第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器 以“芯”特性助力智算落地

6月9日消息（岳明）毫無(wú)疑問，數(shù)字化正在成為推動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)變的原動(dòng)力，也給整個(gè)科技產(chǎn)業(yè)帶來(lái)前所未有的巨大機(jī)遇。目前，中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的規(guī)模接近40萬(wàn)億元，總量也躍居全球第二位。

在最近的“十四五”規(guī)劃中加速數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)“數(shù)字中國(guó)”更被列為單獨(dú)篇幅?？梢哉f，以數(shù)據(jù)為中心的數(shù)字經(jīng)濟(jì)新時(shí)代已然到來(lái)，如何加速企業(yè)關(guān)鍵工作負(fù)載的轉(zhuǎn)型，挖掘數(shù)據(jù)要素價(jià)值，驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)迭代創(chuàng)新，已成為新時(shí)代的重要機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

正是看到了這樣的機(jī)遇，英特爾在四月份正式發(fā)布第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，以及一系列針對(duì)數(shù)據(jù)中心、5G網(wǎng)絡(luò)和智能邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)全新打造的軟硬件產(chǎn)品組合。

英特爾市場(chǎng)營(yíng)銷集團(tuán)副總裁兼中國(guó)區(qū)數(shù)據(jù)中心銷售總經(jīng)理陳葆立指出，英特爾不再只是一個(gè)CPU公司，而是業(yè)界唯一一家可以提供涵蓋多元算力、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的整體解決方案廠商。而作為重要的技術(shù)底座，英特爾至強(qiáng)處理器從發(fā)布至今出貨已經(jīng)達(dá)到了5000萬(wàn)顆，贏得了超過800個(gè)云服務(wù)提供商的青睞。

“用戶需要更高更快的算力，第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器在性能方面提升了46%。此外，在安全性和人工智能方面，英特爾密碼加速技術(shù)和硬件密碼加速技術(shù)，可以幫助客戶更好保護(hù)數(shù)據(jù)；利用內(nèi)置的強(qiáng)大的AI技術(shù)，幫助客戶更好進(jìn)行人工智能推理運(yùn)算，滿足用戶的需求。”陳葆立表示。

安全加持：SGX特性在數(shù)據(jù)中心“大展拳腳”

安全怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。在全新的第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上，英特爾引入了兩個(gè)新的特性，一個(gè)是英特爾軟件防護(hù)擴(kuò)展SGX，另一個(gè)則是英特爾密碼操作硬件加速。

SGX，也就是Intel Software Guard Extension軟件防護(hù)擴(kuò)展，通過新的擴(kuò)展指令集的方式，方便軟件開發(fā)者通過直接去調(diào)用CPU指令來(lái)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)安全隔離技術(shù)，整體設(shè)計(jì)更為底層、高效和獨(dú)特。作為一種安全特性，其最早出現(xiàn)在第六代酷睿處理器上。

英特爾技術(shù)專家指出，第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器是首次在服務(wù)器端產(chǎn)品中引入SGX特性，主要是基于兩方面的考慮。首先是客戶需求，隱私計(jì)算已經(jīng)成為趨勢(shì)，對(duì)于云服務(wù)廠商而言，為了滿足客戶與監(jiān)管需求，有必要在技術(shù)架構(gòu)當(dāng)中提供可信執(zhí)行環(huán)境。“SGX可以為特定客戶提供內(nèi)存隔離的能力，可以理解為一塊‘飛地’，滿足對(duì)于多租戶隔離和隱私計(jì)算的需求。”

“從英特爾角度來(lái)看，我們更貼近于客戶，了解客戶潛在的需求條件。SGX能力從酷睿擴(kuò)展到服務(wù)器，是因?yàn)橛⑻貭栆獙?duì)可擴(kuò)展負(fù)責(zé)。目前來(lái)說，PC上的使用環(huán)境比服務(wù)器要更加復(fù)雜一些。SGX要既防止軟件攻擊，也要防止硬件攻擊，英特爾的技術(shù)積累還是比較深厚的。”

英特爾技術(shù)專家表示，將SGX應(yīng)用于服務(wù)器產(chǎn)品，性能是主要著力點(diǎn)。英特爾采用了AES-XTS加密引擎技術(shù)，實(shí)際工作負(fù)載變化可以動(dòng)態(tài)加載，也降低了機(jī)器性能損耗，滿足多租戶環(huán)境要求，實(shí)現(xiàn)性能、安全與靈活性的有機(jī)融合。

目前，國(guó)內(nèi)幾家主流的云服務(wù)提供商都已經(jīng)開始引入SGX技術(shù)，并在實(shí)際工作負(fù)載中進(jìn)行了驗(yàn)證。“英特爾有信心在服務(wù)器領(lǐng)域，繼續(xù)為業(yè)界提供全方位的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，使最終用戶能夠放心地在公有云上運(yùn)行敏感的工作負(fù)載，包括代碼和用戶數(shù)據(jù)等。”

