英特爾架構日2021精選：“拳拳到肉”

　　近日，“英特爾架構日2021”線上上召開，英特爾一口氣推出了11款全新的產品和技術，全方位的展示了英特爾在計算架構方面的創新。

　　英特爾架構日活動從2019年開始，是英特爾一種全新的會議形式，您可以理解成專業的技術沙龍。在第一期架構日上，英特爾提出了六大支柱的概念，包括製程&封裝、記憶體&儲存、架構、互連、安全和軟體，依靠六大支援提升領導力。

　　正如每個人提到英特爾，腦海中第一個想到的都是CPU一樣，六大支柱也是圍繞CPU為核心。因此，在今年的架構日上，英特爾宣佈未來將採用全新的處理器微架構，這或將是未來10年英特爾發展的推動力。

　　 重拳一：全新的英特爾能效核微架構

　　微架構的概念比較專業，我們可以把它簡單的理解為處理器內部的組合方式。

　　以往無論是早期的環形匯流排，還是後來的Mesh架構，英特爾都保持著多個核心，但是從Alder Lake處理器開始，英特爾就開始了多種核心的設計，一方面效能核心來負責複雜的計算，另一方面能效核來負責日常的應用，英特爾也透過硬體執行緒排程器來實現業務複雜度的動態分配。

　　其實這種設計已經很多人在用了，包括英特爾的老對手AMD，從Zen系列開始就是這樣，包括最新的蘋果M1晶片也是這樣，所以英特爾的這次變革毫不奇怪，你可以認為它是產業發展的一個趨勢。

　　當然了，這種變化主要是為了提升效能，因為從英特爾官方報出的資料來講，使用全新架構的平臺，它的整體效能提升了19%，這是一個平均的成績，但是以我對英特爾的一向謹慎作風的瞭解，我也有理由相信，其實許多的專案的成績都會高於這個數字。

　　 重拳二：英特爾銳炫

　　那麼除了新架構之外，英特爾還宣佈了顯示卡的訊息。

　　 X ^e  HPG是一款全新的獨立顯示卡微架構，專為遊戲和創作工作負載提供發燒級的高效能。 X ^e  HPG微架構為Alchemist系列SoC提供動力，首批相關產品將於2022年第一季度上市，並採用新的品牌名——英特爾銳炫。 X ^e  HPG微架構採用全新的 X ^e核心，是一款聚焦計算、可程式設計且可擴充套件的元件。

　　其實很多人提到顯示卡的時候，第一時間都會想到英偉達，但是你可能不知道，英特爾的整合顯示卡其實才是目前市場佔有率最高的。

　　當然，英特爾這是推出的獨立性卡也並非只是針對專業遊戲市場。按照官方的話來講，主要針對的是智慧計算的應用。

　　 基於 X ^e  HPG微架構的Alchemist SoC能夠提供出色的可擴充套件性和計算效率，並擁有以下關鍵架構特徵：

　　1，多達8個具有固定功能的渲染切片，專為DirectX 12 Ultimate設計；

　　2，全新 X ^e核心，擁有16個向量引擎和16個矩陣引擎（被稱為XMX，即Xe Matrix eXtension）、快取記憶體和共享內部視訊記憶體；

　　3，支援DirectX Raytracing（DXR）和Vulkan Ray Tracing的新光線追蹤單元；

　　4，透過架構、邏輯設計、電路設計、製程工藝技術和軟體最佳化，相比 X ^eLP微架構實現1.5倍的頻率提升和1.5倍的每瓦效能提升；

　　5，使用臺積電的N6製程節點上進行製造；

　　英特爾顯示卡設計的核心是軟體優先。英特爾正與開發人員密切合作進行 X ^e微架構的設計，力求與行業標準保持一致，透過在一個統一的程式碼庫中涵蓋整合和獨立顯示卡產品的驅動設計，英特爾的第一款高效能遊戲顯示卡將效能和質量放在首位。

　　如今，英特爾已完成了核心顯示卡驅動程式元件的重新架構，特別是記憶體管理器和編譯器，從而使計算密集型遊戲的吞吐量提高了15% (至多80%)，遊戲載入時間縮短了25%。

　　 重拳三：下一代英特爾至強可擴充套件處理器——“Sapphire Rapids”

　　Sapphire Rapids代表了業界在資料中心平臺上的一大進步。該處理器可在不斷變化且要求日益增高的資料中心使用中提供可觀的計算效能，並對工作負載進行最佳化，以在雲、微服務和AI等彈性計算模型上提供高效能。

　　Sapphire Rapids的核心是一個分割槽塊、模組化的SoC架構，採用英特爾的嵌入式多晶片互連橋接（EMIB）封裝技術，在保持單晶片CPU介面優勢的同時，具有顯著的可擴充套件性。Sapphire Rapids提供了一個單一、平衡的統一記憶體訪問架構，每個執行緒均可完全訪問快取、記憶體和I/O等所有單元上的全部資源，由此實現整個SoC具有一致的低時延和高橫向頻寬。

　　Sapphire Rapids基於Intel 7製程工藝技術，採用英特爾全新的效能核微架構，該架構旨在提高速度，突破低時延和單執行緒應用效能的極限。

　　Sapphire Rapids提供業界廣泛的資料中心相關加速器，包括新的指令集架構和整合IP，以在各種客戶工作負載和使用中提升效能。 新的內建加速器引擎包括：英特爾加速器介面架構指令集（AIA）；英特爾高階矩陣擴充套件（AMX）；英特爾資料流加速器（DSA）。

　　這些架構上的改進使Sapphire Rapids能夠為雲、資料中心、網路和智慧邊緣中廣泛的工作負載和部署模式提供開箱即用的效能。該處理器旨在透過先進的記憶體和下一代I/O，包括PCIe 5.0、CXL 1.1、DDR5和HBM技術，來推動行業技術轉型。

　　 重拳四：基礎設施處理器（IPU）

　　IPU是一種可程式設計的網路裝置，旨在使雲和通訊服務提供商減少在中央處理器（CPU）方面的開銷，並充分釋放效能價值。

　　 英特爾基於IPU的架構有以下主要優勢：

　　1，基礎設施功能和客戶工作負載的強分離使客戶能夠完全控制CPU；

　　2，雲運營商可以將基礎設施任務解除安裝到IPU上，更大化實現CPU利用率和收益；

　　3，IPU可以管理儲存流量，減少時延，同時透過無磁碟伺服器架構有效利用儲存容量；

　　藉助IPU，客戶可以透過一個安全、可程式設計、穩定的解決方案更好地利用資源，使其能夠平衡處理與儲存。

　　英特爾認識到“單一產品無法滿足所有需求”，因此對其IPU架構進行了更深入的研究，並推出了以下IPU家族的新成員——均為應對多樣化資料中心的複雜性而設計。

　　 最後引用一下英特爾CEO帕特·基辛格的發言作為結尾：

　　以上，各位看到的是近十年來英特爾在X86架構上取得的最重要的進展之一，我們面臨艱鉅的計算挑戰，一定要透過變革性的架構和平臺來解決……正是英特爾才華橫溢的架構師和工程師們，讓這些技術“魔法”得以成真。

　　世界正依賴架構師和工程師來解決艱鉅無比的計算問題，以造福人類。這就是為什麼英特爾的戰略和執行不斷加速以滿足所需。英特爾正疾步前行。