اینتل به تازگی اطلاعات جدیدی در مورد پردازنده‌های نسل بعدی Clearwater Forest “E-Core” Xeon خود با حداکثر ۲۸۸ هسته، بر اساس فرآیند پردازشی ۱۸A، منتشر کرده است.

اولین پردازنده 18A Xeon اینتل، Clearwater Forest، با 288 هسته E رونمایی شد، ارتقاء کامل با 12 چیپلت محاسباتی

خانواده‌ی نسل بعدی پردازنده‌های اینتل «Xeon» که فقط از E-Core استفاده می‌کنند و با کد Clearwater Forest شناخته می‌شوند، به زودی راه خود را به سرورها باز می‌کنند. درست همانطور که سری Xeon 6 به دو دسته‌ی P-Core و E-Core مانند Granite Rapids و Sierra Forest تقسیم شد، خانواده‌ی نسل بعدی Xeon را در دو دسته‌ی P-Core با نام‌های «Diamond Rapids» و E-Core با نام «Clear Water Forest» خواهیم دید. خانواده‌ی P-Core عملکرد بهینه شده و حجم کاری محاسباتی و هوش مصنوعی بیشتری را پوشش می‌دهد، در حالی که خانواده‌ی E-Core برای کارایی بهینه شده و حجم کاری با تراکم بالا/قابل توسعه را پوشش می‌دهد.

اینتل در ارائه Hot Chips 2025 خود، مشخص کرد که پردازنده‌های Clearwater Forest Xeon بر روی جدیدترین و بهترین فرآیند پردازشی 18A این شرکت ساخته خواهند شد که توسط Panther Lake در سمت کلاینت نیز استفاده می‌شود و اواخر امسال عرضه خواهد شد. برخی از نکات برجسته اصلی پردازنده جدید Xeon E-Core عبارتند از:

• جدیدترین فرآیند پردازشی اینتل، 18A: بهبود عملکرد و بهره‌وری انرژی
• جدیدترین معماری هسته با بهره‌وری اینتل: افزایش IPC برای فرآیند ۱۸A تنظیم شده است
• ساخت سه‌بعدی مستقیم اینتل Foveros: مسیرهای کوتاه‌تر با مصرف انرژی کمتر، LLC بزرگ‌تر
• افزایش پهنای باند حافظه: ۱۲ کانال DDR5-8000

با شروع از فناوری فرآیند، Clearwater Forest اینتل بر اساس 18A که قبلاً ذکر شد، ساخته شده است و از فلز پلیت (که اساساً قسمت بالا و پایین ترانزیستور را با لایه‌های فلزی برای بهبود راندمان انرژی می‌پوشاند) همراه با گیت سراسری استفاده می‌کند تا مزایای بی‌شماری فراتر از مقیاس‌بندی FET Z ارائه دهد.

باعث کاهش ظرفیت خازنی گیت می‌شود که باعث بهبود راندمان توان منطقی هسته، تراکم سلولی بالاتر استفاده از سلول بیش از 90٪، مسیریابی سیگنال بهبود یافته که به کاهش تأخیر RC و بهبود بیشتر راندمان کمک می‌کند و در نهایت، ارائه توان با اتلاف کم را با کاهش 4-5٪ ارائه می‌دهد.

در مورد معماری، اینتل از طراحی Darkmont E-Core خود برای Clearwater Forest بهره می‌برد که به‌روزرسانی‌ای برای Sierra Glen E-Coreهای مورد استفاده در Sierra Forest است.

بخش (OOE) نیز ارتقا یافته است، با تخصیص ۸ واحدی (افزایش ۶۰ درصدی) و کنار گذاشتن ۱۶ واحدی (افزایش ۲ برابری) برای موازی‌سازی اجرا. اندازه پورت ورود خارج از ترتیب با ۴۱۶ واحد ۶۰ درصد افزایش یافته است، در حالی که ۲۶ پورت اجرا، افزایش ۵۰ درصدی را در مقایسه با نسل قبلی ارائه می‌دهند.

در بخش (Execution Engine) برای رسیدگی به طیف وسیعی از بارهای کاری، ۲۶ پورت اجرا را در خود جای داده است، در حالی که سخت‌افزار اختصاصی، کارایی بهبود یافته‌ای را ارائه می‌دهد. واحدهای اجرای اعداد صحیح (Integer) و (Vector) دو برابر افزایش یافته‌اند، در حالی که واحد (Load Address Generation) شاهد افزایش ۱.۵ برابری و واحد (Store Address Generation) دو برابر شده است.

