Intel公布Xeon未来规划，全新指令集加持，AI性能暴增11倍

雷锋网 (公众号：雷锋网) 消息，Intel在圣克拉拉举行的Data-Centric创新峰会上，公布了其2018~2019年的官方Xeon处理器发展路线图。正如预期的那样，Intel向外界确认了其即将推出的Cascade Lake、Cooper Lake-SP和Ice Lake-SP服务器平台。

Intel很早就明白，单一一种芯片尺寸并不适用于所有产品，许多客户需要定制/优化的Xeon处理器来运行他们的独门应用程序和算法。谷歌是第一家在2008年得到半定制Xeon的公司，至今已有超过一半的Intel Xeon处理器是针对特定客户的特定工作负载定制的。

也就是说，Intel未来的许多Xeon处理器都将具备独特的功能，只有在选定客户端才能使用，而这些客户常常希望保密他们的IP，因此这些处理器将不受英特尔公共路线图的限制。同时就英特尔的CPU和平台而言，两者都应该为各种定制方式做好准备，无论是处理器架构、分级加速，还是添加离散的特殊用途加速器。

在服务器处理器方面，Intel历来处于12~18个月的更新周期上。在Intel的Xeon发展计划中，Cascade Lake处理器将在2018年第四季度（几个月后）发货。通常情况下，Intel不会制造内部竞争，也不会频繁发布新的服务器平台。

而依照目前的情况，预计今年晚些时候，英特尔将发布其Cascade Lake服务器平台，接下来，Intel下一代处理器Cooper Lake-SP将于2019年推出，比几周前报道的要好几个季度。再往后，Ice Lake-SP处理器预计将在2020年推出。

可以看出，Intel正在推动服务器市场的快速更新。典型的服务器处理器市场更新周期较慢，因此Intel希望通过为产品增加特色功能来加快产品迭代。而据一些媒体报道称如果英特尔想保持高收入，就必须提高这些新功能产品的价格，以抵消产品升级的投入，保持整体收入水平。

（PS：Intel尚未正式公布其Cooper Lake和Ice Lake平台Xeon产品的发布时间表，上述时间为依据现状推测的结果。）

Cascade Lake主要依赖于去年推出的Skylake-SP平台（在内存支持方面将有一些重大改进），而Cooper Lake和Ice Lake将使用全新的硬件平台，Cooper Lake-SP和Ice Lake-SP平台将使用全新的LGA4189 CPU插槽，并且每路处理器将支持8通道内存，但Cooper Lake仍将使用14nm工艺制造，Ice Lake才会用上10nm工艺。

此外Cascade Lake处理器还将支持AVX512_VNNI深度学习指令集（该指令集最初计划为Ice Lake-SP处理器的一部分，但现在提前到了Cascade Lake）。而Cooper Lake则会增加名为BFLOAT16的新指令集。Ice Lake很可能也会有新的指令，但目前还没有提到。

VNNI，即可变长度神经网络指令集，其本质是让AVX-512单元支持8位INT数据的运算。VNNI还有一个名为VNNI4的变种指令集，它曾在Xeon Phi家族中针对机器学习应用而研发的Knights Mill处理器上出现。Intel称，VNNI指令集可让Cascade Lake处理器的机器学习性能相比Skylake-SP提升11倍。

而BFLOAT16最近被谷歌使用的数据格式，其类似于16位浮点数，字母“B”代表大脑，表示它是深度学习所需的数据格式。它与标准16位浮点数的不同之处在于对数字的定义方式。

标准浮点数将位分为符号，指数和分数，在IEEE 754标准中，16位浮点数由1位符号、5位指数及10位小数组成，可以提供一个良好的混合精度小数，也提供了足够大的数值范围。

而BFLOAT16则是使用1位作为符号，8位作为指数，7位作为分数，这样的定义方式可以提供与32位浮点数相同的数值范围，但其精度有所降低。机器学习能够很好的适应这种低精度的数据，因此BFLOAT16可以很好的取代标准32位浮点数。

在安全性方面，随着Spectre和Meltdown以及其他侧通道攻击的出现，Intel和微软正在马不停蹄的通过各种补丁来解决这些问题，而这些漏洞补丁会导致处理器性能的下降——在Skylake-SP Xeon W平台上，修复Spectre和Meltdown漏洞会造成3%~10％不等的性能损失。因此业内希望Intel可以在新产品上硬件修复这些漏洞，并避免打补丁所带来的副作用。

新Xeon还将支持通过分区减少侧通道攻击以保证硬件安全。不过关于新处理器是否已经在硬件上封堵了漏洞、对性能有何影响、是否需要新芯片组的支持等问题，此次Intel所展示的信息却没有很好的讲清，仍然是很大的问号。

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