信息時代從計算機時代、互聯(lián)網(wǎng)時代走向大數(shù)據(jù)時代，時代變遷的背后是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展。處理器作為信息時代向前發(fā)展的最基礎(chǔ)的動力，新的時代有不同的需求。英特爾作為PC處理器霸主，面對新的時代的挑戰(zhàn)以及來自英偉達(dá)和AMD更加激烈的競爭，在去年八月提出了以數(shù)據(jù)為中心的策略。
英特爾以數(shù)據(jù)為中心的策略是否奏效以及最大的優(yōu)勢在哪？國內(nèi)重要的云計算廠商BATJ對英特爾數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品的評價如何？他們共同的觀點是什么？
為什么要以數(shù)據(jù)為中心？
英特爾以數(shù)據(jù)為中心策略的提出一個最重要的依據(jù)是這一市場的潛力。根據(jù)IDC的預(yù)測，2015年到2025年，數(shù)據(jù)將以每年25%的速度增長。這意味著，未來十年每三年數(shù)據(jù)量就會翻倍。數(shù)據(jù)如此快速地增長，主要是因為數(shù)據(jù)的產(chǎn)生將不僅僅來自人類，越來越多的設(shè)備將產(chǎn)生更多數(shù)據(jù)。
以往數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只需要采集和傳輸，伴隨著數(shù)據(jù)的增多，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行更多的分析處理，才能發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值。當(dāng)然，數(shù)據(jù)的處理方式也在變化，傳統(tǒng)的馮諾依曼處理器正面臨越來越大的挑戰(zhàn)，量子計算、神經(jīng)擬態(tài)計算的研究引發(fā)了越來越多的關(guān)注。還有，數(shù)據(jù)的類型從以前的文本、圖像的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閬碜陨窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、聯(lián)網(wǎng)汽車、基因數(shù)據(jù)等的不規(guī)則維度和定制類型數(shù)據(jù)。
顯然，大數(shù)據(jù)時代最重要的就是解決數(shù)據(jù)的處理、存儲、傳輸?shù)膯栴}。因此我們看到，英特爾提出了六大技術(shù)戰(zhàn)略，分別是制程和封裝、XPU架構(gòu)、內(nèi)存和存儲、互連、安全、軟件。這六大技術(shù)戰(zhàn)略既是基于已有的技術(shù)和產(chǎn)品，也涵蓋即將推出的新產(chǎn)品。這些最終也成為了英特爾在數(shù)據(jù)時代或者說目前的計算市場的一個優(yōu)勢。
在此次舉行的媒體研討會上，英特爾亞太研發(fā)中心的專家表示，英特爾團(tuán)隊和中國的云計算廠商有6年的深入合作，這些廠商包括騰訊、阿里、百度、京東、頭條等，他們在與英特爾合作時都會提到一點，和其他的廠商相比，英特爾有全面的技術(shù)。
全面是否意味著優(yōu)勢？
雖然英特爾全面的技術(shù)得到了云計算廠商們的認(rèn)可，但全面的技術(shù)和產(chǎn)品并不等同于競爭優(yōu)勢，每一個產(chǎn)品的競爭力以及產(chǎn)品的協(xié)同才是最終競爭優(yōu)勢的體現(xiàn)。我們分別來看英特爾在六大技術(shù)方面是否具備優(yōu)勢。
制程不占優(yōu)勢但封裝優(yōu)勢已經(jīng)體現(xiàn)
首先需要關(guān)注的是制程，先進(jìn)的制程是提升算力最為直接有效的方式。在制程的領(lǐng)導(dǎo)力上，英特爾目前并不占據(jù)優(yōu)勢。經(jīng)歷了多次的延期，英特爾在本月宣布將于 2019 年推出 10nm 芯片，并將在2021 年生產(chǎn)并推出一款 7nm GPU。
不過需要指出的是，如今的工藝制程的數(shù)字早已不再代表實際的晶體管尺寸，帶入了更多的營銷的目的，因此英特爾的10nm并不一定比臺積電已經(jīng)量產(chǎn)的7nm性能表現(xiàn)弱，我們需要看最終產(chǎn)品的性能。
英特爾在封裝方面的優(yōu)勢則已經(jīng)體現(xiàn)出來，二代基于Hyperflex異構(gòu)核封裝的FPGA，性能相比前一代會提高40%，功耗降低40%。接下來，英特爾還將用其超異構(gòu)架構(gòu)發(fā)揮其在封裝方面的優(yōu)勢。
全面的處理器類型
處理器的競爭力架構(gòu)非常關(guān)鍵，特別是目前AI發(fā)展的早期需要豐富的處理器類型。英特爾以CPU被熟知，如今借助收購已經(jīng)擁有了FPGA、自動駕駛專用處理器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，明年還將推出自主研發(fā)的獨立GPU Xe。
