以数据为中心 英特尔转型进行时

 

英特尔曾在上世纪80年代遭遇DRAM产量过剩危机,像是命运安排的试炼。但在安迪·格鲁夫的掌舵之下,英特尔转变了思维,从生产存储芯片变为生产微处理器,以此转危为安,阔步走在处理器领域,经历了接下来的互联网的变革,并且积累技术优势。在数字化时代下,足以应对数据带来的各种挑战。

当下,英特尔同样面临着市场竞争的压力,不过英特尔可以改变对市场方向节奏的把握,以布局的软硬件为出发点,用以解决技术应用的难题。

处理器:全面的数据计算

位于上海紫竹科学园区的英特尔亚太区研发中心,英特尔近期在这里举办了媒体探讨会,分享了英特尔以数据为中心的产品组合的核心技术,进行了六大技术支柱战略分享,涵盖制程&封装、架构、内存&存储、互连、安全、软件技术创新。

英特尔拥有全面的技术优势,试图将数据价值最大化,英特尔亚太研发中心的技术人员表示,智能互联设备带来了巨大的数据量增长,例如摄像头或无人车都是24小时不间断地产生数据。

大量数据的运作离不开CPU计算力的支持。在第一代至强可扩展处理器发布之后,其可扩展的性能获得全球用户的青睐。而在今年4月初,英特尔带来了第二代英特尔至强可扩展处理器,除了延续前一代的铜、银、金、铂式的产品分类以及性能的提升外,增加了针对英特尔傲腾数据中心级持久内存的支持、深度学习推理应用、并针对网络、云计算以及搜索提供了不同的专业对应型号,例如“Y”系列支持Speed Select技术,可以控制芯片内部能耗。“V”系列在同样的网速下,提供更高的核心数;“S”系列,针对搜索算法和业务特点进行了优化等。

当然除了至强系列处理器,英特尔在最近也发布了最新的1-1600SoC处理器,这是一款集外设网络、加速功能为一体,针对计算、网络、存储为一体的处理器,以及内核基于10nm技术的Agilex FPGA,可以直接访问CPU内存,无需映射,技术人员称为实现异构计算。同时应用了最新的3D封装能力,并且采用了介于传统FPGA和ASIC之间的技术eASIC,硅片面积和功耗大幅减少。以及还在开发的Nervana神经网络处理器和Movidius系列人工智能加速器。

全面的数据计算能力带来细分化的数据需求,英特尔技术人员表示,不同数据量和不同数据形态对普通的计算机架构有不同的要求,所以英特尔整合了现在已有的四大计算架构。针对标量计算、向量计算、矩阵计算和空间计算,来对应四类产品线,也就是CPU、GPU、AI加速器以及FPGA。

存储:发挥基础设施最佳作用

据IDC报道,在2015年-2025年间,每年数据将会以25%的速度增长,数据的增加呈指数级。而数据来源包括数据中心数据、边缘数据和终端数据。例如客户端、移动设备等基于不同端口的数据应用,对存储架构也有着不同的需求。对于用户来说,这将是一个巨大的挑战。

数据存取的容量、性能、延迟、可靠性及适应性都面临新的挑战,而英特尔傲腾数据中心级持久内存技术和第二代至强可扩展处理器,则打破了内存和存储的边界。从数据分布来看,数据被分为冷数据、热数据,再者还有一种为温数据。其中热数据是需要被计算节点频繁访问的在线类数据,对于离线类不经常访问的数据则被称为冷数据。

英特尔技术人员解释到,在通常计算机架构当中,热数据是存在DRAM当中,冷数据是存在不同速度的存储介质当中。DRAM层和SSD层的容量差别很大,SSD从容量上来看往往会是内存2-3个数量级的产别。其次,程序对计算会产生延迟的影响,容量很大甚至会达到毫秒级的延迟,那么,SSD与DRAM的延迟会达到了1000倍。同时数据放在盘里不用,再计算时需要从SSD读到内存过程中,也会造成读写的延迟。

英特尔通过创新介质3D Xpoint,不仅覆盖内存与SSD,其所要解决的问题是,如何填补DRAM和SSD之间的鸿沟。英特尔傲腾数据中心级持久内存具有两种工作模式,一种为应用直接访问模式,另一种是内存模式。前者,内存会直接取决于什么数据放置DRAM中,什么数据放到持久内存当中,并且数据访问存储不会经过中间环节,从而降低访问延迟,抵消SSD访问过程中存储所产生的开销,当然,前提是应用程序需要对硬件有所感知。后者,内存模式并没有用到持久性的特征,但是大容量的特点可以在系统当中,利用原生内存和持久化内存形成“缓存”关系,从而提供作为操作系统对操作软件大内存设备,以减少应用程序一致性的开销。

傲腾数据中心级持久内存打破了传统内存与存储的边界,即使掉电也不会丢失内存的数据,进一步提升了业务运行的性能。当然基于3D Xpoint,英特尔傲腾数据中心级SSD产品延迟更低,读写速度能够到纳米级别,更加接近DRAM。除了傲腾数据中心级SSD产品,英特尔3D NAND QLC产品更注重成本与可靠性,相关技术人员提到,得益于技术的进步,成本将会大幅度降低。QLC技术有着天然的优势,前景非常乐观,大概可以达到30%-40%,在持续改善NAND的制程之后,性能可以做到类似TLC。

结束语:

全面的数据计算和3D Xpoint是否能够代表如今数据洪流时代下的最佳硬件?未来会告诉我们答案。但是除了在处理器和存储的领先优势,英特尔在软件、网络及安全方面做着更深度的研发,例如oneAPI是为了更好地发挥软件的优势,兼具简便和可扩展、开放性和提供统一的开发体验,该项目或将在今年第四季度交付。同时,英特尔计划在今年第三季度,发布下一代以太网100G产品,其主要有两个创新技术,分别是针对特定的工作量提升应用性能,减抖动和延时,提高带宽的ADQ技术,还有DDP技术。在安全方面,英特尔去年成立了产品保障和安全部门,它的使命就是确定每一个事业部在设计产品的时候将安全纳为重要的考量。

如今的英特尔,早已不能再被称为处理器企业,在如今的数据大环境之下,英特尔实现了快速变身,从“芯片航母”跨越到以数据为中心,无论是六大支柱战略的布局,事实上也是技术的整合,从制程&封装,到芯片构架,再加上存储技术,以此跨越到互联技术、安全技术,通过oneAPI接口,使英特尔的产品优势惠及更广,助力企业释放数据的价值。