英特尔第七代至强曝光，引入新封装

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本周在 Hot Chips 大会上，英特尔分享了其即将推出的第七代至强芯片的更多细节，该芯片代号为“Diamond Rapids”，将采用基于芯片组的 SoC 架构，其特点是围绕集中式 I/O 和内存结构放置大量分散的计算单元，英特尔将其称为“扇出式架构”。

扇出式架构标志着与第六代至强处理器 Granite Rapids 的重大变革，后者采用英特尔 3 工艺节点制造，最多可提供 128 个性能核心（P 核心）。Diamond Rapids 的性能核心数量将是其两倍——256 个 P 核心——采用英特尔全新的 18A-P 工艺制造。

这款新芯片的内存带宽将是 Granite Rapids 的两倍，总带宽高达 1.6 TB/s，并通过 128 条 PCIe Gen 6 通道实现。英特尔采用标准的 UCIe-S 封装，将所有 P 核心、内存和 I/O 接口集成到这颗大型芯片上。

在Diamond Rapids架构中，英特尔采用扇出式架构，将多达16个计算构建模块（CBB）以3D方式放置在围绕两个中央架构中心的四个基座上。每个CBB最多可容纳16个核心芯片，因此每个SoC最多可提供256个核心。

这些 CBB 将容纳 P 核、L2 内存和 3DXbar 连接到基座，基座容纳共享的末级缓存 (LLC) 内存、缓存代理和窥探过滤器（取代 DRAM 驻留目录状态），以及与放置在同一基座上的另外三个 CBB 的芯片间连接。

同时，两个 Fabric Hub 容纳了 DDR5 内存、PCIi Gen 6 I/O 和各种加速器，并排位于芯片的中间，周围是基础模块及其相关的 CBB。

Fabric Hubs 将容纳 Flexbus I/O Fabric，它由灵活 I/O 子系统、I/O 缓存、I/O 互连和加速器组成。Diamond Rapids 将支持 PCIe Gen6、CXL 3 和 UPI 3 端口，或它们的任意组合。在 Fabric Hubs 的外部，Intel 将容纳统一内存结构连接器、内存控制器、内存互连以及一系列缓存代理、监听过滤器和芯片间互连。

这款新芯片将采用英特尔 AMX 矩阵乘法加速器和增强型向量指令集 AVX 10.2，为 AI 工作负载提供加速，并支持 FP8、FP16 和 BF16。

英特尔院士兼至强架构（功率和性能方向）负责人 Krishnakanth Sistla 表示，新的扇出架构与之前的架构相比，效率有所提高。

“当你审视这种架构时，你会发现它实际上为你提供了更多优化电源和散热管理的机会，”他在昨天于斯坦福大学举行的 Hot Chips 2026 大会上发表演讲时说道。“由于计算芯片、基础模块、统一内存结构和灵活的 I/O 子系统采用了分层式布局，现在你可以根据工作负载的相应使用模型，独立地管理这些领域。”

Sistla表示，根据计算模块内的工作负载是I/O密集型、内存密集型还是缓存密集型，实际上可以调节这些域的工作电压和频率。“这是这种分层架构带来的一个关键特性和功能，”他说道。

Sistla 还重点介绍了 Diamond Rapids 独特的内存架构。

Sistla表示：“所有这些功能都通过一个统一连接的内存架构耦合在一起，与实例化的架构中心数量无关。所有内存实例都连接在一起，从而实现这种访问，这是一种以内存为中心的架构，允许所有代理访问内存子系统的全部带宽。”

Sistla表示，Fabric Hub会根据I/O和内存带宽的使用情况自动调整功耗。“根据Fabric的使用情况、内存使用情况以及I/O能力的使用情况来调整功耗，这种可扩展性非常重要，”他说道。

英特尔至强服务器用途广泛，从托管 Web 服务器到为高性能计算 (HPC) 应用提供支持，无所不包。Sistla 表示，能够灵活适应不同的工作负载是 Diamond Rapids 的一大特色。

“我们一直在努力构建这种可扩展的架构，以支持各种各样的工作负载，”他说道。“它基于最先进的处理技术之一，其架构旨在真正应对企业人工智能、云计算和大规模高性能计算等即将到来的工作负载挑战。”

英特尔尚未公布Diamond Rapids处理器的功耗和定价等详细信息。这款第七代至强处理器预计将于2027年上市。

Intel Diamond Rapids完整介绍

英特尔将在2026年Hot Chips大会首日发布其下一代至强服务器平台Diamond Rapids。它是至强6“Granite Rapids”的后续产品，也是英特尔数据中心路线图的核心组成部分。 此前，英特尔调整了至强7 “Diamond Rapids”平台的发布时间，目前该平台 计划于2027年发布。此外，256核处理器似乎也是近期才被加入到路线图中的。平心而论，英特尔如今几乎所有产品都畅销，但下一代Coral Rapids系列产品线非常庞大，我迫不及待地想要一睹其风采，希望能在明年的Hot Chips 2027大会上看到它的身影。

