2023年，英特爾的數字化使命，不只是 AI

作者丨魯冬雪

編輯 | 陳彩嫻

企業數字化來勢洶洶，建設數字化所需的計算力、資料等智慧技術的基礎設施常被忽略。

然而，當降本增效成為企業發展的指導方針之一，數字化專案落地所涉及的方方面面也已經不容小覷。驅動演算法與模型的資料與算力，也成為實現“降本增效”的重要手段。

例如，假設一個供應給終端硬體的視覺演算法的交付時長是六個月，演算法訓練與調優原為2個月，企業調配2個演算法工程師，一個演算法工程師的年薪為100萬，如果演算法的訓練速度可以提升10倍，那麼對企業所產生的直接影響就是四個字：真金白銀！

當然，這是計算服務商一直在努力的目標。但，在PyTorch上將 AI 演算法的實時推理速度提升10倍，有可能嗎？

英特爾做到了。

在 1 月 11 日舉辦的第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器新品釋出會上，英特爾正式推出第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器、英特爾® 至強® CPU Max 系列以及英特爾® 資料中心 GPU Max 系列。

第四代至強不僅實現了 AI 推理的加速，還推動了資料中心的效能、能效和安全性的大幅躍升，為為 AI、雲、網路、邊緣和全球領先的超級計算機帶來全新功能。

在與英偉達博弈多年後，英特爾另闢蹊徑，投向幫助企業邁向數字化的羅馬大道上，致力於完善計算、資料等基礎設施，成為給數字化大道打地基、鋪水泥路的人。

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“提速”是更強勁算力的基本盤

隨著企業數字化轉型進入深水區，企業內部多雲、邊緣計算、人工智慧技術的應用逐漸成為常態，在降本增效與追求低碳的雙重目標下，企業越來越注重投入產出比，需要價效比更高的算力解決方案。

然而我們都知道，CPU 是提供算力的核心硬體之一，僅堆疊 CPU 核心數量，只能加強基礎算力，而內建加速則能更高效的針對具體應用進行效能提升。當面對當下全新的企業算力需求時，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器應運而生，為人工智慧、資料分析、儲存和科學計算中增長最快的工作負載提供效能加速。

第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器採用 Intel 7 製程工藝製造，具有全新的晶片架構。透過整合高效能核、更多核心數量、業內高需求的資料中心工作負載的相關加速器，以及業界領先的 DDR5、CXL1。1、PCIe 5。0，讓加速無所不在。

此外，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器支援的技術還可以隨著工作負載要求的變化進行擴充套件和調整：

進一步提升網路、儲存和計算效能，同時透過將繁重的任務解除安裝到英特爾® Infrastructure Processing Unit（英特爾® IPU）來提高 CPU 利用率；

透過英特爾® UPI 2。0 提高多插槽頻寬（高達每秒 16 千兆次傳輸 ［GT/s］）；

使用英特爾® Speed Select Technology（英特爾® SST）配置 CPU 以滿足特定工作負載需求；

增加三級快取共享 （LLC）（所有核心共享多達 100 MB LLC）；

透過硬體增強的安全性；

藉助英特爾® Virtual RAID on CPU（英特爾® VROC）消除對單獨 RAID 卡的需求。

值得一提的是，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器內建眾多加速器，能夠高效應對人工智慧、資料分析、網路、儲存和其他高需求的工作負載，可以在不斷變化且要求日益增高的資料中心使用中提供可觀的計算效能，並對工作負載進行最佳化。與前一代相比，其可將目標工作負載的平均每瓦效能提升 2。9 倍，在對工作負載效能影響最小化的情況下，透過最佳化電源模式可為每個 CPU 節能高達 70 瓦，並降低 52% 到 66% 的總體擁有成本（TCO），這無疑代表了業界在資料中心平臺上的又一大進步。

