كشفت إنتل النقاب عن Clearwater Forest ، الجيل الجديد من معالجات Xeon 6+ لمراكز البيانات، والتي تُدشّن عقدة Intel 18A وتصميمًا ثلاثي الأبعاد طموحًا. يجمع هذا المنتج بين عمليات التصنيع والتغليف وهندسة النظام بهدف زيادة كثافة الحوسبة والأداء لكل واط دون تغيير بيئة x86 الأساسية.
تُعطي هذه العائلة الأولوية للكفاءة وقابلية التوسع، حيث تتميز بنوى داركمونت المُصممة خصيصًا للخوادم ، وسعة تخزين مؤقت مشتركة كبيرة، ووحدات تحكم موزعة للذاكرة. وبفضل تقنية التغليف ثلاثي الأبعاد Foveros Direct وتقنية الربط البيني EMIB، تزيد الشريحة من عرض النطاق الترددي الداخلي، وتتيح تكوينات تصل إلى 288 نواة E لكل مقبس، ما يجعلها مثالية لأحمال العمل السحابية والاتصالات.
التصميم ثلاثي الأبعاد وعقدة Intel 18A على Xeon 6+
يتضمن التحول إلى معالج Intel 18A عنصرين أساسيين: ترانزستورات RibbonFET (ترانزستورات محيطة بالبوابة) وتقنية PowerVia (توصيل الطاقة من الجهة الخلفية). تُمكّن الأولى من تبديل أكثر كفاءة من خلال إحاطة رقائق السيليكون، بينما تُقلل الثانية من الازدحام والفقد عن طريق فصل الطاقة عن الإشارات، مما يُؤدي إلى فوائد واضحة في الكثافة واستهلاك الطاقة.
يكمن سرّ التغليف في تقنية Foveros Direct 3D ، التي تُركّب وحدات الحوسبة مباشرةً على القواعد باستخدام وصلات نحاسية يبلغ قطرها حوالي 9 ميكرومتر ، مما يقلل المقاومة وتكلفة الطاقة للاتصال (حوالي 0,05 بيكو جول/بت ). يُمكّن هذا النهج من تصغير حجم الوحدات بدقة عالية ودمج المكونات غير المتجانسة.
بالإضافة إلى الربط البيني لـ EMIB ، فإن النتيجة هي نظام فرعي داخلي يصل عرض نطاقه إلى 1,9 ضعف مقارنة بالجيل السابق، وهو قادر على دعم عدد أكبر من النوى وحركة مرور الإدخال/الإخراج دون زيادة زمن الوصول أو استهلاك الطاقة.
لتحسين التكاليف والأداء، يمزج نظام Clearwater Forest بين عمليات التصنيع : تُصنع وحدات الإدخال/الإخراج على معالجات Intel 7، والوحدات الأساسية على معالجات Intel 3، ووحدات الحوسبة على معالجات Intel 18A. يتيح هذا المزيج تحقيق التوازن بين العقدة الأكثر تطوراً حيث تساهم بشكل أكبر، مع الحفاظ على التوافق والنضج في الوحدات الأخرى.
Darkmont E-cores، ذاكرة التخزين المؤقت والذاكرة
تُعدّ معالجات Darkmont E-cores جوهر معالج Clearwater Forest ، وهي مصممة لتحقيق أقصى أداء لكل واط في تطبيقات الخوادم. وبالمقارنة مع الجيل السابق، تتضمن هذه المعالجات تحسينات في مُتنبئ التفرعات ، وقدرة فك تشفير أكبر، ومنافذ تنفيذ أكثر، وضعف قوة الحوسبة المتجهة ؛ حيث تُشير تقديرات Intel إلى زيادة بنسبة 17% تقريبًا في عدد التعليمات المنفذة في الدورة الواحدة (IPC) مقارنةً بمعالجات Crestmont.
تزيد هذه البنية من الكثافة من خلال تنظيم ما يصل إلى 288 نواة معالجة من نوع E لكل مقبس في وحدات مدمجة. يُفضّل هذا النهج دمج الخدمات المصغّرة والحاويات، حيث يُقلّل العدد الكبير من الخيوط الفعّالة من تكاليف التشغيل ويُحسّن استخدام الموارد لكل رف.
