Zatímco AMD bude mít v procesorech 3D V-Cache, přidanou L3 cache osazenou pomocí TSV na křemík v procesorech, Intel chystá vlastní řešení, jak vylepšit paměťovou propustnost dostupnou procesorům. Přístup je ale jiný: Intel naváže na MCDRAM v akcelerátorech Xeon Phi a osadí do pouzdra procesorů vedla hlavního křemíku paměti HBM2e. Ty by měly mít nižší výkon (propustnost, horší latence), ale výrazně větší kapacitu, snad až 64 GB integrovaných přímo v procesoru.
Intel nyní na International Supercomputing Conference 2021 oznámil verzi Sapphire Rapids vybavenou integrovanou pamětí, respektive její existenci oficiálně potvrdil. Doteď se totiž o ní objevovaly úniky a drby, ale nebyly potvrzené a vzorek Sapphire Rapids, jehož fotky unikly, je neobsahoval. Teď už ale definitivně víme, že Intel tuto technologii uvede, čímž by se v serverech otevřít zajímavé nové možnosti.
HBM v procesorech
Zatímco procesory se standardní pamětí se dostanou propustností jen asi na 200 GB/s (s dnešní DDR4-3200 a osmikanálovým řadičem), HBM2e by mohla dodat mnohem lepší propustnosti, někde mezi 1 až 2 TB/s. Podle toho, jak širokou sběrnici by CPU pro tyto paměti mělo a na jak vysoké frekvenci poběží. Pro některé úlohy to může znamenat masivní zlepšení výkonu. Velké benefity by mohly být ve fyzikálních simulacích a dalších vědeckých výpočtech. Intel mezi prvními uživateli uvádí budoucí americké superpočítače – exascale klastr Aurora v Argone National Laboratory (v němž budou i GPU Intelu Ponte Vecchio) a superpočítač Crossroads (Los Alamos National Laboratory).
HBM2e bude použitelná různými způsoby. Buď jako rozšíření kapacity RAM s hlavní DDR4 (respektive už DDR5), nebo se může chovat vůči hlavní RAM jako rychlá (mnohagigabajtová) cache. Bude ale možná provozovat procesory i přímo s HBM2 jako jedinou RAM, kdy budete sice mít jen omezenou kapacitu, ale na některé úlohy by to mohlo stačit. Podle úniků by snad SPR-HBM mohlo existovat ve variantě s až 64 GB HBM2e, což už není úplně mizerná velikost, byť servery typicky operují s větší.
Prezentace procesorů Intel Sapphire Rapids na ISC 2021 (Zdroj: Intel, via AnandTech)Tyto procesory budou mít kvůli HBM2e zvýšenou spotřebu, protože tato paměť konzumuje ne úplně malé množství elektřiny (i když menší, než GDDR6/GDDR6X na grafikách). Toto se sečte s už tak vysokými spotřebami dnešních serverových CPU a výsledkem by mohly být TDP procesorů i někde okolo 400 W, takže takovéto servery se asi často budou chladit kapalinou.
Intel má ve svých materiálech obrázky procesoru Sapphire Rapids, ty ovšem ukazují minimálně dvě odlišná pouzdra (které se navíc liší od toho reálného, jehož fotky dřív unikly). To by implikovalo, že kromě socketu LGA 4677, který jsme viděli i na uniklém vzorku procesoru, by mohl existovat ještě další odlišný socket. Procesory s HBM2e by pak nemusely být fyzicky kompatibilní s těmi běžnými. Ale toto je asi spíš méně pravděpodobná možnost. Spíš asi Intel v prezentaci použil pro ilustraci pouzdro nějakého jiného CPU (nebo i GPU?), a tento zmatek vznikl čistě proto.