無處不在的加速體驗來自第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器提供的七大算力神器：

英特爾® 高階矩陣擴充套件（英特爾® AMX）：可大幅提高深度學習訓練和推理效能，效能可提升至 10 倍，非常適合自然語言處理、推薦系統和影象識別等工作負載。

英特爾® 動態負載均衡器（英特爾® DLB）：實現了在多個 CPU 核心 / 執行緒上高效地分配網路處理，根據系統負載的變化而動態地在多個 CPU 核心上分配網路資料以進行處理，並能夠還原在多個 CPU 核心上同時處理網路資料包的順序，顯著提升網路工作負載的系統級處理效能，時延降低 96%。

英特爾® 資料流加速器（英特爾® DSA）：專為解除安裝常見的、會導致資料中心規模部署開銷的資料移動任務所設計，能夠幫助加速 CPU、記憶體和快取，以及所有附加的記憶體、儲存和網路裝置之間的資料移動，可將儲存、網路和資料密集型工作負載的效能提升至 1。7 倍。

英特爾® 存內分析加速器（英特爾® IAA）：可在提高查詢吞吐量的同時減少記憶體佔用，非常適合記憶體資料庫、開源資料庫以及 RocksDB 和 ClickHouse 等資料儲存工作，效能可提升至 3 倍。

英特爾® 資料保護與壓縮加速技術（英特爾® QAT）：作為內建加速器，其可透過解除安裝加密、解密和壓縮釋放處理器核心，從而讓系統能夠支援更多客戶端執行或實現降低能耗的目的。得益於英特爾® QAT 加速器，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器已成為為單一資料流壓縮並加密資料效能最高的 CPU。

英特爾® 安全技術：透過英特爾® 軟體防護擴充套件（英特爾® SGX）和英特爾® 全記憶體機密技術（英特爾® TME）對工作負載進行保護；藉助英特爾® 密碼操作硬體加速（英特爾® Crypto Acceleration）加速加密運算；利用英特爾® 記憶體故障管理技術（英特爾® MRT）實現預測性安全保護；並透過英特爾® 平臺韌體彈性技術（英特爾® PFR）完成平臺安全啟動。

英特爾® 至強® CPU Max 系列：整合高頻寬記憶體，能夠在無需變更程式碼的情況下為科學計算工作負載加速。

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加速器“加持”

適配更多業務場景

除了速度要快，處理器還需要適配更多的業務場景。無論對於企業還是開發者，處理器在業務場景下的實用性和普適性至關重要。

在第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器新品釋出會上，英特爾對人工智慧、資料分析、網路與儲存等工作負載展開分享，給了我們許多思考，也讓我們看到了其在算力處理和應用場景中的探索與突破。

在 AI 方面，與前一代相比，透過內建英特爾® AMX，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器將 PyTorch 實時推理和訓練效能提升了 10 倍，並將廣泛的 AI 工作負載的推理和訓練效能提升到新的高度。而英特爾® 至強® CPU Max 系列在這些功能的基礎上，針對自然語言處理進行了擴充套件，將大型語言模型的處理速度提升多達 20 倍。

同時，藉助英特爾的 AI 軟體套件，開發者可以使用自己選擇的 AI 工具，提高生產力並加快 AI 開發速度。該套件可以從工作站進行移植，使其可以在雲中擴充套件，並一直擴充套件到邊緣。同時，該套件已經針對 400 多個機器學習和深度學習 AI 模型進行了驗證，涵蓋所有商業細分領域最常見的 AI 應用場景。

而在網路應用方面，第四代英特爾® 至強® 包含一系列針對高效能、低時延網路和邊緣工作負載進行了特別最佳化的處理器產品。對於如今電信、零售、製造和智慧城市等行業正在推動更加軟體定義的未來，這些處理器將發揮關鍵性基石作用。

對於 5G 核心工作負載，內建加速器有助於提高吞吐量和降低時延，而電源管理的升級則提高了平臺的響應能力和能效。此外，與前幾代相比，第四代英特爾® 至強® 在不增加功耗的情況下提供多達兩倍的虛擬無線接入網（vRAN）容量。這使通訊服務提供商能夠將每瓦效能提高一倍，滿足其關鍵的效能、擴充套件和能效需求。

