以數據為中心英特爾企業級新品打出“組合拳”

張平

如果說面向玩家的產品代表了技術應用在速度和功能的一面，那么企業級產品就代表了技術應用在專業領域和特殊要求的另一面。一般來說，企業級產品由于需求特性和市場對象的特殊性，和普通玩家級產品存在很大差異，因此各個廠商都將其和玩家產品分開，形成完全不同但技術相互滲透的兩個產品大類。不久之前，英特爾召開了旗下企業級產品的新品峰會，推出了大量有特色的產品。這些產品雖然和普通玩家相距甚遠，但是其技術特性和產品設定卻有一定的獨特性。今天我們就一起來拓展視野，了解一下這些新品的技術和特性。

2019年4月2日，英特爾召開了企業級產品峰會。在這次會議上，英特爾公布了一些新品和未來—段時間產品發展的路線圖，將產品重點瞄準了處理器、加速器、網絡產品和邊緣計算等行業。本文將帶來英特爾峰會上的一系列新品介紹。

Cascade Lake：英特爾面向企業級計算和服務器市場的新處理器

Cascade Lake是英特爾新發布的第二代可擴展Xeon至強服務器處理器的產品代號，在產品發布后，包括戴爾、惠普、聯想、超微、QCT等OEM廠商都宣布即將使用第二代Xeon打造全新的系統。

從架構上來看，英特爾新一代Cascade Lake并沒有什么改動，整體架構依舊基于14nm的Skylake-SP架構，但是在功能特性上，英特爾做出了大量的調整，以應對司能到來的AMD7nm zen 2架構相關服務器產品的挑戰。另外，在有關安全性、擴展能力方面，Cascade Lake做出了很多改進。包括之前爆發的高危級別漏洞Spectre和Meltdown的修復、內存大幅度提升擴展能力至最高1.5TB、支持做騰系列產品、支持更強大的矢量計算、支持更高的頻率等。另外英特爾還特別提到了新的至強處理器內置了英特爾DLBoost機器學習加速，推理性能提升了1.4倍，并且有OpenVINO優化。在下一頁的表格中簡要展示了兩代處理器的差異。

從產品角度來看，新一代產品包含鉑金、金牌、銀牌和銅牌四大類，總計59款型號。除了鉑金9200系列外，其他產品都可以看做上代產品的升級版。上代的旗艦系列是鉑金8180，28核心56線程，主頻2.5GHz～3.8GHz，支持6通道DDR4-2666內存，最大容量768G B，TDP 205W，價格達到了一萬美元。相比之下，新一代旗艦產品鉑金9282核心數量翻倍至56核心，112線程，主頻進一步提高至2.6-3.8GHz，三級緩存高達77MB，支持12通道DDR4-2933、最大1.5TB內存，熱設計功耗高達400W。

需要注意的是，由于英特爾并沒有在核心架構、工藝上作出改進，因此新的Cascade Lake的核心數量翻倍來自于英特爾在一個CPU基板上封裝了28個28核心的處理器，也就是傳說中的“膠水”方式。因此，這兩個核心分別擁有自己獨立的內存控制器、PCI-E總線控制器等，在某種意義上可以看做英特爾利用一個插槽實現了“雙路”系統，核心之間的數據傳輸通過4路uPI總線完成，速度是10.4GTs。英特爾這樣做的原因，極有可能是考慮到AMD的zen 2架構即將迎來64核心的處理器產品，如果自家旗下只有最多28核心的處理器的話，顯而易見將會被AMD占盡優勢，因此在Cascade Lake上采用的雙芯片封裝的方式實現更多核心也屬于無奈之舉。這個系列被英特爾稱為Xeon鉑金9200AP，其核心數量為56-32個，功耗從400W-250W不等。新的鉑金9200AP系列不再采用LGA獨立封裝，而是改成了BGA封裝，只供應OEM廠商。這可能是考慮到其功耗和散熱控制的問題，OEM廠商采用對應的整套方案會在穩定性和耐久性上更勝一籌。

除了最高端的鉑金9200AP系列外，新的Cascade Lake至強還包括鉑金8200、金牌6200/5200、銀牌4200、銅牌3200等系列，這些產品最多只有28個核心，和上代產品規格近似，在頻率和功耗、擴展性能上有一定升級。限于篇幅，本文不再贅述。

