLA 要求,相較 NAND 固態硬盤,延遲降低 13 倍。

除此之外,英特爾還發布了最新的以太網適配器 800 系列,吞吐量最高為 200GB/s,適合高性能 vRAN、NFV 轉發面、存儲、高性能計算、云和 CDN 等應用場景,能夠為虛擬機的密度提供最多兩倍的資源。

2019 年宣布的 Agilex FPGA 也在此次發布會上正式發布。Lisa Spelman 解釋,由于對靈活性和敏捷性的要求都很高,所以 FPGA 的研發需要漫長的時間。采用英特爾 10 納米 SuperFin 工藝的 Agilex FPGA,搭配 Quartus Prime 軟件,與競爭對手的 7 納米 FPGA 相比,能實現高于 2 倍的每瓦性能。

英特爾的組合產品在傳統的零售等領域都展現出了優勢。

“在某些情況下,通過軟件優化,我們的處理器的性能會比發布的時候有所提升。對我們來說,關鍵的改變重點和戰略是在我們交付的產品性能基礎之上進行部署優化,而不是讓我們的客戶或者是解決方案團隊直接轉移到下一代產品的開發上去。”Lisa Spelma 同時表示。

陳葆立也提到:“頭部客戶我們直接和他們合作,一起做優化;中小企業更多是和方案商合作,我們全球有 500 個英特爾精選解決方案,我們還會繼續投資,聚焦邊緣網絡、云、高性能計算、HPC 和傳統的企業工作負載提供精選解決方案。”

頭部客戶的需求讓至強在正式發布之前就已經出貨了 20 萬顆。陳葆立透露:“已經出貨的 20 萬顆至強第三代可擴展處理器,主要是一些重點客戶,可以進行早期驗證,包括他們內部的工作負載。”

Lisa 透露,第三代至強處理器在 2020 年底投入生產,2021 年一季度一直在加大生產力度。“我們打算利用自身 OEM 的優勢最大限度滿足市場對第三代產品的需求。所有主要的云服務提供商都計劃部署 Ice Lake 的服務,他們會在 4 月份首次推出此類服務。我們有超過 50 個優秀的 OEM、ODM 預計將向市場推出超過 250 個基于 Ice Lake 的設計。“

英特爾公司副總裁兼中國區總經理王銳表示:“至強處理器的出貨有保證,特別是數據中心。我們在全力提升產能,實際的提升比計劃更高。”

小結

2015 年就開啟并購布局 XPU 的英特爾,如今看來又一次引領了異構計算的時代。因此,在外界看來英特爾面臨著 AMD 的挑戰之時,英特爾依然能夠憑借全面的產品組合來應對當下的競爭。當然也可以看到,在激烈的市場競爭之下,英特爾也愿意直接拿出詳細的產品性能對比數據來證明自己的實力。

AMD 憑借選用臺積電的先進工藝制程,以及更早使用小芯片設計贏得了再次搶奪英特爾 CPU 市場份額的機會,但在全球芯片缺貨的背景下,產能搶奪成了純芯片設計公司最具挑戰的問題,同時,英特爾也從性能對比中指出了小芯片設計的不足,并且強調了至強獨一無二的 AI 性能優勢。在這樣的情況下,擁有芯片工廠的英特爾也迎來了壓制住 AMD 的好時機。

但是,面對來勢洶洶的 Arm 和 RISC-V,以及大數據和 AI 時代更加多樣化的需求,英特爾也無法高枕無憂,這或許也是英特爾更加重視定制化方案,與最終用戶走的更近的原因所在。

迎來新任 CEO 以及進入 IDM 2.0 時代的英特爾,還能給我們帶來驚喜嗎?

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關鍵詞:英特爾CPUAMD

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