На конференции Hot Chips 2023 компания Intel рассказала, как в ближайшем будущем переосмыслит свои серверные процессоры. Были раскрыты подробности о строении Granite Rapids и Sierra Forest, которые выйдут в следующем году. Эти процессоры станут модульными, легко масштабируемыми и получат чиплетную (тайловую в терминологии Intel) компоновку. В их составе будет использоваться до трёх вычислительных чиплетов и до двух чиплетов ввода-вывода.
Как следует из доклада Intel, чиплетное строение процессоров будет внедряться не только в потребительских Meteor Lake, но и в серверных Granite Rapids и Sierra Forest, которые выйдут в 2024 году в рамках платформы Birch Stream. Вычислительные чиплеты обоих процессоров будут производиться по технологии Intel 3, следующей после Intel 4, применяемой при изготовлении Meteor Lake, и первой, в которой компания собирается использовать EUV-литографию. В единое целое составляющие Granite Rapids и Sierra Forest чиплеты будут соединяться посредством мостиков EMIB.
Несмотря на то, что оба типа процессоров ориентированы на одну и ту же платформу, разница между ними концептуальная. Granite Rapids будет строиться на производительных ядрах, а Sierra Forest станут процессорами, сделанными исключительно из энергоэффективных ядер. Это и определит состав их чиплетов. Таким образом, в отличие от потребительских CPU, применять гибридный дизайн в серверных решениях Intel не собирается.
В производительных P-ядрах будущих серверных CPU найдёт применение архитектура Redwood Cove, которая дебютирует ещё в Meteor Lake. Ядра Redwood Cove получат увеличенный до 64 Кбайт L1-кеш для инструкций, оптимизации в предсказании ветвлений, улучшенные алгоритмы работы с памятью и проч. Чиплеты, основанные на Redwood Cove, предположительно смогут получить до 40 ядер и до 160 Мбайт L3-кеша, что в теории позволит построить 120-ядерный Granite Rapids с почти полугигабайтным кешем.
Энергоэффективные E-ядра также перейдут на общую с Meteor Lake архитектуру Crestmont, в которой, как и в Redwood Cove, найдут своё место некоторые оптимизации. При этом такие ядра сохранят кластерную компоновку с единым на четыре ядра L2-кешем объёмом 4 Мбайт. Благодаря специальному «уплотнённому» дизайну, Intel намеревается упаковать в одном чиплете до 72 Е-ядер, что означает теоретическую возможность появления 144-ядерных Sierra Forest. Существует и обратная возможность — в кластере Crestmont два ядра могут деактивироваться, что позволит создавать варианты Sierra Forest с увеличенным объёмом кеш-памяти. Поддержка AVX-512 в Crestmont ожидаемо не появится, но зато Intel говорит о том, что процессоры Sierra Forest не выйдут за пределы 205 Вт по тепловому пакету, даже если они обладают более чем сотней ядер.
В отличие от AMD, которая размещает контроллер памяти в чиплете ввода-вывода, Intel собирается оставить контроллер памяти в одном чиплете с вычислительными ядрами. Каждый чиплет получит поддержку восьми каналов DDR5, но в целом серверные процессоры будут оперировать не более чем 12 каналами памяти, даже при их сборке из трёх вычислительных чиплетов. В то же время встроенный контроллер памяти будет серьёзно переделан, он получит поддержку не только привычных DIMM, но и новых MCR-модулей (с мультиплексированными рангами) в которых на уровне архитектуры заложено параллельное использование рангов. Эта техника, по расчётам Intel, увеличит пропускную способность на 30-40 %.
Что же касается чиплетов ввода-вывода, то в них разместится универсальный контроллер UPI/PCIe 5.0/CXL 2.0, внешние интерфейсы и, при необходимости, дополнительные сопроцессоры. Такие чиплеты будут изготавливаться по технологии Intel 7, и в одном серверном процессоре их может быть сразу два. В общей сложности это позволит реализовать в Xeon до 136 линий PCIe 5.0/CXL 2.0 и до 6 межпроцессорных соединений UPI.
Согласно существующей версии планов, первыми на рынок придут процессоры Sierra Forest, но Granite Rapids должны быть выпущены «вскоре после них». В недавнем квартальном отчёте Intel указала, что техпроцесс Intel 3 внедряется по плану и будет развёрнут для серийного производства в первой половине 2024 года. Это означает, что первые Sierra Forest могут быть анонсированы менее, чем через год.