Το Sapphire Rapids είναι ένα κρίσιμο σημείο καμπής για την Intel

Με την κυκλοφορία του 4^ου γενιά επεξεργαστών Intel Xeon Scalable και της σειράς Xeon CPU Max, με την κωδική ονομασία Sapphire Rapids, η Intel χαράζει μια νέα διαδρομή αρχιτεκτονικής διακομιστή για το μέλλον που θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στην Intel και στον υπόλοιπο κλάδο. Το λανσάρισμα περιλαμβάνει 52 νέα SKU προϊόντων που στοχεύουν σε συγκεκριμένους φόρτους εργασίας διακομιστή, όπως τεχνητή νοημοσύνη (AI), δικτύωση, 5G Radio Area Networks (RANs), κρυπτογράφηση και ασφάλεια δεδομένων και Υπολογισμός Υψηλής Απόδοσης (HPC). Η Intel το επιτυγχάνει μέσω μιας ποικιλίας αρχιτεκτονικών βελτιώσεων της CPU, της ενσωμάτωσης δέκα λειτουργικών επιταχυντών, νέων επεκτάσεων εντολών και, σε ορισμένες περιπτώσεις, της ενσωμάτωσης της μνήμης υψηλού εύρους ζώνης (HBM). Η εταιρεία μεταπήδησε ακόμη και στη χρήση διαμόρφωσης chiplet (multi-die). Το αποτέλεσμα είναι μια σειρά προϊόντων που έχουν διαφορετική εμφάνιση και απόδοση από οποιοδήποτε άλλο προϊόν της Intel πριν από αυτήν.

Ο σκοπός αυτού του άρθρου είναι να τονίσει τον λόγο για τη δραματική αλλαγή της Intel στον σχεδιασμό του επεξεργαστή διακομιστή και τον πιθανό αντίκτυπο της αλλαγής. Το πρώτο είναι το γιατί. Το x86 είναι μια ώριμη αρχιτεκτονική που η Intel επανεφευρίσκει και εξελίσσει για περισσότερες από τέσσερις δεκαετίες. Είναι η πιο επιτυχημένη αρχιτεκτονική υψηλού υπολογισμού που έχει κατασκευαστεί ποτέ, εν μέρει λόγω της φύσης γενικής χρήσης και της ευρείας βιομηχανικής υποστήριξης. Ωστόσο, η φύση των υπολογιστών, ειδικά στο κέντρο δεδομένων, έχει αλλάξει. Όχι μόνο έχουν αυξηθεί οι τύποι διαφορετικών φόρτων εργασίας, αλλά πολλοί φόρτοι εργασίας έχουν γίνει πιο συγκεκριμένοι και καθορισμένοι, ειδικά καθώς η κλιμάκωση έχει οδηγήσει σε θερμικές και ηλεκτρικές προκλήσεις. Αυτό, σε συνδυασμό με τις προκλήσεις στην κλιμάκωση της λιθογραφίας, έναν από τους παράγοντες που επηρεάζουν τον νόμο του Moore, έχουν οδηγήσει σε μικρότερες βελτιώσεις απόδοσης από τη μια γενιά στην άλλη.

Κατά συνέπεια, αυτές οι αλλαγές οδηγούν σε έναν διαφορετικό τρόπο για την αρχιτεκτονική των επεξεργαστών – τη συμπερίληψη αποκλειστικών επιταχυντών υλικού που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες καλύτερα και πιο αποτελεσματικά από την CPU γενικής χρήσης, όπως τα οφέλη που αποδίδονται σε εξωτερικούς επιταχυντές όπως οι GPU. Κατά ειρωνικό τρόπο, αυτή η αλλαγή απομακρύνεται από τα σημεία αναφοράς απόδοσης SPECint που η Intel διαφημίζει τις τελευταίες δεκαετίες. Αυτοί οι νέοι επεξεργαστές δεν θα κερδίσουν κανένα βραβείο απόδοσης SPECint, αλλά όπως θα υποδείξουν πολλοί επαγγελματίες πληροφορικής, το SPECint είναι απλώς το πρώτο βήμα για την αξιολόγηση των δυνατοτήτων για έναν νέο επεξεργαστή. Η απόλυτη δοκιμή απόδοσης εκτελεί τους προβλεπόμενους φόρτους εργασίας, στους οποίους η Intel υπολογίζει για μελλοντικές νίκες σχεδιασμού. Σύμφωνα με την Intel, οι επιδιωκόμενοι φόρτοι εργασίας θα δουν 50% έως 1000% βελτίωση στην απόδοση.

Η Intel προφανώς αποστέλλει ορισμένα από αυτά τα νέα προϊόντα Xeon σε επιλεγμένους πελάτες για περισσότερο από ένα χρόνο και μόλις τώρα προσφέρει γενική διαθεσιμότητα στην ευρύτερη αγορά. Ένας λόγος ήταν οι προκλήσεις παραγωγής με τα προϊόντα. Μερικά από τα ζητήματα κατασκευής της Intel έχουν δημοσιευτεί σε μεγάλο βαθμό. Ωστόσο, ένα άλλο ζήτημα είναι πιθανό το λογισμικό. Η προσθήκη επιταχυντών συνεπάγεται σημαντικό κόστος λογισμικού για να διασφαλιστεί ότι η μετάβαση στη νέα αρχιτεκτονική είναι απρόσκοπτη. Αυτό το πρόσθετο λογισμικό περιλαμβάνει υποστήριξη από τα λειτουργικά συστήματα και τις εφαρμογές που είναι κρίσιμες για τις προβλεπόμενες εφαρμογές. Λάβετε υπόψη ότι αυτό δεν έχει επιβεβαιωθεί ή διαψευστεί από την Intel. Είναι καθαρά εικασίες της TIRIAS Research, αλλά η Intel ανακοίνωσε επίσης πάνω από 400 επαληθευμένα μοντέλα ως μέρος της σουίτας λογισμικού AI, η οποία αντιπροσωπεύει μια σημαντική επένδυση σε νέο λογισμικό μόνο για φόρτους εργασίας AI.