最后還有一些特殊的規格標記需要提及。在新一代產品中，由于支持了傲騰內存，因此英特爾加入了一些特別的字符用于區別不同型號的處理器。目前已知的包括：M代表中等傲騰內存支持，也就是最大2.0TB;L表示支持最大4.5TB做騰內存;N表示網絡或者NFV專業化;V表示優化虛擬機應用;T表示在功耗和熱量上有所優化;s表示搜索速度優化;最特殊的是Y，表示具有額外的電源監控工具，以及允許將應用程序固定在某些核心之心，這些核心可能在頻率方面會更有優勢等，此外還可能擁有三種不同的OEM制定的基本和Tubr0頻率設置等。

除了處理器之外，英特爾在做騰相關產品上也有進一步的說明。目前做騰系列產品有兩種不同的類型，一種是用于存儲市場的傲騰存儲設備，被稱作Optane Storage;另一種被稱作Optane DIMM，也就是做騰采用內存設備規格的產品。目前英特爾的重點放在了內存模塊外形的做騰產品中，這類做騰產品采用的是DDR4-T標準，專注于企業級市場。

做騰DIMM名為Optane DCPersi stent Memory，本文簡稱傲騰DCPMM，這款產品采用了DDR4內存的外形設計，可以與Cascade Lake處理器搭配使用，其最主要的特性就是極高的存儲密度，能夠在單個系統中實現大容量內存，雙插槽平臺可以高達6TB。做騰DCPMM的速度比普通的DDR4 DRAM內存稍慢，但是其極高的存儲密度抵消了其速度的不利影響。英特爾目前給出了三種不同大小的做騰DCPMM，其容量分別為128GB、256GB和512GB。從使用中來看，做騰并不會徹底取代DDR4內存，因為系統中至少需要一個標準DDR4模塊才能夠正常工作，但是這意味著客戶可以使用128GB的DDR4內存搭配512GB的做騰DCPMM配對，實現總計768GB的內存容量，這要比傳統的256GB DDR4內存搭配NVMe的存儲要好太多了。

在工作方式上，做騰DCPMM有兩種模式，—種被稱為Memory Mode，另一種是APP Driect。

Memeory Mode是指將做騰DCPMM看做DRAM，以內存方式運行。在這種情況下，系統將向做騰DCPMM給出大量的DRAM分配，使用做騰DCPMM作為主存儲器，DDR4作為緩;中器。如果緩沖區數據包含直接需要的數據，那么將啟用標準的DRAM快速度/寫功能，而如果數據在做騰中則會相對慢一些。值得注意的是在這種模式下，數據是易失性的，由于DRAM緩沖的存在，數據斷電即消失。

在APP Driect模式中，應用程序可以直接連接到內存部分，選擇直接載入（Driect load）或者內存存儲（StoreMemory）模式，根據需要判斷哪些數據適合在DRAM上存放，哪些適合在做騰DCPMM中。一般來說，對延遲敏感且不需要長時間存儲的數據可以交由DRAM負責，另外大部分數據則交給做騰DCPMM，包括內存數據庫、內存分析框架等都適合APP Driect。在這種模式下，數據是非易失性存放的，即使斷電也不會影響到數據的安全性，可以快速重啟系統，充分使用了做騰DCPMM的非易失性特性。這種模式需要軟件和操作系統的充分配合，目前已經有很多軟件廠商宣布針對做騰進行優化。

性能方面，人們對做騰DCPMM的質疑在于其是否有足夠短的讀，寫周期來充當DRAM，因為同樣的技術也被用于相關存儲設備。英特爾保證每個做騰DCPMM模塊將至少使用3年，即使在整個使用周期中以最高密度的方式進行讀寫。從性能方面來看，傲騰DCPMM在最差的情況下，也就是大規模隨機數據讀取的請求來臨時，延遲大約在數百納秒左右，相比內存的100ns左右還是差了不少，但是相對NAN D的幾十到幾百微秒級別而言，還是有百倍以上的優勢。

