Intel公布Xeon未來規劃，全新指令集加持，AI性能暴增11倍

雷鋒網消息，Intel在聖克拉拉舉行的Data-Centric創新峰會上，公布了其2018~2019年的官方Xeon處理器發展路線圖。正如預期的那樣，Intel向外界確認了其即將推出的Cascade Lake、Cooper Lake-SP和Ice Lake-SP伺服器平台。

Intel很早就明白，單一一種晶元尺寸並不適用於所有產品，許多客戶需要定製/優化的Xeon處理器來運行他們的獨門應用程序和演算法。谷歌是第一家在2008年得到半定製Xeon的公司，至今已有超過一半的Intel Xeon處理器是針對特定客戶的特定工作負載定製的。

也就是說，Intel未來的許多Xeon處理器都將具備獨特的功能，只有在選定客戶端才能使用，而這些客戶常常希望保密他們的IP，因此這些處理器將不受英特爾公共路線圖的限制。同時就英特爾的CPU和平台而言，兩者都應該為各種定製方式做好準備，無論是處理器架構、分級加速，還是添加離散的特殊用途加速器。

在伺服器處理器方面，Intel歷來處於12~18個月的更新周期上。在Intel的Xeon發展計劃中，Cascade Lake處理器將在2018年第四季度（幾個月後）發貨。通常情況下，Intel不會製造內部競爭，也不會頻繁發布新的伺服器平台。

而依照目前的情況，預計今年晚些時候，英特爾將發布其Cascade Lake伺服器平台，接下來，Intel下一代處理器Cooper Lake-SP將於2019年推出，比幾周前報道的要好幾個季度。再往後，Ice Lake-SP處理器預計將在2020年推出。

可以看出，Intel正在推動伺服器市場的快速更新。典型的伺服器處理器市場更新周期較慢，因此Intel希望通過為產品增加特色功能來加快產品迭代。而據一些媒體報道稱如果英特爾想保持高收入，就必須提高這些新功能產品的價格，以抵消產品升級的投入，保持整體收入水平。

（PS：Intel尚未正式公布其Cooper Lake和Ice Lake平台Xeon產品的發布時間表，上述時間為依據現狀推測的結果。）

Cascade Lake主要依賴於去年推出的Skylake-SP平台（在內存支持方面將有一些重大改進），而Cooper Lake和Ice Lake將使用全新的硬體平台，Cooper Lake-SP和Ice Lake-SP平台將使用全新的LGA4189 CPU插槽，並且每路處理器將支持8通道內存，但Cooper Lake仍將使用14nm工藝製造，Ice Lake才會用上10nm工藝。

此外Cascade Lake處理器還將支持AVX512_VNNI深度學習指令集（該指令集最初計劃為Ice Lake-SP處理器的一部分，但現在提前到了Cascade Lake）。而Cooper Lake則會增加名為BFLOAT16的新指令集。Ice Lake很可能也會有新的指令，但目前還沒有提到。

VNNI，即可變長度神經網路指令集，其本質是讓AVX-512單元支持8位INT數據的運算。VNNI還有一個名為VNNI4的變種指令集，它曾在Xeon Phi家族中針對機器學習應用而研發的Knights Mill處理器上出現。Intel稱，VNNI指令集可讓Cascade Lake處理器的機器學習性能相比Skylake-SP提升11倍。

而BFLOAT16最近被谷歌使用的數據格式，其類似於16位浮點數，字母「B」代表大腦，表示它是深度學習所需的數據格式。它與標準16位浮點數的不同之處在於對數字的定義方式。

標準浮點數將位分為符號，指數和分數，在IEEE 754標準中，16位浮點數由1位符號、5位指數及10位小數組成，可以提供一個良好的混合精度小數，也提供了足夠大的數值範圍。

而BFLOAT16則是使用1位作為符號，8位作為指數，7位作為分數，這樣的定義方式可以提供與32位浮點數相同的數值範圍，但其精度有所降低。機器學習能夠很好的適應這種低精度的數據，因此BFLOAT16可以很好的取代標準32位浮點數。

在安全性方面，隨著Spectre和Meltdown以及其他側通道攻擊的出現，Intel和微軟正在馬不停蹄的通過各種補丁來解決這些問題，而這些漏洞補丁會導致處理器性能的下降——在Skylake-SP Xeon W平台上，修復Spectre和Meltdown漏洞會造成3%~10％不等的性能損失。因此業內希望Intel可以在新產品上硬體修復這些漏洞，並避免打補丁所帶來的副作用。

新Xeon還將支持通過分區減少側通道攻擊以保證硬體安全。不過關於新處理器是否已經在硬體上封堵了漏洞、對性能有何影響、是否需要新晶元組的支持等問題，此次Intel所展示的信息卻沒有很好的講清，仍然是很大的問號。

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