先看CPU，英特爾2017年推出的第一代至強可擴(kuò)展處理器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于云計算市場。今年4月，第二代至強處理器推出，進(jìn)行了全面的提升。簡單來說，增加了對英特爾傲騰數(shù)據(jù)中心級持久內(nèi)存的支持，同時增加了深度學(xué)習(xí)加速功能，還增加了Speed Select技術(shù)，還針對不同的產(chǎn)品推出特別優(yōu)化的型號。另外，對于近來頻頻引發(fā)關(guān)注的安全問題，第二代至強可擴(kuò)展處理器增加了硬件解決方案，避免以前通過軟件解決帶來的性能影響。
根據(jù)英特爾給出的數(shù)據(jù)，第二代9200系列至強可擴(kuò)展處理器相比上一代8180整體性能提升2倍左右，AI性能提升3.5倍。新一代8280和上一代8180相比整體提升在百分之三到六左右。
在第二代至強處理器的眾多升級中，雷鋒網(wǎng)認(rèn)為需要特別關(guān)注的是第二代至強更加豐富的特殊優(yōu)化的系列產(chǎn)品，包括支持Speed Select技術(shù)的“Y”系列、專為虛擬機密度值推出的“V”系列，對搜索算法和業(yè)務(wù)特點優(yōu)化的“S”系列，可以承受更高溫度，可靠性更高壽命可達(dá)10年的“T”系列，還有專為網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)計的集成外設(shè)網(wǎng)絡(luò)和I/O等的至強D-1600。
作為深耕技術(shù)和了解市場的英特爾，這幾個系列第二代至強可擴(kuò)展處理器的推出意味著目前這些市場有著強烈的需求，這也將是英特爾能否在這些市場以及數(shù)據(jù)中心市場實現(xiàn)領(lǐng)先的關(guān)鍵之一。
FPGA方面英特爾即將推出的是基于10nm Agilex，具備三大特性：高性能、先進(jìn)3D封裝、支持開發(fā)人員。其中特別需要指出的是CXL緩存一致性加速，這個技術(shù)可以直接訪問CPU的內(nèi)存，而不需要通過PCIE進(jìn)行映射。I/O方面支持更大的帶寬，收發(fā)器帶寬可以從上一代的56G提升到最大112G，更大的帶寬是數(shù)據(jù)時代重要的特性。
另外一個值得注意的是英特爾稱之為eASIC的技術(shù)，這是介于FPGA和ASIC之間，可以使硅片和功耗差不多降低為原來的一半。
突破性內(nèi)存技術(shù)
處理器性能的不斷增長讓更多人發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲也是一個非常關(guān)鍵的問題，在處理器內(nèi)部，除了架構(gòu)方面的革新，片上網(wǎng)絡(luò)等都是解決處理器內(nèi)部處理性能與數(shù)據(jù)讀取速度不匹配問題方法。
英特爾數(shù)據(jù)中心事業(yè)的首席工程師表示，數(shù)據(jù)爆炸式增長帶來的挑戰(zhàn)是如何有效地處理數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)放在存儲介質(zhì)上是無法處理的，因為數(shù)據(jù)處理都在內(nèi)存上處理的。通常計算機架構(gòu)當(dāng)中，熱數(shù)據(jù)是存在DRAM當(dāng)中，冷數(shù)據(jù)是存在不同速度的存儲介質(zhì)當(dāng)中。據(jù)了解，DRAM的延遲大概是100納秒，SSD的延遲在100微秒左右，如果容量很大甚至?xí)_(dá)到毫秒級的延遲。因此，如果想挖掘數(shù)據(jù)的價值就需要解決這個問題。
針對該挑戰(zhàn)，英特爾擁有一個創(chuàng)新介質(zhì)叫3D Xpoint，基于該介質(zhì)有SSD和內(nèi)存產(chǎn)品。其中，傲騰數(shù)據(jù)中心級持久內(nèi)存可以被認(rèn)為是一個新物種。首先它擁有內(nèi)存級的延遲，但掉電內(nèi)存的數(shù)據(jù)不會失去，相對來說它打破了傳統(tǒng)內(nèi)存和存儲的邊界，比傳統(tǒng)的DDR內(nèi)存大很多的前提下，可以大大提升編程的模型，提升業(yè)務(wù)運行的性能。
不僅如此，傲騰數(shù)據(jù)中心級持久內(nèi)存有兩種工作模式，直接訪問模式和內(nèi)存模式，前者的特點是內(nèi)存的訪問直接可見，應(yīng)用程序可以直接優(yōu)化，內(nèi)存模式只用到了大容量的特點。由于是一種新的介質(zhì)，讀寫壽命的問題不用擔(dān)心。但這不是替代DRAM的產(chǎn)品，用戶對于保留DRAM和同時使用新介質(zhì)的接受程度也比較高。
基于3D XPoint介質(zhì)的更新的SSD固態(tài)硬盤，這種固態(tài)性盤相比傳統(tǒng)基于NAND的固態(tài)硬盤延遲更低，防御性能會更高。
