英特尔 Ice Lake 对于高性能计算市场意味着什么

等待已经结束，尘埃终于落定。近日，英特尔正式发布了 10 纳米数据中心 CPU，即代号为 Ice Lake 的第三代英特尔至强可扩展处理器。英特尔称，Ice Lake-SP 平台每个处理器最多包含 40 个“Sunny Cove”核心，其中内置加速功能和新指令，可显著提高人工智能、高性能计算、网络和云工作负载的性能。

除了把核心数从上一代 Cascade Lake 的 28 个增加到 40 个以外，Ice Lake 还提供每插槽 8 个 DDR4-3200 内存通道，每个插槽最多 64 个第四代 PCIe 通道，而上一代产品只提供 6 个 DDR4-2933 通道、每个插槽最多支持 48 个第三代 PCI 通道。

英特尔透露，凭借这些增强功能以及用于计算加速的 AVX-512 和用于人工智能加速的深度学习加速，Ice Lake 与上一代相比使数据中心负载性能平均提高了 46%，高性能计算的平均性能则提高了 53%。在早期进行的内部基准测试*中，英特尔 Ice Lake 处理器在运行主要高性能计算、人工智能和云应用时的性能也超过了近期发布的代号为Milan的AMD第三代霄龙处理器。

Intersect360 Research 首席研究官 Dan Olds 表示：“英特尔相对于 AMD 的定位肯定比以前更好。从英特尔对比前一代产品的基准测试来看，WRF 高出近 60％，蒙特卡洛算法高出 70％，Linpack 高出 38％，HPCG 高出 41％——HPCG 是稳定性测试，对于客户而言意义重大。”此外 Olds 也表示，英特尔 Ice Lake 表现出的代际性能提升 50%是一件大事，“这个成就相当巨大。”

在高性能计算市场，为什么说英特尔的代际性能提升意义重大？据外媒数据显示，目前英特尔是高性能计算领域的领先供应商，估计占有 94%的市场份额。凭借其声誉卓著的 x86 指令集和服务器硬件，确保了其绝对的领导地位。因此，对于绝大多数高性能计算客户而言，英特尔最需要的其实是自我超越。

Supermicro 公司负责现场应用工程的高级副总裁 Vik Malyala 告诉 HPCwire，他们的客户渴望充分利用 Ice Lake 中的第四代 PCIe 和更高的核心密度。他说：“对于我们的客户来说，长期以来一直针对英特尔架构对许多工作负载进行优化。这就是为什么我们的许多客户愿意等待，而不是转而采用其他产品。”

与上一代产品（28 个核心、ISO 频率、ISO 编译器）相比，Ice Lake 的 IPC 提高了 20%，并在一系列负载上提高了单核性能，如下图所示（对比8380 和8280）。

在地球系统建模、金融服务、制造以及生命和材料科学的行业标准基准测试应用中，我们可以观察到显著的性能提升。下图展示了运行 12 个高性能计算应用时的提升，其中包括：天气预报软件 WRF 的性能提高了 58%，蒙特卡洛算法的性能提高了 70%，OpenFoam 的性能提高了 51%，NAMD 的性能提高了 57%。

英特尔副总裁兼高性能计算部总经理 Trish Damkroger 表示，将 NAMD（一种生命科学中使用的分子动力学软件）的性能提高 57％只是一个开始。英特尔与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的 NAMD 团队合作，进一步优化了性能，实现了 2.43 倍（143％）的代际性能提升。Damkroger 说：“这全都要归功于 AVX-512 优化。”

Hyperion Research 高级顾问 Steve Conway 告诉 HPCwire：“毋庸置疑，英特尔 x86 能够轻松主导全球高性能计算市场上的处理器类型。” Conway 表示：“从已公布的基准来看，Ice Lake 代表着一个巨大的技术进步。Ice Lake 最重要的优势是，它能够有效服务现有和新兴的高性能计算市场，特别是人工智能、云、企业和边缘计算。这是在未来数据中心市场获得成功的关键。”

针对这一趋势，英特尔副总裁兼人工智能、高性能计算、数据中心加速器解决方案与销售总经理 Nash Palaniswamy 在与 HPCwire 的书面交流中写道：“人工智能和高性能计算的融合正在成为现实，第三代至强可扩展处理器使支持多种应用的动态可重构数据中心成为可能，客户对此感到非常兴奋。我们最新的第三代至强可扩展处理器为人工智能负载提供强大动力支持，与我们竞争对手的 64 核处理器相比，使用我们的 40 核 CPU 可以将图像识别性能提高 25 倍。”

目前，第三代至强处理器现在可以通过诸多 OEM、ODM、云提供商和渠道合作伙伴获取。思科、戴尔、技嘉、HPE、联想、Supermicro 和 Tyan 等发布合作伙伴推出了搭载全新英特尔 CPU 的全新或升级版服务器，Oracle 已经宣布了基于全新至强处理器的计算实例的优先预览版。预计未来也会有更多相关产品发布。