زیرسیستم حافظه اصلی ۵۰٪ افزایش به Three-Load داشته است در حالی که Two Store ثابت مانده است. صدور زودتر بارها می‌تواند به کاهش تأخیر کمک کند. Deep Buffering تا ۱۲۸ خطای L2 برجسته را پشتیبانی می‌کند (افزایش ۲ برابری)

اینتل همچنین از معماری ماژولار جدیدی در پردازنده‌های Xeon سری Clearwater Forest با نام “E-Core” بهره می‌برد. این معماری شامل ۴ مگابایت حافظه کش یکپارچه L2 با ۱۷ چرخه تأخیر در هر چهار هسته‌ای است که تا ۲۸۸ مگابایت حافظه کش L2 را فراهم می‌کند. حافظه L2 همچنین پهنای باند بسیار بالاتری را با افزایش تا ۲ برابر یا ۴۰۰ گیگابایت بر ثانیه ارائه می‌دهد. همچنین ۸ مگابایت LLC در هر چهار هسته‌ای (که روی کاشی پایه قرار دارد) وجود دارد و از آنجایی که ۷۲ عدد از این خوشه‌ها روی تراشه وجود دارد، در مجموع ۵۷۶ مگابایت LLC داریم.

طبق اندازه‌گیری‌های انجام شده در SpecIntRate’17، افزایش IPC معادل ۱۷ درصد ارزیابی شده است. هر هسته ۲۰۰ گیگابایت بر ثانیه پهنای باند را با حافظه کش L2 به اشتراک می‌گذارد، در حالی که یک اتصال داخلی فابریک با سرعت ۳۵ گیگابایت بر ثانیه، خوشه‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند.

اینتل هنگام ساخت Clearwater Forest کاملاً سه‌بعدی عمل کرد و در مجموع ۱۲ چیپلت پردازشی داشت که بر روی فرآیند ۱۸A ساخته شده‌اند. این چیپلت‌ها بر روی سه کاشی پایه جداگانه قرار می‌گیرند که شامل Fabric، LLC، کنترل‌کننده‌های حافظه و IO هستند و بر اساس فرآیند Intel 3 ساخته شده‌اند. اینترپوزر دو چیپلت I/O مبتنی بر Intel 7 را در خود جای داده و دارای IO، Fabric و شتاب‌دهنده‌های پرسرعت است. ارتباط توسط راهکار اتصال EMIB اینتل مدیریت می‌شود.

پس در مجموع:

• 12 تراشه CPU E-Core (Intel 18A)
• ۳ کاشی پایه (اینتل ۳)
• ۲ چیپلت ورودی/خروجی (اینتل ۷)

همچنین از یک شبکه یکپارچه و منسجم استفاده می‌کند که از مسیرهای کوتاه‌تر، منابع فلزی بیشتر و یک اتصال داخلی با چگالی بالا برای بهبود بهره‌وری انرژی بهره می‌برد.

در پایان، اینتل برخی از جنبه‌های عملکرد راهکار دو سوکته Clearwater E-Core Xeon را به اشتراک می‌گذارد. این پردازنده‌ها از حافظه ۱۲ کاناله DDR5-8000 با ظرفیت حداکثر ۳ ترابایت در یک سرور دو سوکته و پهنای باند حافظه تا ۱۳۰۰ گیگابایت بر ثانیه پشتیبانی می‌کنند. برای مقایسه، Sierra Forest اینتل از DRAM تا DDR5-6400 در ۱۲ کانال پشتیبانی می‌کند. این پلتفرم از ۲ عدد PCIe Gen5 با ۹۶ خط و ۶۴ خط CXL، ۱۴۴ عدد UPI (با سرعت ۵۷۶ گیگابایت بر ثانیه) پشتیبانی می‌کند و با یک راهکار ۵۷۶ هسته‌ای + ۱۱۵۲ مگابایت LLC، به حداکثر ۵۹ ترافلاپس می‌رسید که ۵۰۰۰ گیگابایت بر ثانیه پهنای باند خام را ارائه می‌دهد.

اینتل همچنین تجزیه و تحلیل رک بین پردازنده‌های نسل دوم اینتل زئون و تراشه‌های Clearwater Forest E-Core را به اشتراک گذاشت. یک رک ۶۰ سروری (۱۴۰۰ سرور) نسل دوم زئون را می‌توان با یک رک ۲۰ سروری (۱۸۰ سرور) جایگزین کرد که کاهش ۷۵۰ کیلوواتی توان ناوگان، ۷۱٪ کاهش فضا، افزایش ۳.۵ برابری بهره‌وری و ۲.۳۱ برابری vCPU/Rack را ارائه می‌دهد. بنابراین TCO با Clearwater Forest بسیار بهتر است.

انتظار می‌رود خانواده‌ی پردازنده‌های زئون Clearwater Forest اینتل در فصل‌های آینده عرضه شوند، بنابراین منتظر رونمایی بزرگ‌تری باشید.

خانواده‌های پردازنده‌های اینتل زئون (مقدماتی):