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英特爾調整新一代 Xeon 伺服器平台到底是為了什麼事?

科技新報
更新於 2020年04月27日16:23 • 發布於 2020年04月28日08:00

1998 年 6 月 29 日正式誕生的英特爾(Intel)「Xeon」處理器品牌,因代表高利潤伺服器與工作站產品線,靠著 20 世紀末期網際網路時代到來,以及 21 世紀初期雲端資料中心成長,成為英特爾最主要的現金母牛與獲利來源,且幾乎不受外在環境影響,包含肆虐全球的武漢肺炎。

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這 20 年來,即使英特爾處於低潮,如 NetBurst 魂斷 10GHz 時脈大夢、進軍行動運算市場慘遭滑鐵盧、14 奈米製程「擠牙膏」擠到產品大缺貨,但標上 Xeon 的英特爾處理器,依舊挹注源源不絕的豐沛營收。講白一點,英特爾再怎麼不務正業、胡搞瞎搞、發動 x86 義和團之亂、桌機被 AMD 打個滿頭包,資料中心和伺服器業務相關的事業群,依然讓英特爾繼續發大財。

AMD K8 在 2003 年侵入伺服器市場,能對英特爾造成空前絕後的巨大威脅,也是因為 Opteron 這個品牌,挾著以 64 位元 x86 指令集為首的眾多技術優勢,曾經一度和 Xeon 平起平坐,讓 AMD 首嘗伺服器市場的甜頭。截至目前,從 2017 年開始讓 AMD「重返榮耀」的 EPYC,也尚未重回 Opteron 在 2003~2009 年的美好榮景,怎麼看都差得遠了。

但關於英特爾的新世代 Xeon 處理器,今年初卻傳出不太妙的謠傳:接替現有 Purley 平台的新一代雙 Xeon 處理器平台「Whitley」,前期採用的第四代 14 奈米製程(意思就是擠了 3 次牙膏)Cooper Lake-SP 處理器,驚傳遭取消。

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乍看之下,這是英特爾「知恥近乎勇」直接邁向第二代 10 奈米製程的勇敢決定,但這事情並不單純,一個弄不好,足以撼動支撐英特爾 20 年的地基。

Google 提出的 Bfloat16(BF16,Brain Floating Point)浮點格式,是近來深度學習應用新寵,讓眾多晶片廠商趨之若騖,魅力無法擋。

BF16 介於半精度 FP16 與全精度 FP32,指數(Exponent)和 FP32 相同,保留近似的動態範圍,但小數(Fraction)部分較少,能讓開發者在 16 位元的空間內,透過降低精度獲取更大數值空間,並能降低浮點運算器的電路複雜度(浮點乘法器的尺寸,會隨著小數寬度的平方而增加),大幅節省晶片面積,或在相同的晶片面積內,塞入更多浮點運算器,提升運算速度。

所以英特爾 2019 年 6 月首次公開披露 Cooper Lake 和 Ice Lake 的 AVX-512 新增指令時,就引發「在 14 奈米末代伺服器處理器支援 BF16,然後又在 10 奈米世代砍掉」的質疑。

更何況,英特爾在 2018 年 7 月宣布中止 Xeon Phi 產品線後,就缺乏對應 BF16 的標準處理器產品,這背後一定暗藏重大的策略考量,例如某個極為重要的客戶(或許英特爾原本就當成 Xeon Phi 7200「Knights Mill」系列的首選目標),急著要在深度學習應用部署 BF16 運算平台。

當初外界也不乏「Ice Lake 的伺服器版本,也有可能追加 BF16」的猜測,但英特爾今年 3 月更新的 x86 指令集擴展文件,很明確宣示:BF16 僅限 Cooper Lake(Cedar Island 平台)和 Sapphire Rapids(Whitley 後面的 Eagle Stream 平台,10 奈米++ 製程),Ice Lake 的伺服器版,沒有 BF16。

到頭來,英特爾想幹麼?那個神祕客戶又是誰?

首先,Cooper Lake-SP 雖然遭取消,但 Cedar Island 平台的 Cooper Lake-P 處理器仍保留,反正 AMD 也沒有可與之競爭的產品(目前 EPYC 只有雙處理器組態,再往上就付之闕如)。換言之,假使客戶堅持要有提供 BF16 的 Xeon,並非沒有選擇。

其次,英特爾為何要腰斬 48 核的 Cooper Lake-SP?這很可能跟它是包兩顆 24 核晶片(甚至有可能 3 顆,像 AMD 一樣把記憶體控制器與 I/O 獨立出來)導致過熱有關。同樣靠著包兩顆 Cascade Lake-SP 湊到 48 核的 Xeon Platinum 9242,標準功耗就高達 350W,在 14 奈米製程換湯不換藥的前提下,我們應該沒有充分信心,相信 Cooper Lake-SP 可壓低到 300W 以內。

況且,AMD 預定今年第三季上陣的第三代 EPYC「Milan」,除了與前代共用 SP3 腳座,將使用台積電 EUV 7 奈米製程,也確認改良後的 Zen 3 核心與容量激增的第三階快取記憶體。而 Milan 將引進 HBM 這種神兵利器、會有「包 10 顆 CCD 的 80 核版本」之類的恐怖傳言,更從來沒有停歇過。

總之,論帳面規格和價格彈性,英特爾新一代 Xeon 平台能否占到任何便宜,仍是問號。將雙處理器(Whitley)和 4 / 8 腳座處理器(Cedar Island)分而治之,更充分彰顯英特爾已經正視挑戰,準備正面迎擊 AMD 的決心。畢竟英特爾再繼續擠牙膏下去,連在資料中心領域長期享有的強勢地位,都將面臨危機。

當然,商業競爭的勝負並非只取決於產品技術的優劣,從「建立生態系統」、「穩固夥伴關係」一路到檯面下的各類威脅利誘(今年英特爾大概又有發不完的行銷發展基金和晶片採購回扣了),英特爾手上能動用的武器與資源,絕對遠勝 AMD,從 2019 下半年開始,在各大伺服器系統廠啟動的「Design In」,英特爾新開案數遠多於 AMD,也不會是太令人意外的結果。但假若英特爾在 10 奈米製程伺服器處理器沒踏穩第一步,AMD 要重現昔日 Opteron 的榮光,好像也不是如此遙不可及。

最後,扯了這麼多,那個英特爾眼中重要到極點的客戶,到底是誰?

聽說是創辦人的老婆是華人、又帶頭發起 OCP(Open Compute Project)的那間又有臉又有書的公司。不過筆者更好奇的是,據聞他們去年 7 月就收到 Cooper Lake-SP 的樣品做測試,不知效果如何?真的有這麼熱嗎?

至於現在四處搖旗吶喊「英特爾已被 AMD 打趴到地上按著頭摩擦」、「台積電先進製程天下無敵萬萬歲」的網路鄉民和科技文青,筆者只能對他們說一句:別跟我講這麼多,等 AMD 奪回 30% 的 x86 伺服器市場,再來叫我。

(首圖來源:Jud McCranie / CC BY-SA

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