英特爾的Emerald Rapids Xeon SP處理器在性能上略有提升，成本略微降低

隨著每一代Intel Xeon SP服務器處理器的推出，我們不禁想到同樣的事情：如果這款芯片一年前或兩年前就發布了，對于Intel和客戶來說都會更好，而且肯定是計劃中的。

今天發布的新型“Emerald Rapids”處理器是Xeon SP系列的第五代，確實是Intel迄今為止推出的最優秀的服務器CPU，但它將面臨來自AMD的Epyc系列以及一些由超大規模計算和云服務提供商制造的本土Arm服務器CPU的激烈競爭。更不用說Arm服務器CPU新秀Ampere Computing。

過去幾年一直如此，Intel將在Emerald Rapids芯片上贏得供應份額，但這將發生在一個除了在人工智能系統上的熱衷支出之外，服務器市場已經衰退了兩三個季度的市場中，這是個不好的時機。但這不僅僅對Intel來說是不好的時機，正如《可汗的憤怒》中的斯波克先生所說的那樣，這也是“給鵝的調味品”，因為機會是平等的。AMD同樣遭受著服務器CPU衰退的打擊，所有下游服務器制造商也都在經歷這一點，再次提醒一下，除了人工智能服務器上的大型GPU引擎，其他地方似乎沒有給它們帶來太多利潤。但如果你仔細看，這使得Nvidia成為地球上商業史上最富有的公司之一。

不同之處在于，AMD在上周推出的“Antares” MI300系列中擁有可信的GPU加速器故事，而Intel對其“Ponte Vecchio” Max Series GPU并未透露太多信息，而是依靠其當前的Gaudi2和未來的Gaudi3人工智能加速器，這些加速器不是通用計算引擎，無法與Nvidia GPU和AMD GPU進行同等對抗。沒有傳統的高性能計算故事，沒有VDI故事（人們似乎并不太關心），沒有可視化故事，也沒有數據庫或分析加速故事，與Gaudi設備相關的故事。

因此，Intel等待在一個稱為Intel 7的10納米工藝的超精細變種上，對“Raptor Cove”核心和Emerald Rapids在今年1月發布的第四代Xeon SP“Sapphire Rapids”共享的“Eagle Stream”服務器平臺進行了一些非常出色的工程設計。最終，隨著Intel的晶圓廠縮小與臺灣積體電路制造公司的工藝和封裝差距，將會有更多的調味品為這只鵝提供。最終——因為在半導體業務中總會有一個最終——Intel在核心、工藝和封裝方面將與AMD和Nvidia在CPU和GPU領域達到平衡，我們將再次看到計算成本急劇下降。

我們期待著為您而做的這一切。

與此同時，不再拖延，讓我們談談Emerald Rapids系列，并在進行時牢記這個想法。當公司延長他們在領域中保留服務器的時間時，幾乎必然要求他們購買盡可能高性能的機器，以便在向其機群添加一些新設備時，能夠淘汰最多數量的老系統足跡。這樣，高端CPU能夠提供的核心、緩存和I/O，以及中端部分無法提供的東西，將使新設備在領域中的壽命更長。在過去的日子里，購買中端零件是一種常見的策略，但在這種情況下，這并不一定是一個好的做法。

對于Sapphire Rapids，Intel為其高端Extreme Core Count（XCC）變種組成了一個四芯片組成的插座，該變種為HPC客戶提供了HBM內存選項。這四個芯片組中，每個芯片組有16個核心，總共有64個核心，僅有60個核心用于良品率。還有一個Medium Core Count（MCC）的單片芯片變種，最多可擴展到32個核心，用于構建Sapphire Rapids SKU堆棧的52芯片中的下半部分。

通過超精細的10納米工藝，Intel可以制造更大的芯片組，對于相同尺寸的芯片組獲得更高的產量，并且對于更小的芯片組獲得更好的產量，因此它選擇使用三種不同的芯片封裝創建Emerald Rapids，正如您在上文中所見。

在最高端，有兩個芯片組，每個芯片組似乎有34或35個核心，排列成7×5個核心的網格（一個可能被彈出以騰出內存控制器空間），總共有60或70個核心，其中最多64個核心用于良品率。這是XCC變種，而這一次，對于HPC用戶，沒有HBM選項。抱歉。