لدعم هذا العدد الكبير من العمليات، تدمج الوحدات الأساسية الذاكرة والتخزين المؤقت: يوجد 192 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثالث لكل وحدة أساسية ( 576 ميجابايت إجمالاً لكل وحدة معالجة مركزية) وما يصل إلى 288 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني موزعة على كل مجموعة. علاوة على ذلك، يتضاعف عرض النطاق الترددي لذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني، مما يؤثر بشكل مباشر على زمن الاستجابة والإنتاجية للعمليات المكثفة.
فيما يتعلق بالذاكرة، يتم توزيع وحدة التحكم عبر المقابس باستخدام 12 قناة DDR5 قادرة على الوصول إلى سرعة نقل بيانات تصل إلى 8000 ميجا نقلة/ثانية . يُحسّن هذا التكوين من سرعة نقل البيانات إلى النوى E، ويقلل من الاختناقات، ويتيح استخدام وحدات ذات سعة وتردد أكبر لذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) .
الربط البيني، وعمليات الإدخال والإخراج، والأداء في مراكز البيانات
يشتمل التصميم المعياري على 12 وحدة معالجة (Intel 18A) مكدسة فوق 3 وحدات أساسية (Intel 3)، متصلة عبر EMIBs . وتعيد وحدات الإدخال/الإخراج استخدام قاعدة Granite Rapids من Intel 7، مما يوفر اتصالاً متطوراً ومسرعات تم التحقق من صحتها بالفعل في بيئات الإنتاج.
- منصة: التكوينات 1S / 2S و TDP لكل وحدة معالجة مركزية 300 إلى 500 واط.
- الترابطات: فوق 96 PCIe 5.0, 64 سي اكس ال 2.0 وإلى 6 روابط UPI 2.0 عند 24 جيجا/ثانية.
- المسرعات: فوق 16 متكامل (4 المساعدة السريعة، 4 موازن الحمل الديناميكي، 4 مُسرِّع تدفق البيانات ذ 4 مُسرِّع التحليلات في الذاكرة).
- الأمن والإدارة: إنتل SGX, إنتل TDX، قياس الطاقة عن بعد مع إنتل AET y محدد معدل التوربو.
من حيث الأداء، أفادت الشركة بتحسينات تصل إلى 1,9 ضعف مقارنةً بحلول Xeon السابقة القائمة على معالجات E-core، إلى جانب زيادة بنسبة 23% في كفاءة الطاقة الإجمالية. أما بالنسبة لتحديثات المنصات القديمة، فقد سُجّلت نسب دمج تصل إلى 8:1 ، مما يُسهم في خفض تكاليف التشغيل واستهلاك الطاقة.
كما أظهرت شركة إنتل تأثيرات البنية التحتية مثل انخفاض المساحة المادية بنسبة تصل إلى 71% وتوفير مئات الكيلوواط في حالات الترقية، وهي أرقام تتماشى مع التركيز على الكثافة والإدارة واسعة النطاق والأمان المتكامل للحوسبة السحابية وشبكات الجيل الخامس.
من المتوقع أن يكون Clearwater Forest متاحًا تجاريًا في عام 2026. في هذه الأثناء، يمكن لنظام x86 البيئي وشركاء OEM/CSP الاستعداد للانتقالات من خلال الاستفادة من مزيج Intel 18A ، وتغليف 3D Foveros ، وذاكرة DDR5 الأسرع، ومجموعة من المسرعات التي تسهل تحسين أحمال عمل الشبكة والتخزين والتحليلات داخل الذاكرة.
يجمع معالج Xeon 6+ Clearwater Forest بين المعالجة المتطورة ، والهندسة المعمارية ثلاثية الأبعاد ، ونوى Darkmont لزيادة الكثافة لكل مقبس، وتوسيع ذاكرة التخزين المؤقت المشتركة إلى 576 ميجابايت ، وتوفير 12 قناة DDR5 ، ووحدات إدخال/إخراج من الدرجة الأولى (تصل إلى 96 PCIe 5.0 )، مع التركيز على عمليات النشر المؤسسية التي تسعى إلى تحقيق الأداء الأمثل لكل واط وقابلية التوسع.
