核心翻倍，缓存翻五倍！详解英特尔至强6+ E-cores背后的硬核科技

日前，英特尔发布了全新的至强6+ E-cores系列处理器，代号Clearwater Forest。作为英特尔18A工艺在数据中心市场的首批产品，至强6+ E-cores系列处理器最高将集成288个物理核心和576 MB缓存，基础频率2.2 GHz，最高Boost频率3.2 GHz，TDP则为450 W。高密度型号预计将采用与至强P-cores系列处理器一样，采用LGA 7529接口。

英特尔至强6+ E-cores系列处理器

如此高的核心规格能为数据中心带来极致的计算密度，继而让标准机柜同时承载更多业务，实现更多效能。对于网络基础设施、媒体应用、Web应用、云原生、云服务、存储、数据库等核心场景而言，英特尔至强6+ E-cores系列处理器就是节能和效率的代名词。

Intel 18A工艺+3D封装技术+架构升级，至强6+带来质变

英特尔至强6+ E-cores系列处理器核心特性一览

英特尔至强6+ E-cores系列处理器相对于此前代号为Sierra Forest、采用Intel 3工艺的至强6 6700 E系列处理器而言，带来了诸多核心特性的巨幅提升：

最大核心数x2：最大核心数量从此前的144核直接翻倍为288核心（定制化的Sierra Forest-AP除外），能带来极致的每Socket计算密度，可在大幅降低数据中心运营成本的前提下，提升传统及AI业务容量。

缓存容量x5.3：三级缓存容量从之前的108 MB巨幅增加至576 MB。更大的缓存容量能显著提升命中率。这意味着处理器能大幅减少虚拟化、容器等云业务场景中可能出现的资源争用现象，从而提升所有业务的总体表现。

IPC性能提升17%：英特尔至强6+ E-cores处理器采用了全新设计的Darkmont E-core架构，Decode宽度从2x3升级为3x3，指令带宽提升50%；微指令队列从64条增加至96条，乱序执行宽度从6宽增加至8宽，执行端口从17个增加至26个，改进了分支预测架构，整数与向量执行吞吐量翻倍，L2缓存带宽翻倍至400 GB/s……一系列改进带来了17%的IPC性能提升。

而在安全层面，Darkmont E-core架构也增加了对SHA 512、SM3、SM4等加密算法的硬件支持，这能让处理器在各类云原生、网络和Web应用中获得更好安全表现的同时，降低流量加密所带来的性能开销。

Intel 18A工艺：英特尔至强6+ E-cores处理器是数据中心领域首款采用Intel 18A工艺的产品。除缩小晶体管尺寸之外，Intel 18A工艺还采用了名为RibbonFET的GAA（Gate-All-Around，全环绕栅极）设计。相对于其他工厂的GAA设计，Intel 18A工艺将栅极环绕的通道数从3个增加为4个，能带来相对更高的有效驱动电流和更低的整体功耗。

此外，Intel 18A工艺还采用了更先进的背部供电技术。通过将供电层移至半导体晶圆背部，新工艺能够有效降低数据线与供电线混布所带来的寄生电容、电磁干扰、布线空间受限、发热、延迟增加等一系列问题，为芯片创造更好的运行环境。

伴随工艺的大幅进化，采用Intel 18A工艺的至强6+ E-cores处理器仅需450W TDP便能驱动288核心满速运行，平均每核心功耗仅1.56瓦，比上代产品的2.29瓦节能32%；而这还是在缓存容量增加5.3倍，IPC性能提升17%，频率提升200 MHz的前提下实现的。

3D封装工艺：至强6+ E-cores处理器是英特尔首次将Foveros 3D封装技术应用在量产处理器中。与之前所使用的2.5D封装不同，使用Foveros 3D封装技术的Clearwater Forest直接将计算Tile垂直堆叠在了三级缓存Tile的上方，由此降低了芯片的总面积。

以顶级的英特尔至强6990E+为例，其包含了3个Active Base Tile，使用Intel 3工艺制造，能提供576 MB三级缓存及对应的控制器和互联结构；每个Active Base Tile之上堆叠4个计算Tile，总计12个计算Tile，使用Intel 18A工艺制造，每个Tile包含24核心及对应的L2缓存；一个IO Tile，使用Intel 7工艺制造，提供PCI-E控制器、CXL控制器、UPI总线、内存控制器等功能。同时，为了实现各个功能Tile之间的数据互联，英特尔还加入了总计12个EMIB Tile来实现高速数据传输。

值得一提的是，英特尔并没有在新产品中延用“单计算Tile包含全部核心”的做法，而是将单Tile的核心数量限制在了24个。更小的计算Tile规模将明显提升新工艺下芯片制造的良率和晶圆面积利用率，降低成本，并通过不同数量的Tile组合来获得更丰富的产品SKU。同时，针对计算Tile数量大幅增加和三级缓存分离设计可能带来的缓存延迟问题，英特尔技术负责人也表示，英特尔已经通过架构优化设计来平衡不同核心cluster之间的缓存延迟，避免出现核心缓存延迟的大幅波动。

正是由于采用了新的3D封装工艺，英特尔才能在平衡成本与供货量的前提下，将288核的至强6990E+正式作为全面发售的产品放在产品列表中。而上代Sierra Forest-AP核心的288核产品只作为面向大型云服务提供商的定制化产品存在，并没有出现在英特尔的官方产品列表（https://ark.intel.com/）中。

此外，英特尔还为至强6+ E-cores处理器带来了对MRDIMM 8800MT/s支持，并将内存通道从原先的8个提升为12个，将PCI-E 5.0通道数从88个提升为96个，其中64通道支持CXL 2.0。

技术进化之下，是对极致效能崭新诠释

英特尔至强6+ E-cores处理器主打包括5G在内的网络基础设施、富媒体、CDN、Web应用、微服务、存储、数据库等一系列核心应用场景。而从144核到288核的计算密度翻倍提升和IPC性能的大幅提升也意味着，用户仅需1/2或更少的机架空间，以及约2/3的能耗便可承载原有业务，继而将更多预算和机房空间留给新业务。

可以说，新技术、新架构、新工艺的应用不仅让英特尔重新回到了半导体制造技术的巅峰，更让英特尔至强6+ E-cores处理器在计算密度、能效、TCO等方面重新领导行业。