英特尔最强服务器 CPU 来了！AI 性能直接翻倍

文章来源：英特尔

服务器 CPU 领域持续多年的核心数量大战，被一举终结了！

英特尔最新发布的至强® 6 性能核处理器（P-core 系列），超越了过去单一维度的竞争，通过“升维”，定义了新的游戏规则：

>算力、存力，要全方位提升。不能做到这一点的 CPU，不是智算时代的好 U。

在过去，CPU 升级换代往往要在单个芯片上集成更多的核心，但这难免会受到工艺和芯片尺寸的限制，更别提与 IO 和内存的匹配难题。

这一次，至强® 6 性能核处理器采用了计算芯片单元与 I/O 芯片单元解耦的分离式模块化设计，可以灵活组合不同数量的计算单元，实现核心数量的扩展及内存和 IO 的同步强化，保证更优的整体性能和能效。

用最直观的方式感受一下：

2023 年 12 月 15 日，英特尔数据中心与人工智能集团副总裁陈葆立从裤兜里掏出第五代至强® 可扩展处理器，还只有 64 个核心。

2024 年 9 月 26 日，还是陈葆立，同样从裤兜里掏出至强® 6 性能核处理器，却直接翻倍到 128 核心。

两款处理器外形大小相似，都能轻松放入口袋，但性能却发生了质的飞跃。

具体来说，刚刚登场的是至强® 6 性能核处理器大家族中的先锋+顶级战力——英特尔® 至强® 6900P 系列。

拥有多达 128 个性能核和 504MB 的超大 L3 缓存，更大、更宽的内存支持，更多、更快的 IO 能力。非常适用于各种数据和计算密集型应用任务，比如科学计算、海量数据处理，还有 AI。

看到这里，可能很多人会有疑问：你们又要说用 CPU 跑 AI？是 GPU 它不香了么？

NoNoNo，我们是想说：有了这款 CPU，你的 GPU 或其他的 AI 加速器，会更香！

谈到这个话题，就要先说说 AI 服务器。

在生成式 AI 应用百花齐放的当下，AI 服务器的重要性可谓是不言而喻，无论是对于大规模的训练、推理，亦或是 RAG 等任务，都对其提出了更高的要求。

也正如综合市场预测数据从侧面反应出来的那般：

>AI 服务器市场规模已经达到了 211 亿美元，预计 2025 年达到 317.9 亿美元，2023-2025 年的 CAGR 为 22.7%。

我们都知道 AI 服务器里 GPU 或 AI 加速器很重要，却很容易忽视其中 CPU 的作用。一个真正为 AI 服务器或 AI 数据中心基础设施设计的出色的 CPU，应该是什么样的？

英特尔® 至强® 6 性能核处理器，可以说是给出了一个正解。

外媒甚至评测过后，对英特尔这次的新 CPU 给予了极高的评价：

>不仅仅是 Xeon，更是 XEON。

嗯，用中文来说的话，就是英特尔至强，这次是真的至强（达到最强）了。

那么英特尔® 至强® 6 性能核处理器是如何解锁这种认同的呢？

至强，何以至强

首先要说的是算力。

英特尔® 至强® 6900P 系列产品此次最亮眼的 128 核（三个计算芯片单元），这就是它看似符合此前游戏规则的一大技术亮点。

通过核心数量的不同排列组合方式，至强® 6 性能核处理器可以应对不同的场景来提供不同核心的型号，除了最高 128 核的产品系列（6900P）外，还有最高 86 核（2 个计算芯片单元），最高 48 核（1 个计算芯片单元）和 16 核（1 个计算芯片单元）的产品系列。