目前英特爾傲騰DCPMM的售價尚未正式公布，官方說法是不同大小的模塊沒有特定的官方推薦價格，價格可能取決于用戶最終購買多少產品以及如何和英特爾一起進行優化配置。目前已經有一些廠商宣布將采用做騰DCPMM配置系統。尤其是在英特爾宣布了第二代xeon可擴展處理器支持做騰DCPMM之后，很多廠商對此頗為有意。值得注意的是，并非所有的第二代xeon可擴展處理器都能夠支持傲騰DCPMM，根據英特爾資料，只有Xeon Platinum 8200系列、XeonGold 6200系列、Xeon Gold 5200系列和Xeon Silver 4215支持傲騰DCPMM，頂級的Xeon Platinum 9200系列反而不支持，令人疑惑。

FPGA、網絡控制器和邊緣計算：英特爾全面開花

處理器和傲騰相關產品外，英特爾在發布會上還展示了全新的FPGA產品、新的100GbE網絡控制器和邊緣計算器等產品。

FPGA市場目前發展速度也非常迅速。英特爾在2015年收購了FPGA的第一大企業Altera，希望后者的FPGA產品能夠和英特爾的處理器形成協同加速效應。在4年后，首款完全在英特爾旗下開發并且使用英特爾工藝制造的FPGA產品終于發布，這就是Agilex FPGA。Agilex FPGA主要是用于加速和實現配置方案的組合，不僅包括核心門陣列，還包括通過英特爾嵌入式多芯片互聯橋接技術實現額外的芯片組擴展等。這些可以用于和FPGA配置橋接的芯片可以是定制的IP、PCIe 5.0、HBM、112G收發器等不同的設備，甚至還可以搭配英特爾新的Compute eXpress Link緩存一致性架構。英特爾還在推廣其高達40TFLOPS的DSP性能，并正在推廣混合精密機器學習相關的應用，并對bfloatl6、INT2到INT8提供強化支持。這款產品的首批1Onm工藝下的樣品將在第三季度上市，配合客戶進行驗證工作。

在網絡設備方面，英特爾也有自己的獨到之處，幾年前英特爾就推出了初代100GbE的網卡，被稱為Omnipath。現在英特爾又推出了第二代100GbE網卡，產品名稱為ColumbiabUle，被劃分為英特爾800系列網絡設備。新的產品加入了一些新的技術，包括用于進行硬件加速優先級相關功能的ADQ應用程序設計隊列、可在數據包發送中實現編程的DDP動態設備個性化等。第二代100GbE網卡將在也將在第三季度上市。

邊緣計算則是近年來興起的新產業。所謂邊緣，是相對于云端這種遠端計算而言的，邊緣計算要么在數據的收集端，要么在數據的應用端，提供就近的計算服務。英特爾專注于邊緣計算的產品是xeon D系列，這個處理器涵蓋了加速網絡、加密計算的高效計算（xeon D-1500）以及加速網絡和加密的高吞吐計算（xeon D-2100）兩種業態。前者架構是Broadwell，后者是Skylake。英特爾新款的Xeon D-1600是D-1500的后續產品，真正的單芯片方案，雖然工藝和D-1500相同（14nm工藝），但是依靠架構和特性改進，還是帶來了新的頻率提升和功能加強，應該能夠得到不少用戶的青睞。

總的來看，英特爾面向企業級的新品重點還是處理器和傲騰存儲設備，畢竟這兩款產品是英特爾多年以來的立身之本，新的處理器規模、特性和性能相比上代產品都更為出色，搭配做騰DCPMM使用則堪稱如虎添翼，尤其是傲騰DCPMM還提供了兩種獨特的工作模式。其他的產品包括FPGA、100GbE網卡和邊緣計算等產品也頗有新意，但是這類產品和普通用戶距離過遠，其競爭和新品發布速度也沒有那么快，因此整體曝光度就顯得小了很多。從整個市場來看，2019年有可能是英特爾近年來面臨最慘烈競爭的—年，尤其是AMD在企業級產品上的發力，將會給英特爾帶來巨大的壓力。因此英特爾的本次發布，頗有搶先出招，觀望市場的態勢，希望在接下來的競爭中，會有更精彩、更吸引人的新品出現。