В ходе мероприятия для инвесторов Intel подтвердила свои планы по противодействию процессорам AMD EPYC Bergamo, в которых будет использоваться архитектура с высокой плотностью ядер Zen4c, а также всё нарастающему давлению Arm. Intel придерживается планов по созданию собственных архитектур с производительными и энергоэффективными ядрами для чипов Xeon.

Intel объявила, что рассчитывает выпустить следующее, пятое по счёту поколение процессоров Xeon Scalable под кодовым названием Emerald Rapids (EMR), преемников Sapphire Rapids (SPR), в IV квартале 2023 года. Компания также продемонстрировала чип Emeralds Rapids, состоящий из двух чиплетов (тайлов в терминологии Intel). Sapphire Rapids, напомним, имеется четыре тайла меньших размеров. Сообщается, что образцы Emerald Rapids уже доступны избранным заказчикам. Не вдаваясь особо в технические подробности, компания рассказала, что Emerald Rapids будет работать в том же диапазоне TDP, что и Sapphire Rapids, что повысит общую производительность платформы в пересчёте на Вт.

Изображения: Intel

Учитывая то, что Emerald Rapids будет использовать ту же платформу LGA 4677, что и Sapphire, заказчики смогут заменить Sapphire на Emerald в существующих решениях. Такой подход позволит легко модернизировать уже внедрённые системы, а в случае производителей оборудования — ускорить вывод Emerald Rapids на рынок. Emerald Rapids будет построен на том же техпроцессе Intel 7. Это означает, что прирост производительности должен быть обеспечен за счёт архитектурных улучшений. Intel сообщила о «повышенной плотности ядер», поэтому можно предположить, что у Emerald Rapids будет больше ядер в сравнении с Sapphire Rapids.

Emerald Rapids

Вслед за Emerald Rapids компания планирует начать в 2024 году поставки чипов следующего поколения Granite Rapids (GNR) на базе производительных P-ядер. Сообщается, что вычислительные тайлы Granite Rapids будут выпускаться с использованием техпроцесса Intel 3. Intel также впервые сообщила, что Granite Rapids будут поддерживать MCR DIMM (DDR5-8800+) и обеспечат ПСП в пределах 1,5 Тбайт/с (12 каналов памяти). Ещё одной особенностью станет полный переход на чиплетную компоновоку с независимым IO-тайлом. Первые образцы Granite Rapids уже тестируются некоторыми заказчиками.

Emerald Rapids

В первой половине 2024 года должен выйти и процессор Sierra Forest (SRF), первый Intel Xeon с энергоэффективными E-ядрами (следующее за Gracemont поколение) общим числом до 144 единиц. Сообщается, что Sierra Forest и Granite Rapids будут использовать одну и ту же платформу Birch Stream. Следует отметить, что чипы Sierra Forest появятся несколько раньше, чем Granite Rapids, и тоже будут использовать техпроцесс Intel 3, а также IO-тайлы. Отмечается, что Sierra Forest даже в текущем виде оказались на удивление стабильно работающими. Более того, их уже тестирует как минимум один заказчик Intel.

Sierra Forest

На смену Sierra Forest придут в 2025 году чипы Clearwater Forest (CWF), которые станут первыми в семействе Intel Xeon, основанными на техпроцессе Intel 18A. По словам Intel, её заказчики не хотят серверные процессоры смешанной архитектуры, то есть требуют чипы либо только с P-ядрами, либо только с E-ядрами. Sierra Forest сейчас является, пожалуй, наиболее важным продуктом для Intel и для демонстрации производственных возможностей, и для сохранения заказчиков среди гиперскейлеров.

Что касается ускорителей, то компания в этом году планирует подготовить сразу 15 различных FPGA в сериях Agilex и Stratix, а также eASIC. Intel, как уже говорилось ранее, не забрасывает работу над специализированными ускорителями Habana, но грядущие Gaudi3 от нынешних Gaudi2 будут отличаться переходом с 7-нм на 5-нм техпроцесс. Отменённых Rialto Bridge в планах более нет, да и Falcon Shores тоже не упоминаются. При этом Intel считает, что к 2027 году в области ИИ-чипов соотношение между CPU и GPU будет на уровне 60/40.

В интернете, как сообщает ресурс VideoCardz, появилась информация о решении для валидации будущих Intel Xeon — плате с кодовым названием Avenue City. Предполагается, что речь идёт о платформах Birch Stream и Mountain Stream для процессоров Sierra Firest-AP и Granite Rapids-AP, поскольку для Avenue City, судя по габаритам сокета, предусмотрено использование разъёма LGA-7529.