Emerald Rapids的MCC芯片組對外暴露了最多32個核心，并且設計中可能有36個核心，同樣是為了提高產量。還有一種能效低的Low Core Count（EE LCC）變種，最多向插座引腳暴露20個核心，并且設計中可能實際有24個核心。

我們已經提出了但目前還不知道這三種變種的晶體管數。

Eagle Stream平臺的LGA-4677服務器插座在Sapphire Rapids一代中未被大量使用，但是通過頂級零件，Emerald Rapids填充得相當好：

核心數量有了適度的增加，從Sapphire Rapids芯片的最高配置的60個核心到Emerald Rapids的最高配置的64個核心，但是與Sapphire Rapids的XCC變種相比，Emerald Rapids的XCC變種芯片上的L3緩存最多可達320 MB，而Sapphire Rapids的XCC變種芯片的L3緩存最大只有112.5 MB。

Emerald Rapids插座上的UltraPath Interconnect（UPI）NUMA鏈接的速度提高到20 GT/秒，比Sapphire Rapids芯片上的UPI鏈接的16 GT/秒速度提高了25%。與Cascade Lake一樣，Emerald Rapids僅設計用于具有一個或兩個插槽的機器。因此，如果您需要一個四插槽或八插槽的服務器，您必須使用Sapphire Rapids，直到明年推出我們在九月份詳細介紹的第六代“Granite Rapids” Xeon SP。如果您可以等待Granite Rapids用于大型NUMA服務器，那將是更好的選擇。

Emerald Rapids芯片還支持CXL 1.1一致性內存協議，允許芯片上的PCI-Express端口支持Type 3 CXL內存，作為內置DDR5主內存的擴展。

至于Raptor Cove核心中每個核心的指令改進，Intel表示，從Sapphire Rapids到Emerald Rapids在High Performance Linpack、STREAM Triad、SPECrate2017_fp_base和SPECrate2017_int_base上的平均性能提升是1.21倍。這不是精確的每個核心時鐘標準化的度量。進行1.21倍性能躍升測試的是一對64核Emerald Rapids Xeon SP-8592+芯片，可能以全部核心Turbo速度的2.9 GHz運行，以及一對56核的Sapphire Rapids Xeon SP-8480+芯片。如果將這兩個處理器復雜的核心和時鐘相乘，僅這兩個因素就給您提供了10%的提升，也許更快的UPI 2.0鏈接也有些幫助。但假設它們沒有。那么，實際的IPC增益，在時鐘和核心數量相同的情況下標準化，可能更接近11%。這顯然只是一個猜測。

因此，不再拖延，以下是32款新的Emerald Rapids Xeon SP處理器：

在SKU堆棧的多樣性方面，Emerald Rapids系列有32個官方變種，比Sapphire Rapids系列的52個變種要窄且深得多。第一代的“Skylake” Xeon SP有51個變種，第二代的“Cascade Lake” Xeon SP有45個變種，再加上18個“Cascade Lake R”深度變種和為四插槽和八插槽服務器調整的“Cooper Lake”，這在某種程度上為Cascade Lake的63個正常變種增加了另外11個變種，總共達到74個變種。即使是命途多舛且長時間推遲的第三代“Ice Lake” Xeon SP也有38個變種。

總體而言，Emerald Rapids芯片在各種數據中心工作負載上提供了從1.13X到1.69X的性能提升，并提供了每瓦特平均1.34X更好的性能。在空閑功耗方面，熱特性尤為出色，空閑時的功耗約為100瓦特。（我們想說的是：服務器芯片為什么會空閑？給它找點事做吧。）

其中一些性能提升不僅僅來自核心，還來自更高的內存帶寬，因為Emerald Rapids CPU支持5.6 GHz的DDR5內存，而Sapphire Rapids使用的是4.8 GHz的DDR5內存，帶來了16.7%的內存帶寬增加。兩款芯片均有八個內存通道，因此通過向計算復雜添加更多內存通道并沒有增加帶寬，但是它們支持CXL內存擴展，通常稱為Type 3 CXL內存，提供了另外四個通道的CXL內存和額外的帶寬。您可以以兩種方式使用CXL內存：

目前尚不清楚Intel在測試Emerald Rapids系統時是否以及如何使用CXL內存來提升基準性能。我們將盡力澄清這一點。我們還將進行我們通常的體系結構深度剖析、與先前的Xeon和Xeon SP代系列的性價比比較以及與AMD Epyc和Arm服務器CPU的競爭分析。