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英特爾放大招,采用18納米的至強6+即將面市

預計將于2026年上半年推出
2025-10-10
來源:芯東西
關鍵詞: 英特爾 至強

2025年10月9日,英特爾預覽了首款采用英特爾Intel 18A制程節(jié)點的至強服務器處理器——至強6+(代號Clearwater Forest),預計將于2026年上半年推出。

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這是英特爾迄今最高效的服務器處理器,最多有288個新一代Darkmont E核(能效核),擁有更大的緩存、更快的能效核和更大的內存帶寬,密度、吞吐量和功率效率方面均有顯著提升,最大TDP為300-500W。

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就在上周,英特爾在亞利桑那州向媒體詳細講解了Clearwater Forest的技術細節(jié)。

與上一代至強6700E相比,Clearwater Forest的E核數(shù)量翻倍,每核心每周期指令數(shù)(IPC)提升17%,擁有超過5倍的末級緩存(576MB),增加4個內存通道、2個UPI鏈接,DDR5帶寬高達8000MT/s。

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英特爾希望以更具成本效益的方式,將服務器CPU引入新一代制程技術。Clearwater Forest采用Intel 18A制程(1.8nm級)和Foveros Direct 3D封裝,是英特爾首款采用3D架構的至強處理器。

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上層的12個計算tile采用Intel 18A制程;中間3個基礎tile采用Intel 3,2個I/O tile采用Intel 7。

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下面仍用EMIB 2.5D技術封裝粘合(緩存和互連結構分布在底部)。

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Intel 18A通過RibbonFET晶體管和PowerVia背面供電兩大創(chuàng)新技術來顯著提升能效與性能。RibbonFET是全環(huán)繞柵極(GAA)晶體管架構,采用由柵極完全環(huán)繞、垂直堆疊的帶狀溝道,實現(xiàn)了更好的電流控制能力,并提供更強的驅動電流。這種新型晶體管技術能夠在實現(xiàn)晶體管進一步微縮的同時減少漏電問題發(fā)生,提高晶體管密度、能效、最小電壓(Vmin)操作和靜電性能,還實現(xiàn)了更高的靈活性。

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PowerVia背面供電技術解決了傳統(tǒng)設計中混合信號線和電源線會爭奪空間資源、造成擁塞的問題,將電源線移到晶體管背面,所有信號布線在正面,實現(xiàn)兩者分離。這種創(chuàng)新帶來單元利用率和密度提升多達10%,性能提升4%。

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Foveros Direct 3D封裝可將采用不同工藝節(jié)點、不同功能的芯片模塊垂直堆疊,bump pitch間距僅為9μm,通過銅與銅直接鍵合,能高效地在頂層與底層之間完成所有信號處理任務,實現(xiàn)更高互連帶寬和更低功耗。

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聚焦到SoC架構來看,左右兩側是I/O tile,中間有3個基礎tile,每個基礎tile上堆疊了4個計算tile(藍色區(qū)域)。

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Clearwater Forest的I/O tile架構復用至強6設計,每tile有8個加速器、48個PCIe 5.0通道、32個CXL 2.0通道、96個UPI 2.0通道。

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每個基礎tile有192MB末級緩存、4個DDR5內存通道,每個計算tile有48MB末級緩存。

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從下圖可以看到,每個計算tile有6個模塊,每個模塊包含4個Darkmont E核、4MB共享L2緩存,因此每個計算tile有24個E核。

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每個基礎die上有4個計算tile,共有96個E核。整個封裝里有3個基礎tile,總計288個Darkmont E核。

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與同樣基于E核的Sierra Forest相比,新一代Darkmont E核有以下特點:

大64KB指令集緩存

精準&增強分支預測,提升約30%(提高整體準確性)

多50%的指令集帶寬(3 x 32bit)

3 x 3-wide無序解碼器

每個周期可以同時處理8條指令,最多可按序完成并退出16條指令(提供數(shù)據(jù)并行)

處理器亂序執(zhí)行窗口的大小為416(發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行)

執(zhí)行端口數(shù)量增加到26個(執(zhí)行數(shù)據(jù)并行)

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Darkmont E核在前端、亂序執(zhí)行核心、后端執(zhí)行端口三個階段均有優(yōu)化,使IPC顯著增長。

前端負責指令的預處理工作,包括指令預取、跳轉預測和譯碼等環(huán)節(jié);亂序執(zhí)行核心負責指令的調度和并行執(zhí)行;在后端,執(zhí)行端口負責指令的最終執(zhí)行。

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內存子系統(tǒng)中,L2未命中緩沖區(qū)的大小翻倍,使其能夠存儲128個未命中數(shù)據(jù)。

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與Crestmont E核對比,Darkmont E核的每瓦性能曲線更高。至強6+的性能可達到至強6780E性能的1.9倍,能效提升23%。

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跟288核的Sierra Forest相比,Clearwater Forest性能可提升17%,每瓦性能可提升30%。

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一座已運營5年的數(shù)據(jù)中心,擁有基于第二代至強的70個機架、1400臺服務器。實現(xiàn)相同性能,改用Clearwater Forest只需20個機架、180臺服務器,服務器整合率達到8:1,可節(jié)省750kW的功耗、提供3.5倍的每瓦性能。

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隨著下游任務日趨多元,數(shù)據(jù)中心需要具備更高的靈活性。延續(xù)至強6的分離式模塊化設計,英特爾至強6+在更先進的制程節(jié)點上打造出更小的計算單元,以更精巧的尺寸設計出更具成本效益的芯片,同時提升能效和性能表現(xiàn),這為數(shù)據(jù)中心服務器帶來了頗具競爭力的新選擇。


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