Показатель TDP будущих чипов теоретически сможет достигать 500 Вт. Говорится о поддержке 12 каналов оперативной памяти DDR5-6400, а также MCR-модулей (DDR5-8000). Эталонная платформа Avenue City RP включает 20-слойную печатную плату с размерами приблизительно 424,2 × 508,0 мм. Она содержит два процессорных разъёма и 24 слота для модулей ОЗУ. Новая плата, вероятно, ориентирована на гиперскейлеров, на что, в частности, указывает наличие слота для модуля DC-SCM с RunBMC.

Источник изображения: Yuuki_Ans / Intel (нажмите для увеличения)

Процессоры Granite Rapids, по предварительной информации, получат до 128 вычислительных ядер (256 потоков инструкций). Изделия Sierra Forest, в свою очередь, будут насчитывать до 334 ядер (столько же потоков инструкций). В дальнейшие планы Intel входит выпуск платформы с процессорами Diamond Rapids и Clearwater Forest. Эти чипы увидят свет не ранее середины текущего десятилетия.

К июню этого года руководство Intel набралось решимости признаться, что начало массовых поставок серверных процессоров Sapphire Rapids в очередной раз откладывается — до второй половины текущего года. На минувшей квартальной конференции представители Intel пояснили, в какой последовательности будут наращиваться объёмы поставок данных CPU.

Напомним, что послужившие причиной переноса поставок Sapphire Rapids с первого квартала на второе полугодие факторы компания никак не связывала с техпроцессом Intel 7, по которому они выпускаются. Воспользовавшись отсрочкой для выпуска новой ревизии кристалла Sapphire Rapids, компания параллельно начала мелкосерийные поставки товарных процессоров, но только тех моделей, которым переход на новую ревизию не требуется.

Источник изображения: Intel

Как пояснил на квартальном мероприятии генеральный директор Intel Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger), ещё в прошлом квартале объёмы поставок ограниченного ассортимента моделей Sapphire Rapids начали увеличиваться. При этом даже начало поставок остальной части ассортимента моделей Sapphire Rapids во второй половине этого года существенного влияния на выручку Intel в текущем фискальном году оказать не успеет.

По словам руководства компании, основная часть выручки будет формироваться процессорами Sapphire Rapids, которые начнут поставляться в значимых количествах лишь в 2023 году. Суперкомпьютер Aurora, который Intel должна снабжать Xeon Sapphire Rapids (причём в HBM-варианте) и ускорителями Ponte Vecchio, в текущем году получит более десяти тысяч готовых узлов на их основе.

Источник изображения: Intel

С графиком подготовки процессоров Emerald Rapids, которые были введены в планы Intel после решения задержать анонс Granite Rapids до 2024 года в связи с переходом на технологию Intel 3, у компании всё в порядке, отметил её генеральный директор. Сохранив приверженность техпроцессу Intel 7 и совместимость с платформой Eagle Stream (она же предназначена и для Sapphire Rapids), данные процессоры выйдут в 2023 году.

Более крупные изменения ожидаются в 2024 году, когда Intel собирается представить процессоры Granite Rapids и Sierra Forrest, которые будут выпускаться по технологии Intel 3. Примечательно, что образцы тех и других Intel рассчитывает запустить в составе тестовых стендов в своих лабораториях уже в текущем квартале. Если в Granite Rapids компания видит потенциального лидера рынка по уровню быстродействия, то ключевым преимуществом Sierra Forest станет высокая энергоэффективность и низкая совокупная стоимость владения.

Intel ожидает, что объём рынка серверных решений удвоится в период с 2021 по 2026 год, поскольку объёмы генерируемых, хранимых и обрабатываемых данных непрерывно растут. Одними из ключевых направлений развития в этой области для неё станут ИИ и безопасность. Компания полагает, что в скором времени ИИ-решения будут сопутствовать практически любым нагрузкам.

Иными словами, Intel продолжает считать, что CPU должны быть как можно более универсальными, и поэтому будет и далее развивать ИИ-возможности Xeon. В частности, в задачах обучения Sapphire Rapids будут в 30 раз быстрее Ice Lake-SP, а в инференсе — в 6 раз. При этом компания обращает внимание не только на общую производительность процессоров, но и на скорость работы в реальных задачах, тех же ИИ-нагрузках или, допустим, в работе СУБД.