在資料中心領域，除了對效能的極致追求，安全和演算法隱私保護也亟需強化。隨著資料向雲端遷移，人工智慧，機器學習，多方參與，協同工作等場景的出現，對去中心化資料，演算法保護的需求趨勢更加顯著，必須提供切實、有效且可以落地的平臺安全能力，才能契合各行各業客戶對安全解決方案的需求。第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器能夠幫助實現零信任安全策略，透過先進的硬體安全技術為業務部署和風險洞察提供新的解決方案，相應的技術包括英特爾® SGX、英特爾® TME、演算法硬體加速等為客戶提供全方位的安全防護。

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面向未來資料中心的處理器

解決雲上難題是“剛需”

目前，在雲計算市場快速發展的同時，雲服務正走向細分和深化，整個產業在技術、應用、管理等方面呈現出新的發展特點。比如隨著傳統行業、政企行業對雲需求的高增長，以及更多的企業選擇深度用雲而不是簡單遷移上雲，其不僅帶來了更多雲基礎資源和雲平臺產品的消耗，對安全、效能以及時延等提出了更高要求，也讓雲原生、分散式儲存、專有云、混合雲、雲安全、算力服務等成為目前備受關注的領域，驅動著雲服務廠商加大對雲產品價效比、安全、技術最佳化等的投資，促進雲服務進入提質增效新階段。

隨著雲遷移在整個企業推進，雲服務環境的情況變得愈加複雜。由行業最佳實踐驅動的同步化業務與技術策略，可以提升由雲優先運營帶來的靈活性、成本效益和其他優勢。企業需要提升效率，提高服務水平的可預測性，同時加速創新，更好地支援業務決策。英特爾® 至強® 可擴充套件處理器持續針對雲計算應用領域進行軟硬體最佳化，一直具有高效、靈活、可靠的優勢。第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器透過眾多內建加速器和軟體最佳化，在雲上工作負載效能的表現上顯得更加強悍。

在雲原生方向，目前微服務依舊是大多企業內部轉型的主要推動因素，尤其是在超大規模的平臺或者是邊緣雲中，當下企業的需求是在跨雲環境中無縫運營，確保應用在大規模環境下執行得更好、更快。像服務質量、基礎設施開銷和可觀測性等都是目前企業在微服務方面一直持續迭代的問題，想要解決這個問題，一定要分別從雲硬體和軟體兩個方面進行最佳化。

英特爾同樣關注到了這些挑戰，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器內建的加速器可以加速雲平臺間和雲平臺內的資料移動，有效保證服務質量、基礎設施開銷和資料、流程可觀察性的運營目標。開發人員能夠透過英特爾® DLB 獲得硬體輔助佇列，幫助實現每秒數百萬個傳入請求的負載均衡；透過英特爾® QAT 的加密加速實現快速分散式網路通訊；以及透過英特爾® DSA）加速資料傳輸。

同時，在與英特爾其他資料中心技術配合使用時，在微服務方面會有更好的表現。如配置英特爾® 基礎設施處理單元（英特爾® IPU），釋放出更多 CPU 核心資源，提高應用效能，最佳化資料中心的整體利用率。還可配置英特爾® 乙太網 800 系列網路介面卡，為優先順序高的應用、資料包處理和時延敏感型工作負載加速。

從雲計算、新媒體、音影片、雲遊戲到移動 App，目前發展迅猛的多元雲上應用都離不開資料庫。從傳統關係型資料庫到雲資料庫，資料庫一直在不斷演進。與此同時，它也發揮著越來越重要的作用。一方面，資料庫作為 IT 基礎設施的關鍵一環，對企業業務的發展起著支撐作用；另一方面，數字化在經濟社會中不斷深入，資料成為核心要素，圍繞資料的生產、儲存和消費均依賴資料庫。如何提升資料庫效能，也成為了雲上應用的重要探索。

為了達到更高的速度和容量水平，最佳化資料庫效能，平衡 TCO，同時滿足適合 CRM 系統和其他關鍵業務型資料庫，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器透過配備英特爾® IAA， 能夠在提升效能、降低時延的同時，減少所需的 CPU 核心資源，與上一代產品相比，可將 RocksDB 效能提升高達 3 倍；將 ClickHouse DB 的效能提升高達 59%。同時，還可以透過配置英特爾® 傲騰™ 持久記憶體，提高每節點的資料庫例項密度，以類似的系統構建成本獲得更多可用記憶體。