用来做这种排列组合的模块中，计算芯片单元采用的是 Intel 3 制程，包含一体式网格、核心、缓存、内存控制器等，可以保证数据传输的一致性。

I/O 芯片单元则是采用 Intel 7 制程 ，包含 UPI、PCIe、CXL 和加速器引擎等。

不同于第五代英特尔® 至强® 产品，至强® 6 是将 I/O 和计算两个单元进行了解耦，不仅易于做核数的扩展，还有利于验证、重复和灵活使用。

除此之外，英特尔® 至强® 6 性能核处理器的亮点还包括：

• 6400 MT/s DDR5

• 8800 MT/s MRDIMM 内存

• 6 条 UPI 2.0 链路；速率高达 24 GT/s

• 96 条 PCIe 5.0/ 64 条 CXL 2.0 通道

• L3 缓存高达 504MB

• 支持 FP16 数据格式的英特尔® AMX

接下来要说的是存力。

至强® 6 性能核处理器超脱此前游戏规则的亮点就藏在其中。

它同时支持了更快的 DDR5 内存（6400MT/s）和更“宽”的 MRDIMM 内存（8800MT/s）。

仅把前者替换成后者，就已经能让科学计算和 AI 场景的多项任务提升 7%-33%不等了。而且相比此前至强® CPU Max 采用的 HBM，MRDIMM 内存的引入，不仅带宽和速度优势更明显，它与 CPU 解耦的型态，也更利于用户的灵活采购、配置与升级。

存力除了内存本身的性能，还包含 CPU 与内存之间的互连技术，至强® 6 导入了最新的 Compute Express Link 2.0 (CXL 2.0) 。

CXL 2.0 支持多种设备类型，且可向后兼容，实现对内存和存储设备的灵活扩展。

支持链路分叉、更强的 CXL 内存分层支持，以及以受控热插拔的方式添加/移除设备，为未来的数据中心架构带来了更多可能性。

更值得一提的是至强® 6 独占的“Flat”内存模式，CXL 内存和 DRAM 内存被视为单一的内存层，让操作系统可以直接访问这一统一的内存地址空间。

这样的分层管理可以确保最大限度地提升内存使用效率，并且实现利用好 CXL 内存扩展而无需修改软件。

如此这般能对内存速度、带宽、容量和可扩展性全面兼顾，已经形成了至强® 6 性能核处理器独树一帜的竞争力。

具体到服务器设计上，CLX2.0 可以支持每机提供 8TB 内存容量扩展，同时提供 384GB/s 的内存带宽扩展。

当然，作为 CPU 的至强® 6 性能核处理器并没有忘记自己的本份，把存力与算力的硬指标优势结合起来，转化成真正的优势，才是它被看好的底气。

在算力方面，除了更多内核，它还有内置加速器与指令集更新带来的加成。

主攻 AI 加速的英特尔® 高级矩阵扩展（Intel® AMX） 新增对 FP16 数据类型的支持，现已全面覆盖 int8、BF16 和 FP16 数据类型。

其在每个内核中的矩阵乘加（MAC）运算速度可达 2048 FLOPS（int8） 和 1024 FLOPS（BF16/FP16），能大幅提升 AI 推理和训练性能。

英特尔® 高级矢量扩展 512（AVX-512）虽然是员老将了，但在得到如此丰沛的内核资源支持后，也依然是科学计算、数据库和 AI 任务中的矢量计算担当。

这些加速器的升级与焕新带来的成果就是下图这种多负载性能表现普遍倍增的现象，在 AI 领域，尤其是在 Llama2-7B 上的提升直接达到了前一代产品的 3.08 倍。

最后在硬件增强的安全特性方面，英特尔早期的方案为 SGX，但从第五代至强® 开始新增了 TDX 方案。这些看似难以通过 Benchmark 数值来证明自身价值的技术，实则不可或缺，是确保关键数据和应用更为安全可靠的压舱石。

而安全，恰恰是目前 AI 数据中心或智算中心这种涉及海量数据、关系万千机密和隐私的环境中较少提及，却最应补足和巩固的一环。

说了这么多，如果要用一句话总结至强® 6 性能核处理器，尤其是 6900P 系列产品的定位，那就是“更强通用计算，兼顾 AI 加速”了。

那么新处理器具体都有哪些用法，表现又如何呢？

还请继续往下看。

全能型 CPU：加速 AI 推理，统领异构计算

首先，至强® 6 性能核处理器可以做“独行侠”，直接加速 AI 推理，助力 AI 应用普及。

用 CPU 做 AI 推理加速，其意义并非在于与 GPU 或其他专用加速器竞争极致的速度或效率，而是要在一些成本、采购、环境等条件受限的情况下，借助 CPU 部署更广泛、人才储备更扎实和应用更便捷的优势，让 AI 能够更快、更有效地落地。