英特尔在演讲伊始便为该平台设定了四大支柱：性能效率、加速、可扩展性和安全性。

英特尔经历了从网状结构到Diamond Rapids的演变历程。它从单体环形和网状设计，到Sapphire Rapids和Granite Rapids的2.5D模块化分区，再到当前一代的2.5D和3D功能分区，这使得Diamond Rapids处于英特尔模块化发展轨迹的顶端。

Diamond Rapids 的核心是一套围绕 Fabric Hub 构建的可扩展计算模块。每个 Fabric Hub 集中管理内存和 I/O，计算模块通过统一的内存架构和灵活的 I/O 架构连接。其理念是，每个计算模块芯片组都直接连接到 Fabric Hub，并且 Fabric Hub 本身可以扩展。这真是个绝妙的设计。

在计算构建模块内部，每个核心芯片最多可容纳 16 个核心，并通过 3D 交叉开关连接到基座上的末级缓存。该末级缓存由整个计算构建模块共享，英特尔会根据需求扩展每个基座上的核心芯片数量以及每个芯片上的计算构建模块数量。

英特尔将连接端称为 Flexbus I/O 架构，它采用统一的内存架构，为带宽高达 1.6 TB/s 的内存子系统提供数据。Snoop 过滤和 Home Agent 都位于芯片上，因此一致性仅限于该架构内部，而不是跨越整个平台。

内存通过控制器接入 Fabric Hub，该控制器负责调度 DDR 内存，并提供强大的 ECC 纠错、电源管理和行锤保护。内存值功能以单级或扁平双层模式引入 CXL 内存，并支持镜像功能。内存加密引擎则同时覆盖 DDR 和 CXL 路径。

该灵活的 I/O 子系统在每个 Fabric Hub 上提供四个 x16 端口，每个 x16 端口可配置为 PCIe Gen6、CXL 3 或 UPI 3。每个 Fabric Hub 还具有高达 16 MB 的 I/O 缓存，具有片上窥探过滤功能，以及两个加速器复合体，其中包含QAT、DSA 和 IAA。

电源管理是在计算构建模块级别设计的。英特尔描述了一种新的核心空闲状态，该状态保留了 L2 缓存，支持优先核心睿频加速，采用基于 MR4 的内存散热管理，并通过 UXI 和 PCIe 链路支持低功耗 L0p。

Diamond Rapids 将这些组件整合在一起，构成了产品本身，而这个模型也概括了英特尔在本次发布会上展示的平台。需要指出的是，它的设计风格更接近 AMD EPYC（尽管存在明显的差异），而不是 NVIDIA Vera、Arm AGI CPU 等其他产品。

旗舰级配置结合了四个计算模块，最多可支持 256 个核心和 1.28 GB 的末级缓存。16 个内存通道为平台提供高达 8000 MT/s 的 DDR5 内存和高达 12800 MT/s 的 MRDIMM 内存，I/O 接口包括 128 条 PCIe Gen6、CXL 3.0 和 UPI 3 通道，以及 8 条 PCIe Gen4 通道。

在封装层面，Diamond Rapids 采用堆叠式结构，包含两个 Fabric Hub 模块、16 个核心芯片和四个基板模块。核心芯片通过混合键合接口与基板模块连接，该接口采用 Foveros 3D 直接芯片间连接技术，而基板铜链路则将互连线传输至 Fabric Hub 模块。

该平台采用英特尔 18A-P 工艺节点，并利用了一系列扩展的低功耗和高性能器件。其中包括双触点 PowerBoost 选项、介于 ULVT 和 LVT 之间的新逻辑阈值选项，以及精度提升 33% 的时钟偏移角。

英特尔正在向指令集架构 (ISA) 中添加所谓的溢出填充优化指令集。该指令集增加了 16 个通用寄存器，使整数寄存器总数达到 32 个，引入了寄存器 r16 到 r31 的新编码，并增加了三操作数指令，同时保持与现有 x86 软件的兼容性，这些软件无需更改源代码即可重新编译。

一致性数据也会转移到芯片上。英特尔用片上窥探过滤器替换了DRAM驻留的目录状态，这通过从内存中移除目录存储来保留完整的ECC保护，从而降低延迟并减少一致性流量。

该处理器拥有 256 个核心、1.28 GB 缓存、1.6 TB/s 内存带宽和 128 条高带宽、低延迟 I/O 通道，性能卓越。矩阵乘法加速基于 AMX 和 AVX 10.2，并扩展了对向量指令的支持。

英特尔在会议结束时对Diamond Rapids进行了全面总结。总结将模块化计算构建模块、统一内存架构、18A-P工艺技术以及安全和加速引擎整合到一个统一的架构图中。

随着英特尔平台向2027年迈进，力图对抗AMD的EPYC处理器，Diamond Rapids是英特尔针对高核心数、高内存带宽服务器市场推出的全新解决方案。英特尔似乎最近更新了其产品路线图，以匹配AMD的256核心架构，因为AMD的256核心设计采用的是全P核心设计（尽管拥有512个线程）。通过芯片内部一致性提升、3D堆叠技术以及升级到18A-P工艺，英特尔缩小了与竞争对手的能效差距。不过，Diamond Rapids预计将于2027年下半年发布，所以我们还有一段时间可以期待它的到来。

(来源：编译自hpcwired）

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