Clearwater Forest: что представила Intel в сегменте серверных CPU

Семейство Intel Xeon 6+ с кодовым именем Clearwater Forest — новое поколение серверных процессоров, ориентированное на гиперскейлеров, облачных провайдеров и операторов телекоммуникационной инфраструктуры. Флагман линейки — Xeon 6990E+ — несёт 288 ядер Darkmont, построенных по техпроцессу Intel 18A, и позиционируется компанией как наиболее производительный серверный чип за всю историю марки. В СервакМастер изучили доступные технические данные и подготовили детальный обзор платформы.

Почему Intel сделала ставку на чиплетную компоновку нового уровня

К моменту разработки Clearwater Forest конкурентная среда серверного рынка кардинально изменилась: AMD с линейкой EPYC последовательно занимала долю в облачных развёртываниях, а крупные гиперскейлеры начали требовать от поставщиков как можно большей плотности вычислительных ресурсов при снижении энергопотребления на стойку.

Intel ответила тремя параллельными технологическими решениями:

  • максимальная плотность ядер в одном физическом сокете — до 288 штук;
  • переход на передовой техпроцесс 18A с новым типом транзисторов;
  • трёхмерная чиплетная интеграция Foveros Direct 3D.

Clearwater Forest стал первым серийным серверным продуктом Intel, объединившим все три направления в рамках единой платформы.

Архитектура чипа: три уровня интеграции

Процессор собран по многоуровневой схеме:

  • 12 вычислительных плиток на базе Intel 18A (ядра Darkmont) расположены сверху над 3 активными базовыми кристаллами на базе Intel 3;
  • базовые кристаллы соединяются с 2 плитками ввода-вывода (Intel 7) через мосты EMIB с топологией 2.5D.

Техпроцесс Intel 18A принципиально отличается от предшественников двумя инновациями:

  1. Транзисторы RibbonFET — полупроводниковые затворы охватывают канал со всех сторон, снижая токи утечки и обеспечивая точное управление пороговым напряжением.
  2. Технология PowerVia — все силовые шины вынесены на обратную сторону кристалла, что повышает плотность стандартных ячеек более чем на 90% и сокращает потери по питанию на 4–5%.

Межчиплетные соединения Foveros Direct 3D с шагом бамп-контактов 9 мкм используют соединения медь-медь. Удельные энергозатраты на передачу данных между плитками — около 0,05 пДж/бит, что делает внутренний обмен практически бесплатным с точки зрения энергетики.

Микроархитектура ядра Darkmont

Darkmont представляет собой развитие энергоэффективной архитектуры Skymont с приростом IPC в 17% по сравнению с ядрами Crestmont, применёнными в платформе Sierra Forest. Ключевые параметры:

  • 9-широкий декодер (три кластера по три декодера);
  • буфер микроопераций расширен до 96 элементов;
  • 8-широкое распределение и 16-широкое освобождение ресурсов исполнения;
  • окно внеочередного исполнения — 416 записей;
  • 26 портов диспетчеризации.

Каждая вычислительная плитка объединяет 6 кластеров по 4 ядра Darkmont — итого 24 ядра на плитку. При 12 плитках суммарное число ядер на процессор достигает 288.

Иерархия кэш-памяти

Уровень Объём
L1-кэш инструкций 64 КБ на ядро
L2-кэш 4 МБ на кластер из 4 ядер (48 МБ на плитку)
Итого L2 576 МБ
L3-кэш 288 МБ
Суммарный LLC 864 МБ

Объём суммарного кэша LLC в 864 МБ — рекордный показатель для одного серверного сокета.