Μια άλλη βασική αλλαγή είναι η στροφή σε αναβαθμίσεις κατ’ απαίτηση των επεξεργαστών. Αυτό θα επιτρέψει στους πελάτες να ενεργοποιήσουν ορισμένες λειτουργίες/επιταχυντές αργότερα ή μόνο όταν χρειάζεται. Δεν είναι ακόμη σαφές πώς θα ληφθεί σε επίπεδο αγορών διακομιστή, αλλά ταιριάζει ακριβώς στο μοντέλο υπηρεσιών υπερκλίμακας όπου οι πελάτες πληρώνουν για το χρόνο και τους πόρους που απαιτούνται για κάθε φόρτο εργασίας.

Το άλλο βασικό σημείο είναι ο αντίκτυπος των νέων προϊόντων. Αυτά τα προϊόντα χρειάστηκαν δύο χρόνια περισσότερο για να τεθούν στην ευρύτερη αγορά από ό,τι είχε αρχικά προγραμματιστεί. Ωστόσο, θα το ονόμαζα αυτό τη «στιγμή Zen» της Intel. Πριν από αρκετά χρόνια, ο κύριος ανταγωνιστής της Intel, η AMD, επέστρεψε στον πίνακα σχεδίασης για να αναπτύξει μια νέα αρχιτεκτονική διακομιστή που ονομάζεται Zen, η οποία οδήγησε στους πλέον επιτυχημένους επεξεργαστές διακομιστών Epyc. Η AMD έκανε μια τολμηρή κίνηση ενσωματώνοντας αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά από πολλούς άλλους επεξεργαστές διακομιστών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιεί η Intel όπως το multithreading. Επιπλέον, η εταιρεία έκανε μια αμφιλεγόμενη κίνηση για τη χρήση μιας αρχιτεκτονικής chiplet πολλαπλών τύπων. Όπως κάθε νέο προϊόν πυριτίου, δεν μπήκε στην πρώτη γενιά κάθε σχεδιαστική λειτουργία ή χαρακτηριστικό. Στην πραγματικότητα, η δεύτερη γενιά είχε ως αποτέλεσμα σημαντικές σχεδιαστικές αλλαγές. Η τρίτη γενιά που κυκλοφορεί τώρα και είναι μια εξαιρετικά εκλεπτυσμένη και πολύ ανταγωνιστική οικογένεια επεξεργαστών διακομιστών. Ένα θετικό υποπροϊόν Η καθυστέρηση καθυστέρησης προϊόντος της Intel ήταν η ανάπτυξη μιας εκτεταμένης σουίτας επικύρωσης που έχει δοκιμαστεί και δοκιμαστεί για φόρτους εργασίας στον πραγματικό κόσμο.

Το 4^ου/Η γενιά Sapphire Rapids των επεξεργαστών Xeon Scalable και Xeon CPU Max αντιπροσωπεύουν μια παρόμοια τολμηρή κίνηση από την Intel. Είναι πιθανό να δούμε σημαντικές αλλαγές στην αρχιτεκτονική τις επόμενες γενιές που θα βελτιώσουν και θα βελτιώσουν περαιτέρω την απόδοση της οικογένειας προϊόντων. Κάποιος θα μπορούσε να είναι ο διαχωρισμός των επιταχυντών από τη μήτρα της CPU για να προσφέρει αυξημένη ευελιξία και προσαρμογή. Ένας άλλος μπορεί να είναι άλλοι τύποι επιταχυντών για άλλους φόρτους εργασίας, συμπεριλαμβανομένων προσαρμοσμένων επιταχυντών από πελάτες ή 3^rd κόμματα. Ωστόσο, ανεξάρτητα από το ποιες βελτιώσεις πρόκειται να επέλθουν, αυτή είναι μια σημαντική μετάβαση για την Intel από πολλές απόψεις και μια μετάβαση που θα αλλάξει την ανταγωνιστική δυναμική της αγοράς από μια απλή απόδοση σε μια απόδοση φόρτου εργασίας. Η Tirias Research πιστεύει ότι πρόκειται για μια αλλαγή προς τη σωστή κατεύθυνση, επειδή αντιστοιχεί σε αλλαγές στην αρχιτεκτονική των διακομιστών και των κέντρων δεδομένων που θα διαθέτουν άλλες αρχιτεκτονικές επεξεργασίας/επιτάχυνσης και περαιτέρω προσαρμογή για αύξηση της απόδοσης. Μπορεί επίσης να επηρεάσει την απόφαση των πελατών να αγοράσουν ιδιωτικές λύσεις cloud έναντι ενοικίασης χρόνου σε λύσεις δημόσιου cloud για διάφορους φόρτους εργασίας. Ωστόσο, η υιοθέτηση μιας νέας αρχιτεκτονικής επεξεργαστή, ειδικά σε διακομιστές, συνήθως διαρκεί αρκετά χρόνια.