英特爾第五代至強處理器首次亮相：Emerald Rapids基準測試

英特爾第五代至強可擴展處理器：Emerald Rapids在各種數據中心工作負載中進行測試

最近，英特爾在紐約納斯達克舉行了“AI無處不在”活動，公司在活動中推出了其面向數據中心的第五代英特爾至強處理器以及基于Meteor Lake的英特爾酷睿Ultra處理器，供筆記本電腦和其他小型設備使用。我們很幸運地在活動前一天與一些英特爾專家一起進行了直播，討論了英特爾酷睿Ultra系列處理器的一些細節，建議您在有空的時候查看。在那次直播中，我們首次獨家看到了一些酷睿Ultra基準測試，并隨后對基于酷睿Ultra的筆記本電腦進行了全面評估。

在這里，我們將討論新的英特爾第五代英特爾至強處理器，代號Emerald Rapids。第五代英特爾至強處理器是Sapphire Rapids的演變，我們在今年早些時候進行了評估，提供了許多細微的改進和改進，以增強功耗效率和性能。

第5代至強可擴展處理器采用與基于Sapphire Rapids的第4代兄弟相同的核心微體系結構，它們使用相同的英特爾7工藝制造，而且它們還與相同的插槽和平臺兼容。因此，幾乎所有英特爾的合作伙伴都可以迅速過渡到第5代至強可擴展處理器的服務器產品。這些新處理器受益于英特爾制造過程的又一年的改進，并采用了一些對固件、封裝和芯片設計進行的調整，以提高性能和效率。

第4代至強處理器的核心數最多為60個，而第5代至強可擴展處理器每個CPU最多有64個核心。這些更新的處理器還配備了一個經過優化的內存控制器，與DDR5內存兼容，運行速度高達5600MT/s。對于目前考慮購買新服務器的IT決策者而言，Emerald Rapids升級的緩存配置可能是最有趣的。在堆棧的頂部，一些第5代至強可擴展處理器型號，采用雙32核心XCC瓷磚，將具有約3倍的LLC（最后一級緩存），總量為320MB。許多數據中心工作負載從靠近處理器核心的大型緩存中獲益良多，因此這次獨立升級可能對英特爾的一些客戶來說非常重要。第5代至強可擴展處理器還配備了速度高達20GT/s的UPI 2.0鏈路，并支持英特爾的信任域擴展，硬件支持的可信執行環境。

第5代至強可擴展處理器的另一個更新是對CXL類型3內存的支持，采用Compute Express Link 1.1。CXL Type 3設備可以通過CXL接口擴展系統的主存。當然，第5代至強可擴展處理器還具有最多12通道本地內存支持（與第4代至強處理器相似）。12通道DDR5內存和CXL Type 3附加設備的組合，可以用于擴展容量或增加帶寬，以實現大型內存數據庫和其他大數據工作負載，或虛擬機擴展。

與基于Sapphire Rapids的第4代至強處理器一樣，第5代至強處理器采用多個瓷磚配置。頂級的“XCC”處理器采用兩個瓷磚芯片（每個瓷磚最多32個核心，總共64個核心）。 “MCC”第5代至強使用單片塊設計，最多32個核心（類似于第4代）。而“EE LCC”至強處理器也采用單片塊設計，最多20個核心。

從Sapphire Rapids上的XCC處理器的四個瓷磚切換到Emerald Rapids上的兩個較大的瓷磚，使緩存大小和功耗效率得以提升。這也導致了一些延遲的改善。當數據穿越瓷磚時，會有性能和延遲影響，而在Emerald Rapids上，這種影響和性能變異被最小化。最大處理器的封裝也相對簡化，并且需要較少的EMIB互連。

切換到XCC第5代至強可擴展處理器上的雙瓷磚改變了對各種集群模式的支持。而第4代至強處理器支持SNC（子NUMA集群）在SNC4、SNC2和Quad模式下，第5代至強支持SNC2或Hemi（半球模式）。開箱即用的默認配置也是不同的。基于單個瓷磚的MCC第5代至強處理器保留對第4代至強處理器相同模式和默認配置的支持。

使用較少的EMIB互連以及對互連頻率的一些調整，一些制造成熟度，以及對新增強的活動空閑模式的支持，使第5代至強處理器在功耗效率方面與第4代處理器相比實現了顯著的改進。在空閑時，功耗可以降低高達100W，而在低服務器利用率期間還有額外的改進。

第5代至強處理器提供的新的優化電源模式可以在利用率低于40%的情況下將每個插槽的功耗降低高達110W。第5代至強處理器對五個不同的Turbo級別具有改進的Turbo比率，最終減少了在使用AVX512或AMX指令時的頻率懲罰。

較低的功耗，結合增加的Turbo頻率、更多的高速緩存和對更快內存的支持，使第5代至強處理器的性能每瓦得到了顯著提高。

我們還應該迅速提到一下Xeon D系列的一些更新。新的Xeon D-1800和Xeon D-2800系列處理器與現有平臺兼容。將推出12個新型號，最大核心數每個CPU增加到22個核心。對于網絡/邊緣應用的低功耗部分，將提供更高的核心數。70W型號的核心數從4個增加到8個，幾乎將這些芯片的計算資源翻倍。這些芯片還增加了對英特爾Speed Select Technology - Turbo Frequency（英特爾SST-TF）的支持，該技術提供了將Turbo頻率的優先級分配給特定核心的能力。Xeon D-1800系列還獲得對雙100Gb以太網連接的支持。

Xeon E-2400系列處理器也進行了一些更新。Xeon D-2400處理器將具有多達8個Raptor Cove核心，最大頻率超過5.5GHz。它們還轉向了一個新的插槽，并采用DDR5內存，支持高達4800MT/s的速度。PCIe通道配置（PCIe 3與PCIe 4）、DMI鏈接數量以及支持的USB 3.2 Gen 2.2端口的最大數量也進行了一些更改。

基于Emerald Rapids的第5代至強處理器的所有變化將導致性能或效率的提高，或者在工作負載方面都有所提升，這取決于具體情況。因此，對于仍在使用舊平臺的客戶來說，這些處理器代表了一次重要的升級。

4代至5代至賽揚處理器，Xeon處理器都配備了一系列加速器，以提高特定工作負載的性能，遠遠超出CPU核心本身的能力。這些加速器的種類包括：

Intel高級矩陣擴展（Intel AMX）

Intel數據流加速器（Intel DSA）

Intel內存分析加速器（Intel IAA）

Intel動態負載平衡器（Intel DLB）

用于vRAN的Intel高級矢量擴展（Intel AVX）

Intel高級矢量擴展512（Intel AVX-512）

Intel QuickAssist技術（Intel QAT）

Intel加密加速

與第4代硅片一樣，英特爾提供其按需服務，允許客戶根據需要擴展處理器的加速器功能。英特爾認為按需服務的靈活性為客戶增添了價值，因為他們無需為可能不使用的加速器支付額外費用，并且可以在以后根據軟件利用加速器的可用性增加功能。然而，這一觀點的反面是客戶可能會擁有系統中處于休眠狀態的強大硅片。

總體而言，英特爾發布了超過30款第5代Xeon SKU，這與上一代相比是一個顯著的減少。在給定型號中可用的加速器取決于芯片的預定段以及它在堆棧中的位置。有了這些，讓我們看看這些新處理器的性能如何...