第五代至强背后的故事

2023年之光:第四代和第五代至强

距离今年年初发布第四代至强处理器的338天,英特尔再一次重磅出击——代号“Emerald Rapids”的第五代英特尔至强可扩展处理器(以下简称为第五代至强)跃然于世。该处理器具备在性能、能效、缓存等方面的多维提升,成为2023年英特尔在数据中心领域执行进程的完美收官之作。

一年内以出色的迭代性能迅速推进两款处理器,这一了不起的举措离不开英特尔内部精准的产品规划、井然有序的工作流程,以及超强的团队协作。而高达两位数的性能和能效攀升,不仅需要有领先的技术,也需要对处理器的深刻理解。对此,数据中心处理器架构高级首席工程师Irma Esmer Papazian十分有发言权。

Irma大学时代,计算机工程是学校的热门专业之一,抱着对未知事物的好奇心,Irma在这个人生重大转折点做出了自己的选择,也开启了她长达数十年的计算机工程从业生涯,其中在英特尔数据中心事业部就有30年之久。

1992 年,Irma硕士毕业后由校进入英特尔,她说:我在英特尔迅速成长,这是一份令人梦寐以求的工作。作为团队里最年轻,也是唯一的女性,她不断向更资深的同事学习多种经验。她在安腾处理器开发团队工作了近10年,于2005年转至至强团队。可以说,在此后的18年里,她亲历了至强发展整个过程。这对第五代至强的诞生至关重要,因为它正是需要一个兼具新、老面孔和思维的团队来打造的产品。

早在推进四代至强之际,第五代至强的研发工作便已井然有序地展开Irma在第四代至强开发结束时第五代至强的流片工作。彼时,大部分的团队成员在第四代至强推出后便转入了将于2024年推出的Granite Rapids开发团队,而Irma则在一年内两次加入产品研发团队,为新团队带来她在第四代至强开发方面的宝贵经验。

满足客户的需求是我们的目标

第五代至强的产品规划很简单:客户渴求更高的性能,但同时也不希望因为大功耗而导致成本上升。

芯片拓扑结构的改变让一切都成为可能——第四代至强最多拥有四个芯粒,而第五代至强则有两个密度更高、可以容纳更多核的更大DieIrma表示,这些更大的集群具有更高的L3缓存容量、4个内存通道和32个功能内核,更适合大型虚拟机。而且,它们还能够带来更低的延迟和能耗。

芯片结构确定后,Irma和团队开始研究如何进一步提高产品的性能和能效。在不改变芯片本身的的情况下,我们来看看还能如何进行优化。

为此,团队内部列出了一个表格,约有十几项功能优化以满足客户的需求。其中包括对现有能效功能的改进,譬如,在上一代产品的基础上优化对CPU核心的检测,并对其退出Idle Mode的阈值进行调整(在该模式下,CPU处于低功耗状态),从而使处理器更为合理地进行模式切换来满足工作需求;此外,第五代至强新增五级睿频的新功能,让AVX512使用率高的工作负载拥有更高的频率。

在推出新功能和优化产品性能的同时,他们还分析了第四代至强的不足之处。此外,为帮助新成员尽快上手,团队还开发了产品调试模板和分析指南,而为了保持工作的一致性,也会定期召开团队会议以同步工作进展。

Irma提到:我们通过一个有序的工作流程和方法,去培训整个团队,推动整体不断发展进步他们建立了工作表单,以帮助在团队内部实时更新数据和工作流程。与此同时,整个团队又注重最大程度地简化该流程,Irma说这反而是整个过程中最难的部分。

作为技术专家,我们希望集中精力研究技术问题和解决方案,希望在项目管理和流程上尽量少花时间。但是,为了能够在完美的时间点成功完成产品迭代,甚至超前完成目标,所以我们必须加倍努力去完善整个工作流程。

我们遇到任何问题都会总结一份重点报告包括:问题是什么?根本原因是什么?应该如何解决?如何才能避免下一代产品遇到同样的问题?亲身经历过这一切之后,我发自内心为整个第五代至强研发团队感到无比自豪。验证、架构、设计和制造团队齐心协力,在预定时间内实现了最佳的产品性能。

团队协作的力量

当投入日常工作时,人们总是忙忙碌碌,容易纠结细节,也容易过于专注手头的工作。

Irma说:某些时候,你太努力工作了,以至于失去了大局观。我总是试图强调全局,也就是一个人正在做的事情与最终目标之间的关系,所以设定长远目标很有用。而且,我也一直提醒大家,每个人都不孤单,我们是一个团队,应该善于运用集体的智慧。遇到问题,不要埋头苦干,先看看问题是否已经被同事解决了,这样的话,只需改进即可她补充道,团队每个人的贡献很重要,而他们觉得自己在团队中是有价值这也很重要。

如果一个人做了工作并付出努力,他们应该得到正面的反馈,并知道自己的努力被看到、被认可。我们作为一个团队开展工作时,我们非常强调这一点。” Irma认为,鼓励成员寻求帮助,认可他们的辛勤工作,并培养尊重个人的企业文化,才是去面对未来可能出现的问题的解决方案。

工程师是不断发明创造、推动技术发展的肱骨力量,在技术开发过程中,工程师所遇到的难题,也永远绝非是最后一个,所以,学会站在巨人的肩膀上极为重要,在前沿技术的研发环境中尤其如此。

随着第五代至强处理器的成功上市Irma将注意力转向了备受瞩目的人工智能。目前,我正在研究AI以及大语言模型在CPU上的性能扩展。

瞧,总有新的挑战和问题需要我们去解决。

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