第三代英特爾至強可擴展處理器 以“芯”特性助力智算落地

6月9日消息（岳明）毫無疑問，數(shù)字化正在成為推動新舊動能轉(zhuǎn)變的原動力，也給整個科技產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的巨大機遇。目前，中國數(shù)字經(jīng)濟的規(guī)模接近40萬億元，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”更被列為單獨篇幅?？梢哉f，以數(shù)據(jù)為中心的數(shù)字經(jīng)濟新時代已然到來，如何加速企業(yè)關(guān)鍵工作負載的轉(zhuǎn)型，挖掘數(shù)據(jù)要素價值，驅(qū)動業(yè)務(wù)迭代創(chuàng)新，已成為新時代的重要機遇與挑戰(zhàn)。

正是看到了這樣的機遇，英特爾在四月份正式發(fā)布第三代至強可擴展處理器，以及一系列針對數(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。

英特爾市場營銷集團副總裁兼中國區(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CPU公司，而是業(yè)界唯一一家可以提供涵蓋多元算力、存儲、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，英特爾至強處理器從發(fā)布至今出貨已經(jīng)達到了5000萬顆，贏得了超過800個云服務(wù)提供商的青睞。

“用戶需要更高更快的算力，第三代至強可擴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數(shù)據(jù)；利用內(nèi)置的強大的AI技術(shù)，幫助客戶更好進行人工智能推理運算，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”

安全怎么強調(diào)都不為過。在全新的第三代至強可擴展處理器上，英特爾引入了兩個新的特性，一個是英特爾軟件防護擴展SGX，另一個則是英特爾密碼操作硬件加速。

SGX，也就是Intel Software Guard Extension軟件防護擴展，通過新的擴展指令集的方式，方便軟件開發(fā)者通過直接去調(diào)用CPU指令來實現(xiàn)平臺安全隔離技術(shù)，整體設(shè)計更為底層、高效和獨特。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，第三代至強可擴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，隱私計算已經(jīng)成為趨勢，對于云服務(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’，滿足對于多租戶隔離和隱私計算的需求。”

“從英特爾角度來看，我們更貼近于客戶，了解客戶潛在的需求條件。SGX能力從酷睿擴展到服務(wù)器，是因為英特爾要對可擴展負責。目前來說，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。英特爾采用了AES-XTS加密引擎技術(shù)，實際工作負載變化可以動態(tài)加載，也降低了機器性能損耗，滿足多租戶環(huán)境要求，實現(xiàn)性能、安全與靈活性的有機融合。

目前，國內(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)，并在實際工作負載中進行了驗證。“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，使最終用戶能夠放心地在公有云上運行敏感的工作負載，包括代碼和用戶數(shù)據(jù)等。”

除了SGX之外，第三代至強可擴展處理器在密碼操作硬件加速技術(shù)方面，也進行了增強。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越來越高，算力要求也是呈幾何級數(shù)增長，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)當中側(cè)重優(yōu)化的負載。

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

借助于這兩個方面的加速和軟件的優(yōu)化，英特爾第三代至強可擴展處理器相比上代產(chǎn)品提升了74%的AI計算性能，比競爭對手快了大約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。

這種提升并不是實驗室數(shù)據(jù)，而是出現(xiàn)了眾多的實際應(yīng)用場景中。

在數(shù)字娛樂體驗方面，英特爾和國內(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。游戲廠商在開發(fā)過程當中，就利用AI技術(shù)把人臉的照片和游戲當中的3D模型進行耦合，這樣最終用戶面部就會出現(xiàn)在游戲角色當中，游戲互動就會變得更有趣。

“照片到3D模型的映射，其實是一個深度學(xué)習的應(yīng)用場景。在第三代至強可擴展處理器上，英特爾進一步支持了int8的低精度的推理技術(shù)，性能提升了4.23倍；同時，客戶導(dǎo)入了英特爾在提供低精度支持的AI推理過程當中的開源工具LPOT。從最終結(jié)果來看，既達到了精度效果，同時獲得了4倍多的提升，客戶非常滿意。”

在與國內(nèi)某領(lǐng)先的云服務(wù)廠商關(guān)于自然語言推理的合作中，英特爾與該云服務(wù)提供商聯(lián)合在最通用的Transformer模型進行了深度優(yōu)化，實現(xiàn)了3倍的性能提升。目前，該Transformer模型正在云平臺上每天服務(wù)百萬級的用戶，用戶就獲得了更低的響應(yīng)延時，提升了最終用戶體驗。

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

傳統(tǒng)的方案，用戶可能會需要用到非常昂貴或者非常復(fù)雜的存儲系統(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個節(jié)點上提供海量的內(nèi)存容量，大大簡化系統(tǒng)復(fù)雜度，降低應(yīng)用成本。從實際結(jié)果來看，成本下降達到30%；實時性方面幾乎可以實現(xiàn)和DDR4相同等級的系統(tǒng)延時。同時，在服務(wù)可用性和故障恢復(fù)響應(yīng)時間方面，也給客戶帶來了額外價值。

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