带着这样的整体目标，英特尔在软件生态和工作负载优化方面投入了大量精力，以确保用户能够充分发挥至强® 6 性能核处理器的潜力。

例如，英特尔与 TensorFlow 和 PyTorch 等主流深度学习框架进行深度合作，将针对英特尔 CPU 的优化集成到官方发行版中，从而使得在英特尔 CPU 上运行深度学习模型时，性能得到显著提升。上文提到的 Llama2-7B 成绩便是这些努力的成果之一。

另外，至强® 6 性能核处理器还可以做“指挥官”，强化 AI 系统整体实力。

这其实是很多用户更为熟悉，也是至强® 6 性能核处理器更主打的应用方式，所谓“指挥官”，另一个名称就是机头（head- node）CPU 或主控 CPU。

如果将至强® 6 性能核处理器用作 AI 服务器的机头 CPU，那么其在算力（更强的单线程性能）、存力（对 MRDIMM 内存和 CXL 内存扩展能力的支持）以及 I/O（更多的 PCIe 5.0 通道）等方面的优势和潜能就能更加充分地发挥和释放出来。

使其能够与 GPU 或专用的 AI 加速器高效协作，出色地处理数据预处理、数据传输分享和混合工作负载。

我们最初的设问，至此终于拼凑出了一个更为完整的答案，即为何至强® 6 性能核处理器能够被称作 AI 服务器或 AI 数据中心的“严选”，甚至是优选 CPU ？

这正是由于它既能够单枪匹马地加速 AI 推理，又可以居中协调以提升异构系统的整体性能输出。

更不必说，它还能够兼顾众多传统但同样不可或缺的应用负载，例如前文提及的科学计算和数据库，以及高性能云基础设施构建等任务。

以 Flatiron Institute 的案例来说，作为一家科研机构，他们对科学计算有着强烈的需求。通过测试得知，至强® 6 性能核处理器在常见科学计算负载上表现优异。

他们还觉得对 MR DIMM 内存的支持将进一步突破传统 DDR 内存的性能瓶颈，推动数据密集型科学发现。

在本次至强® 6 性能核处理器的发布会上，英特尔也展示了本地数据库软件合作伙伴——科蓝软件的成果。

英特尔市场营销集团副总裁，中国区 &行业解决方案和数据中心销售部总经理梁雅莉在介绍生态系统支持状况时表示：

>基于我们的新品，科蓝软件构建了高性能国产分布式数据库，其吞吐较第五代至强® 可扩展处理器提升达到 198%。

值得一提的是，在她分享中出现的中国合作伙伴数量众多且都是各领域的核心力量，英特尔虽然在产品研发上有了更多创新，但在商业模式上仍然非常依赖开放架构平台之上的产业合力。

十数家 OEM、ODM、OSV 和 ISV 在至强® 6 性能核处理器发布时同步推出新产品，以及多家云服务提供商的支持，在英特尔看来，才是新品真正走近用户和价值放大的基础。

建好 AI 服务器，CPU 不能是短板

从前面列举的众多数据和用例可以看出，在当前 AI 应用加速落地、新推理计算范式和合成数据等趋势的推动下，AI 算力需求越来越注重推理和复合工作负载。

在这之中 GPU 或专用加速器固然重要，但 CPU 作为整个系统的“指挥官”，绝不能成为短板。

大家需要真正兼顾通用计算，以及 AI 服务器及 AI 数据中心场景的 CPU 产品。它不仅能支持广泛的第三方 GPU 及 AI 加速器，与它们组合形成强大的异构计算平台，还能在其中补足 GPU 或专用加速器覆盖不到或不足的地方，为更多样和复杂的场景提供灵活的算力选择，并增强整个 AI 平台的稳定性、安全性和扩展性。

英特尔® 至强® 6 性能核处理器的出现，就为 AI 计算带来了这样一个全新的支点。