Модельный ряд Intel Xeon 6+ Clearwater Forest

Модель Ядра Макс. частота TDP L3-кэш
Xeon 6990E+ 288 3,2 ГГц (база 2,2 ГГц, все ядра 2,8 ГГц) 450 Вт / 330 Вт 576 МБ
Xeon 6980E+ 264 — 400 Вт / 300 Вт 528 МБ
Xeon 6970E+ 192 — — 480 МБ
Xeon 6960E+ 144 — — 432 МБ

Диапазон TDP по всей линейке — от 300 до 500 Вт. Платформа рассчитана на сокет LGA 7529 и поддерживает одно- и двухпроцессорные серверные конфигурации.

Подсистема памяти и ввода-вывода

Clearwater Forest предоставляет богатую периферийную обвязку:

  • 12 каналов DDR5 с частотой до 8000 МТ/с;
  • 96 линий PCIe 5.0;
  • 64 линии CXL 2.0 для пулинга памяти и когерентного доступа к ускорителям;
  • 6 каналов UPI 2.0 — до 24 ГТ/с на канал для межпроцессорного взаимодействия.

На каждой из двух плиток ввода-вывода размещено по 8 встроенных аппаратных ускорителей: Intel Quick Assist (QAT), Dynamic Load Balancer (DLB), Data Streaming Accelerator (DSA) и In-Memory Analytics Accelerator (IAA). Итого на процессор приходится 16 аппаратных ускорителей, что снижает нагрузку на вычислительные ядра при выполнении типовых дата-центровых задач.

Производительность: что показывают бенчмарки

По данным внутреннего тестирования Intel:

  • Против Intel Xeon 6780E (Sierra Forest, 144 ядра, 330 Вт): флагманский Xeon 6990E+ демонстрирует рост производительности в 2,26 раза при одновременном снижении энергопотребления на 36,3%.
  • Против AMD EPYC 9965 (Turin, 192 ядра Zen 5c, 500 Вт): при типовой загрузке сервера около 40% Clearwater Forest превосходит конкурента в среднем на 30% по производительности и обеспечивает на 30% больше операций на ватт; в задачах анализа рисков преимущество достигает 1,55×.
  • Криптография: ускорители QAT обеспечивают прирост до 15,2× относительно Sierra Forest и до 6,2× относительно EPYC по алгоритмам SMx и SHA.

Данные телекоммуникационного вендора Ericsson подтверждают реальную применимость заявленных цифр: один сервер на Clearwater Forest способен вытеснить двухпроцессорную платформу Sierra Forest с выигрышем 38% по энергопотреблению стойки и ростом производительности на ватт более чем на 60%.

Целевые ниши и конкурентный контекст

Clearwater Forest оптимален там, где важны высокая плотность параллельных потоков и контролируемое энергопотребление:

  • облачные многопоточные нагрузки (веб-сервисы, контейнерные платформы, виртуализация);
  • телекоммуникационная инфраструктура 5G и пограничные вычисления (edge);
  • задачи шифрования, сжатия и маршрутизации трафика в масштабе операторских сетей.

Важный контекст: AMD уже выпустила в серийное производство 256-ядерные процессоры EPYC Venice на архитектуре Zen 6, поэтому текущее преимущество Intel по числу ядер в одном сокете конечно. Тем не менее Clearwater Forest доказывает промышленную зрелость техпроцесса 18A на сложных многочиплетных изделиях. Модульная схема Foveros Direct 3D задаёт архитектурный шаблон для следующего поколения — Diamond Rapids на высокопроизводительных ядрах Panther Lake.

Итог

Intel Xeon 6+ Clearwater Forest — один из наиболее технически проработанных серверных процессоров, вышедших за последние годы. Сочетание 288 ядер Darkmont на Intel 18A, суммарного кэша LLC 864 МБ, 12-канальной DDR5-8000 и 16 встроенных аппаратных ускорителей делает платформу весомым выбором для операторов дата-центров, которым нужна максимальная вычислительная плотность при предсказуемом энергопотреблении.

Если вас интересует подбор серверной платформы под конкретные задачи — специалисты СервакМастер помогут с выбором конфигурации и уточнят актуальное наличие оборудования.

Автор: редакция СервакМастер