安全也是雲計算的重中之重。靜態資料或傳輸中的資料需要保護，而使用中的資料同樣需要保護。透過第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器，英特爾提供資料中心晶片行業廣泛的機密計算產品組合，同時保護敏感資料和受到法律法規嚴格保護的資料。作為為資料中心計算提供應用隔離的晶片廠商，英特爾憑藉英特爾® SGX，在私有云、公有云和從雲到端的環境中，為使用中的資料提供硬體加密，以實現更小的攻擊面，並利用雲計算的成本節約優勢和可擴充套件性，輕鬆完成擴充套件，從而在分散式網路中執行大型應用或資料庫，同時更好地確保雲環境的安全及資料合規。

此外，作為英特爾全新的虛擬機器隔離技術，英特爾® Trust Domain Extensions（英特爾® TDX）非常適合把現有應用移植到機密環境，該特性將在微軟 Azure、阿里雲、谷歌雲和 IBM 雲中首發。

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從處理器看未來資料中心的

可持續發展  

2021 年，工信部發布《新型資料中心發展三年行動計劃 （2021-2023 年）》，該計劃首次提出算力指標，旨在引導資料中心從粗放的機架規模增長向提升算力的高質量發展演進，更好推動資料中心的質量變革與效率變革。

未來一年將是新型資料中心落地成果驗收的關鍵一年，算力提升效果及其在各產業的落地，對企業深度上雲用雲以及重點領域的數字化轉型的推動效果都將成為重要指標。在此背景下，資料中心將繼續朝著靈活敏捷、高效能、高安全、高穩定性、出色的使用者體驗等方面轉型，並幫助企業適配更多場景的負載要求，並透過綠色算力幫助企業達成可持續發展的目標。

另外，相關機構預測，到 2035 年，5G、網際網路、人工智慧將為全球經濟帶來 40 萬億美元增長，算力是其背後重要的資源依託和基礎設施。在全球碳達峰、碳中和的戰略背景下，“如何提高效率、降低能耗”是一個宏大的命題，這也為透過科技創新支援綠色低碳發展的廠商提出了高要求。

作為迄今為止英特爾釋出的最具可持續性的資料中心處理器，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器在幫助企業實現可持續發展和減排目標方面邁出了重大一步。除了有助於為特定工作負載提高每瓦效能的內建加速器，它還擁有一系列管理電源和效能的功能，並在製造過程中使用了 90% 以上的可再生電力。

相比於增加 CPU 核心，內建加速器對於提高工作負載的效能來說是一種更為高效的方式。透過內建眾多加速器，能夠提供平臺級的功率節省，並緩解對額外獨立加速方面的需求，幫助客戶實現可持續發展目標。此外，第四代英特爾® 至強® 可擴充套件處理器新的最佳化電源模式可以為某些工作負載帶來高達 20% 的插槽節能，而對效能的影響僅有不到 5%。風冷和液冷的創新進一步降低了資料中心的總能耗。

此外，英特爾透過英特爾® On Demand 啟用模式，支援使用者在現場和生產中啟用 CPU 中額外的內建加速器和功能，在原始 SKU 的基本配置之上就可以完成升級，企業可以靈活地改造或者升級 CPU 來支援新的工作負載，挖掘更大價值，這大大提高了企業投入產出比。

不難看出，英特爾將持續與客戶及產業夥伴密切合作，基於全新的第四代英特爾® 至強® 可擴充套件平臺，大規模提供差異化解決方案和系統，助力客戶解決算力挑戰，共同實現可持續發展。

面向未來的晶片廠商，應該以結果為導向，秉持工作負載至上的策略，針對特定工作負載高度最佳化軟體，為不同工作負載和需求匹配對應的功耗和效能，並實現理想的總體擁有成本。而英特爾，無疑已經透過全新的第四代英特爾至強可擴充套件處理器，給出了完美的答案。

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