Prezentace procesorů Intel Sapphire Rapids na ISC 2021 (Zdroj: Intel, via AnandTech)Intel totiž na druhou stranu potvrdil důležitou věc: že tyto verze procesorů Sapphire Rapids s HBM2e budou v běžném prodeji. Intel je tedy nevyhradí jen do superpočítačů nebo speciálním zákazníkům, ale budou i běžně k dostání v obchodech nebo od výrobců serverů. Pořád půjde asi o Xeony, není jisté, jestli vyjde třeba i nějaké Core i9 Extreme s touto technologií, nebo alespoň Xeon-W. Ale se serverovou deskou si minimálně budete moci pořídit standardní serverovou verzi a pak mít 64GB paměť HBM2e klidně doma obýváku.
Co přinesou procesory Sapphire Rapids?
Sapphire Rapids by měly být velmi zajímavá CPU i v běžném provedení bez HBM2e. Jsou založené na stejném výkonném jádře Golden Cove (jednojádrový výkon stoupne díky IPC až o 20 % lepšímu, než má Tiger Lake), jako nadcházející Alder Lake. Ale s přidaným výkonem v 512bitových operacích FMA a s instrukcemi AMX a budou mít až 56 jader (ještě by však asi mohla existovat 60jádrová verze, dle snímku jádra, který už se dostal na veřejnost).
Tip: Už unikly detaily next-gen Xeonů Sapphire Rapids: 56 jader, 350 W, 64 GB HBM2e uvnitř
Galerie: Informace a úniky k procesorům Intel Sapphire Rapids
Budou podporovat DDR5, PCI Express 5.0 (i s koherentní technologií CXL) a také již čip bude vyráběný vylepšeným 10nm procesem Enhanced SuperFin (stejným jako Alder Lake). Dokonce prý Intel opět chystá verzi pro extrémní highendový desktop (Sapphire Rapids-X), takže opět bude mít konkurenci k Threadripperům od AMD. Ale jak už bylo řečeno, u té nevíme, zda také HBM2e dostane.
Sapphire Rapids přijde na trh později, v roce 2021 už to Intel nestihne
Mimo toto oznámení se nicméně zdá, že je tu i lehce negativní zpráva. Vydání Sapphire se poněkud opožďuje. V minulosti Intel míval v materiálech tyto procesory prezentované jako produkt, který přijde ještě v roce 2021, toto se ale asi nepodaří dodržet (podobně jako Ice Lake-SP pro servery sklouzlo až do roku 2021). Nyní Intel již uvádí, že samotná sériová výroba začne až v roce 2022, takže letos bude moci Intel poskytovat partnerům vzorky, což ale běžně probíhá již mnoho měsíců před vydáním. Oficiální vydání bude asi také v roce 2022 a fyzicky dostupné mají být procesory někdy v jeho první polovině. Je asi možné, že to sice nastane v Q2, ale CPU bude za začátku nedostatek takže snáze by byly k mání až v Q3 (takovýto pomalý rozjezd se přihodil i u Ice Lake-SP).
Někdy během roku 2022 má vyjít také Epyc 7004 Genoa (už s architekturou Zen 4, DDR5, PCIe 5.0 a na 5nm procesu) od AMD. Pozdržení Sapphire rapids tak znamená, že Intel bude mít se svým procesorem kratší náskok, než s čím se doteď počítalo. Ale Zen 4 a Epyc Genoa obzvlášť očekáváme spíš až závěrem roku, takže asi pořád platí, že vyjde až několik měsíců po nových Xeonech.
Tip: 5nm procesory AMD Zen 4: Epyc Genoa má 13 čipletů a 96 jader, v desktopu víc jader nebude
Procesory Sapphire Rapids s HBM2e (SPR-HBM) mají vyjít o něco později než standardní verze těchto procesorů, která bude bez HBM. Měly by se objevil „později v roce 2022“ (později je asi míněno v relativním smyslu, ne nutně tak, že půjde o pozdní část roku).
Galerie: Vzorek procesoru Intel Xeon Sapphire Rapids s čiplety a FPGA, dieshot
Zdroje: AnandTech, Tom's Hardware, Intel (1, 2)
