پردازنده‌های Sapphire Rapids اینتل با ۵۶ هسته، توان ۴۰۰ وات و طراحی MCM تولید می‌شوند

پلتفرم Sapphire Rapids در سال ۲۰۲۱ جای تراشه‌های سری آیس لیک (Ice Lake) را خواهد گرفت. بر اساس آنچه از گوشه‌وکنار شنیده‌ایم، پردازنده‌های سری سفایر رپیدز برپایه‌ی نسخه‌ی بهبودیافته‌ی لیتوگرافی جدید سوپرفین (SuperFin) ساخته می‌شوند و قرار است ضمن داشتن برخی قابلیت‌های جدید، نسبت‌به نسل قبل IPC (تعداد دستورالعمل‌های پردازش‌شده در هر سیکل) بسیار بهتری داشته باشند.

براساس اطلاعات فاش‌شده از سوی Adored TV پلتفرم سفایر رپیدز مبتنی‌بر طراحی ماژول‌های متشکل از چند تراشه (MCM) خواهد بود. همچنین Adored TV می‌گوید پردازنده‌های موردبحث مجهز به ۵۶ هسته هستند و توان طراحی حرارتی (TDP) برابربا ۴۰۰ وات دارند. اینتل در جریان مراسم Architecture Day 2020 به‌صورت رسمی تأیید کرد پردازنده‌های سری سفایر رپیدز در سال ۲۰۲۱ از راه می‌رسند. پردازنده‌های این خانواده توانایی پشتیبانی از حافظه‌ی DDR5 و رابط PCIe 5.0 را دارند و به‌لطف بهره‌مندی از اینترکانکت CXL 1.1 قرار است «نسل بعد پردازنده‌های دیتاسنتر» باشند.

اینتل قصد دارد پلتفرم وان API را دردسترس مشتریان قرار دهد (پلتفرم وان API که نوامبر سال گذشته معرفی شد، سخت‌افزار را از توسعه‌ی هوش مصنوعی و دیگر کدهای داده‌محور بی‌نیاز می‌کند). اینتل بارها اعلام کرده در پی ایجاد نوعی اکوسیسم یکپارچه برای دیتاسنتر است و انتشار عمومی وان API درکنار تراشه‌های سری سفایر رپیدز می‌توانند به تیم آبی برای دستیابی به این هدف مهم کمک کنند. 

اینتل به‌طور دقیق نگفت که پردازنده‌های سری سفایر رپیدز برپایه‌ی کدام لیتوگرافی تولید می‌شوند؛ بااین‌حال کارشناسان تخمین می‌زنند این لیتوگرافی نسخه‌ی پیشرفته‌تر لیتوگرافی ۱۰ نانومتری سوپرفین باشد، زیرا سری سفایر رپیدز قرار است در نقش جایگزین آیس لیک ظاهر شود (تراشه‌های آیس لیک برپایه‌ی نسخه‌ی عادی لیتوگرافی ۱۰ نانومتری تولید شدند).

یکی از دلایل دیگر برای ساخت سری سفایر رپیدز با لیتوگرافی بهبودیافته‌ی ۱۰ نانومتری سوپرفین، بهره‌مندی این پردازنده‌ها از TME است. TME یا رمزنگاری کلِ حافظه نوعی سیستم جدید در معماری اینتل محسوب می‌شود که می‌تواند سراسر حافظه را رمزنگاری کند. بدین ترتیب اگر کسی داده‌های حافظه‌ی رم را در جایی دیگر کپی کند، عملا به داده‌ی مفیدی دسترسی پیدا نخواهد کرد (TME در خانواده‌ی نسل یازدهمی تایگر لیک نیز حضور دارد). این قابلیت مشترک در بین تایگر لیک و سفایر رپیدز باعث می‌شود احتمال ساخته شدن سری سفایر رپیدز برپایه‌ی لیتوگرافی سوپرفین افزایش پیدا کند.