連接讓數(shù)據(jù)傳輸更快
數(shù)據(jù)的處理和存儲問題解決后，數(shù)據(jù)的傳輸問題也需要解決。英特爾在數(shù)據(jù)傳輸方面的專家表示，數(shù)據(jù)在進(jìn)行大規(guī)模部署時，面臨的可預(yù)測性挑戰(zhàn)包括抖動性和數(shù)據(jù)的延遲，以及響應(yīng)時間。
英特爾將在今年第三季度發(fā)布的下一代以太網(wǎng)100G產(chǎn)品主要有兩個創(chuàng)新技術(shù)。第一個是ADQ，它針對特定的工作量提升應(yīng)用性能，減抖動和延時，提高帶寬。另外一個是DDP，在800系列產(chǎn)品當(dāng)中，整個流水線的編程能力都支持，又通過相應(yīng)的接口和工具來實現(xiàn)。
隨著現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，特別是5G技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是爆炸性的增長，英特爾的目標(biāo)是要把數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶?，也就是說DDP和ADQ最主要的目的就是讓數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶臁?/p>
另據(jù)了解，英特爾還有基于硅光技術(shù)的互連產(chǎn)品，以及基于高性能運算、低延遲網(wǎng)絡(luò)的OMNI-PATH的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
軟件的重要性更加突顯
雖然上面我們一直在強調(diào)硬件產(chǎn)品的重要性，但在大數(shù)據(jù)和AI時代，軟件以及軟硬一體的能夠發(fā)揮的潛力正越來越明顯。據(jù)介紹，英特爾已經(jīng)上市的SkyLake架構(gòu)產(chǎn)品，通過不斷的硬件軟件調(diào)優(yōu)，在某些應(yīng)用上，SkyLake的性能提高了275倍。
另外一個例子是第二代至強可擴(kuò)展處理器。至強9200系列與其它廠商的同級別產(chǎn)品對比（基于第三方公開評測數(shù)據(jù)），整體性能提升從1.4倍到最高的25倍，而這25倍提升很重要的原因就是英特爾在軟件優(yōu)化。
另外，在與ISV的合作中，在AI方面，通過軟件方面的調(diào)優(yōu)，可以最大化地應(yīng)用到英特爾的架構(gòu)，AI推理方面的性能提升非常巨大。AI性能的提升關(guān)鍵的一點是指令集。通過增加針對推理任務(wù)場景加速的英特爾DL Boost指令集，這個指令集已經(jīng)對主流開源框架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，在使用第二代至強可擴(kuò)展處理器時，如果數(shù)據(jù)是FP32的精度，AI性能可以提升3-4倍，如果采用Int8數(shù)據(jù)類型，經(jīng)過優(yōu)化后AI性能也可以獲得2倍性能提升。
英特爾FPGA產(chǎn)品線當(dāng)中最新的一個產(chǎn)品家族Stratix 10也提現(xiàn)了軟件的價值，英特爾提供了一套針對深度學(xué)習(xí)的計算開發(fā)庫DLA，這個工具庫的優(yōu)點是比較快的讓AI的開發(fā)者，AI的軟件設(shè)計者利用他對C++這種語言的熟悉能力，直接編寫FPGA的軟件應(yīng)用。
為了更好地發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，兼具簡便和可擴(kuò)展、開放性和提供統(tǒng)一的開發(fā)體驗，英特爾有個內(nèi)部項目oneAPI，該項目將在今年第四季度交付。
雷鋒網(wǎng)小結(jié)
面對大數(shù)據(jù)時代，谷歌要AI First，國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭們向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型，英特爾去年八月提出以數(shù)據(jù)為中心的策略。但是，想要挖掘數(shù)據(jù)真正的價值，處理器只是最基礎(chǔ)的，數(shù)據(jù)存儲、傳輸、安全、軟件都缺一不可，相比其他芯片巨頭，英特爾的特點是擁有全面的產(chǎn)品線，這也是BATJ與英特爾合作直接感受到的。但真正能發(fā)揮全面產(chǎn)品線優(yōu)勢的，是不斷創(chuàng)新的技術(shù)以及更好的整合，我們看到英特爾已經(jīng)在各個領(lǐng)域有了不同程度的創(chuàng)新，并且想要通過oneAPI實現(xiàn)很好的整合，市場的接受度最終如何？拭目以待。雷鋒網(wǎng)