除了SGX之外，第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器在密碼操作硬件加速技術(shù)方面，也進(jìn)行了增強(qiáng)。英特爾技術(shù)專家指出，隨著需求不斷提升，密碼操作的安全性要求也會(huì)越來(lái)越高，算力要求也是呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，這就需要在底層硬件上支持密碼操作加速。英特爾主要通過添加CPU指令集、微架構(gòu)調(diào)整和軟件優(yōu)化“三位一體”的技術(shù)體系，為業(yè)界提供密碼操作硬件加速。

智算落地：優(yōu)化工作負(fù)載助力客戶創(chuàng)新

據(jù)英特爾技術(shù)專家介紹，除了性能之外，AI和安全是Ice Lake架構(gòu)當(dāng)中側(cè)重優(yōu)化的負(fù)載。

在性能上面，第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器通過Ice Lake架構(gòu)的改進(jìn)，性能比前一代Cascade Lake系統(tǒng)有了74%的性能提升。其中一個(gè)重要的改進(jìn)就是AVX-512，英特爾是目前業(yè)內(nèi)唯一支持AVX-512指令集的廠商，另一個(gè)是AI加速有關(guān)的指令集。

借助于這兩個(gè)方面的加速和軟件的優(yōu)化，英特爾第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器相比上代產(chǎn)品提升了74%的AI計(jì)算性能，比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快了大約25倍。此外，英特爾在軟件上持續(xù)投入，比如英特爾在TensorFlow上優(yōu)化了ResNet的性能，相較于默認(rèn)發(fā)行版可以提升10倍。在Scikit-Learn上經(jīng)過優(yōu)化，相比非優(yōu)化版本獲得了100倍的性能提升。

這種提升并不是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，而是出現(xiàn)了眾多的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中。

在數(shù)字娛樂體驗(yàn)方面，英特爾和國(guó)內(nèi)一家客戶合作，給最終用戶提供更完美、更多沉浸式的體驗(yàn)。游戲廠商在開發(fā)過程當(dāng)中，就利用AI技術(shù)把人臉的照片和游戲當(dāng)中的3D模型進(jìn)行耦合，這樣最終用戶面部就會(huì)出現(xiàn)在游戲角色當(dāng)中，游戲互動(dòng)就會(huì)變得更有趣。

“照片到3D模型的映射，其實(shí)是一個(gè)深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用場(chǎng)景。在第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上，英特爾進(jìn)一步支持了int8的低精度的推理技術(shù)，性能提升了4.23倍；同時(shí)，客戶導(dǎo)入了英特爾在提供低精度支持的AI推理過程當(dāng)中的開源工具LPOT。從最終結(jié)果來(lái)看，既達(dá)到了精度效果，同時(shí)獲得了4倍多的提升，客戶非常滿意。”

在與國(guó)內(nèi)某領(lǐng)先的云服務(wù)廠商關(guān)于自然語(yǔ)言推理的合作中，英特爾與該云服務(wù)提供商聯(lián)合在最通用的Transformer模型進(jìn)行了深度優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了3倍的性能提升。目前，該Transformer模型正在云平臺(tái)上每天服務(wù)百萬(wàn)級(jí)的用戶，用戶就獲得了更低的響應(yīng)延時(shí)，提升了最終用戶體驗(yàn)。

不僅在算力和智能方面，英特爾至強(qiáng)平臺(tái)還支持傲騰持久內(nèi)存技術(shù)，推動(dòng)了非常多的應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新。以千人千面的推薦系統(tǒng)為例，其既需要高密度計(jì)算和深度學(xué)習(xí)模型推理，還需要海量存儲(chǔ)能力。系統(tǒng)需要了解每個(gè)用戶的使用習(xí)慣偏好，并保存起來(lái)。每次推薦過程中，就需要把對(duì)用戶畫像信息實(shí)時(shí)提取出來(lái)，來(lái)幫助產(chǎn)生針對(duì)性的、千人千面的推薦結(jié)果。

傳統(tǒng)的方案，用戶可能會(huì)需要用到非常昂貴或者非常復(fù)雜的存儲(chǔ)系統(tǒng)，成本和可用性是很大的挑戰(zhàn)。采用英特爾持久內(nèi)存之后，這些問題就迎刃而解，英特爾傲騰持久內(nèi)存可以在3個(gè)節(jié)點(diǎn)上提供海量的內(nèi)存容量，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)復(fù)雜度，降低應(yīng)用成本。從實(shí)際結(jié)果來(lái)看，成本下降達(dá)到30%；實(shí)時(shí)性方面幾乎可以實(shí)現(xiàn)和DDR4相同等級(jí)的系統(tǒng)延時(shí)。同時(shí)，在服務(wù)可用性和故障恢復(fù)響應(yīng)時(shí)間方面，也給客戶帶來(lái)了額外價(jià)值。

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