Изображения: Intel

Важна не только производительность на ядро, но и энергоэффективность и масштабируемость, на которые обращают особое внимание гиперскейлеры. Исходя из массы запросов и собранных метрик Intel и проектирует будущие CPU. И вот тут начинается самое интересное. Как известно, Sapphire Rapids базируются на P-ядрах (Golden Cove) и производятся с использованием техпроцесса Intel 7 (10 нм Enhanced SuperFIN). P-ядра оптимизированы с точки зрения производительности, как и все предыдущие поколения Xeon.

P-ядра станут основой и для процессоров Emerald Rapids, тоже на базе Intel 7, которые выйдут уже в 2023 году. Эти CPU можно назвать Refresh’ом для Sapphire Rapids. Платформа у них будет одинаковая — Eagle Stream. Основные улучшения в новинках коснутся подсистемы памяти и функций безопасности. Хотя Intel прямо об этом не говорит, можно предположить, что они получат поддержку следующего поколения памяти Optane. Для Sapphire Rapids, напомним, ожидается появление Intel Optane PMem 300 (Crow Pass).

В 2024-ом им на смену придут Granite Rapids — на базе техпроцесса Intel 3 (оптимизированные 7 нм), а не Intel 4, как говорилось ранее — и новая платформа для них. Подробности о них Intel пока раскрыть не готова. Но тогда же, на том же техпроцессе и для той же платформы появятся процессоры Sierra Forest, о которых компания публично говорит впервые. Эти CPU будут использовать E-ядра следующего поколения, но те же IO-блоки (память, PCIe и т.д.), что и Granite Rapids. Возможно, к этому моменту Intel перейдёт на полностью чиплетную компоновку.

Sierra Forest будут оптимизированы с точки зрения производительности на Ватт и плотности размещения, что должно понравиться гиперскейлерам, а единая платформа позволит выбирать CPU между ними и Granite Rapids в зависимости от планируемых задач. AMD со своими 5-нм EPYC Bergamo и модифицированными ядрами Zen4c целится в этот же сегмент, но выпустит их уже в 2023 году. Впрочем, всё это вряд ли остановит самых крупных игроков от попыток создания собственных CPU, как уже сделала Amazon, и не ослабит интерес к Arm вообще.

Грубо говоря, Granite Rapids и будущие поколения на P-ядрах, будут масштабироваться вертикально, наращивая в рамках заданного теплопакета производительность в более узких задачах (ИИ, HPC, СУБД), а Sierra Forest и прочие E-решения — горизонтально, увеличивая число ядер, снижая задержки и повышая параллелизм (важно для веб-сервисов или аналитики). Время единой и универсальной серверной архитектуры, видимо, постепенно проходит, и гибридное (с P- и E-ядрами одновременно) решение Intel делать не планирует.

Что же касается дел насущных, то Intel сообщила об отгрузке более 1 млн Xeon Ice Lake-SP в IV квартале, суммарно почти 2 млн к концу прошлого года. Более того, в декабре Intel поставила больше Intel Xeon, чем любой из её конкурентов за весь 2021 год. Поставки Sapphire Rapids компания обещает начать уже в этом квартале. И, по словам Intel, это наиболее богатый по возможностям серверный процессор, когда-либо созданный ею. Видимо, именно обилие функций побудило Intel сделать часть из них опциональными и активируемыми за отдельную плату.

Ранее компания показала первые сравнения производительности процессоров Sapphire Rapids и ускорителей Ponte Vecchio с актуальными решениями конкурентов, а также анонсировала ускорители Arctic Sound-M на базе Xe-HPG и гибридные чипы Falcon Shores. Несмотря на попытки добавить как можно больше ИИ-функций в процессоры, Intel отмечает, что ускорители, конечно, никуда не денутся и будут использоваться в более узких задачах обучения и инференса — рынок ИИ-железа будет расти на 20-25% ежегодно.

Компания ожидает, что продажи её ИИ-решений достигнут объёма $40 млрд в 2026 году, а серверного направления в целом, куда помимо ускорителей и CPU входят также FPGA и IPU — более $65 млрд. Intel, как и обещала ранее, будет уделять особое внимание развитию не только аппаратных, но и программных решений (у неё в штате уже более 19 тыс. разработчиков), и станет ещё более активно вкладываться в open source. Кроме того, компания в очередной раз подчеркнула важность стратегии IDM 2.0.