AMD مدتی پیش گفت پردازنده‌های سری Genoa قابلیت‌های زیادی خواهند داشت و از حافظه‌های مدرن‌تر پشتیبانی خواهند کرد؛ احتمال می‌دهیم این پردازنده‌ها از حافظه‌ی DDR5 و رابط PCIe 5.0 پشتیبانی کنند. اینتل ازطریق پردازنده‌های خانواده‌ی سفایر رپیدز سعی دارد به دو شیوه AMD را به‌چالش بکشد: نخست، افزایش توان خروجی به‌ازای هر هسته (قدرت پردازشی نهایی) و دوم، کاهش هزینه‌ی مالکیت به‌ازای هر هسته. حتی با وجود اینترکانکت CXL و اکوسیستمی جامع، عملکرد تک‌تردی (Sngle-Threaded) به‌تنهایی برای جلب توجه طرفداران AMD به پردازنده‌های اینتل کفایت نمی‌کند؛ حداقل اینتل چنین اعتقادی دارد.

بر اساس اسلایدهای فاش‌‌شده توسط Adored TV پردازنده‌های سری سفایر رپیدز قرار است شامل چهار کاشی پردازنده‌ی مرکزی (CPU Tile) باشد که هر یک از این کاشی‌ها شامل ۱۴ هسته‌ی پردازشی هستند. گفته می‌شود هر یک از کاشی‌ها دارای یک هسته‌ی غیرفعال خواهند بود (احتمالا به‌دلیل مشکلات بازده)؛ بدین‌ترتیب اگر بازده به حد قابل‌قبول دست یابد، تعداد کل هسته‌های تراشه ممکن است به ۶۰ عدد برسد.

به‌نظر نمی‌رسد پردازنده‌های اینتل دارای بلوک IO باشند. پردازنده‌های سری سفایر رپیدز قرار است دارای چهار بسته‌ی HBM2 با حداکثر ظرفیت ۶۴ گیگابایت (۱۶ گیگابایت برای هر بسته) باشند. مجموع پهنای باند ارائه‌شده توسط این بسته‌ها یک ترابایت‌برثانیه خواهد بود. Adored TV در ادامه‌ی گزارش خود می‌نویسد HBM2 و GDDR5 خواهند توانست به‌صورت هم‌زمان با هم کار کنند. فاصله‌ی بسیار کم بین حافظه و بلوک باعث می‌شود این مجموعه اساسا در نقش کش سطح چهارم (L4 Cache) ظاهر شود. 

پردازنده‌های پرچم‌دار سفایر رپیدز قرار است شامل ۸۰ لاین PCIe 5.0 و دیگر تراشه‌ها قرار است دارای حداکثر ۶۴ لاین باشند. همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، CXL پشتیبانی می‌شود و امکان استفاده از حافظه‌ی DDR5 تا سرعت حداکثر ۴۸۰۰ مگاهرتز وجود دارد. ظاهرا کانال‌ها شامل هشت کانال به‌ازای هر پردازنده خواهند بود. پردازنده‌های جدید از حافظه‌ی اپتین (Optane) هم پشتیبانی می‌کنند.

پردازنده‌های سری سفایر رپیدز مجهز به هسته‌های Golden Cove هستند که در پردازنده‌های آلدر لیک هم استفاده خواهند شد. به‌لطف هسته‌ی Golden Cove، معیار IPC به‌شکلی محسوس بهبود پیدا می‌کند. به‌علاوه پشتیبانی از Bfloat 16 هم ارائه خواهد شد تا تراشه‌ها بتوانند وظایف حوزه‌ی هوش مصنوعی را بهتر انجام دهند. درکنار این‌ها Adored TV به وجود ۵۶ هسته در سری سفایر رپیدز اشاره می‌کند.

توان طراحی حرارتی پردازنده‌های رده‌بالای سری سفایر رپیدز ۴۰۰ وات خواهد بود. توجه داشته باشید که در پردازنده‌های دیتاسنتر، توان طراحی حرارتی اهمیت خاصی ندارد و بیشترین اهمیت، به بهبود مستقیم قدرت پردازشی و معیار TCO (مجموع هزینه‌ی مالکیت) معطوف می‌شود.

پردازنده‌‌های عادی سری سفایر رپیدز دارای توان ۳۰۰ وات خواهند بود که همین توان به‌شکلی محسوس بیشتر از توان پردازنده‌های سری Genoa AMD است (پردازنده‌های Genoa اواخر ۲۰۲۱ از راه می‌رسند). Adored TV می‌گوید اینتل خانواده‌ی سفایر رپیدز را قبل از AMD Genoa معرفی خواهد کرد.