第五代至強(qiáng)背后的故事

2023年之光：第四代和第五代至強(qiáng)

距離今年年初發(fā)布第四代至強(qiáng)處理器的338天，英特爾再一次重磅出擊——代號(hào)“Emerald Rapids”的第五代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為第五代至強(qiáng)）躍然于世。該處理器具備在性能、能效、緩存等方面的多維提升，成為2023年英特爾在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域執(zhí)行進(jìn)程的完美收官之作。

一年內(nèi)以出色的迭代性能迅速推進(jìn)兩款處理器，這一了不起的舉措離不開(kāi)英特爾內(nèi)部精準(zhǔn)的產(chǎn)品規(guī)劃、井然有序的工作流程，以及超強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作。而高達(dá)兩位數(shù)的性能和能效攀升，不僅需要有領(lǐng)先的技術(shù)，也需要對(duì)處理器的深刻理解。對(duì)此，數(shù)據(jù)中心處理器架構(gòu)高級(jí)首席工程師Irma Esmer Papazian十分有發(fā)言權(quán)。

在Irma大學(xué)時(shí)代，計(jì)算機(jī)工程是學(xué)校的熱門(mén)專(zhuān)業(yè)之一，抱著對(duì)未知事物的好奇心，Irma在這個(gè)人生重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)做出了自己的選擇，也開(kāi)啟了她長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的計(jì)算機(jī)工程從業(yè)生涯，其中在英特爾數(shù)據(jù)中心事業(yè)部就有30年之久。

1992 年，Irma碩士畢業(yè)后由校招進(jìn)入英特爾，她說(shuō)：“我在英特爾迅速成長(zhǎng)，這是一份令人夢(mèng)寐以求的工作。”作為團(tuán)隊(duì)里最年輕，也是唯一的女性，她不斷向更資深的同事學(xué)習(xí)多種經(jīng)驗(yàn)。她在安騰處理器開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)工作了近10年，于2005年轉(zhuǎn)至至強(qiáng)團(tuán)隊(duì)?？梢哉f(shuō)，在此后的18年里，她親歷了至強(qiáng)發(fā)展的整個(gè)過(guò)程。這對(duì)第五代至強(qiáng)的誕生至關(guān)重要，因?yàn)樗切枰粋€(gè)兼具新、老面孔和思維的團(tuán)隊(duì)來(lái)打造的產(chǎn)品。

早在推進(jìn)四代至強(qiáng)之際，第五代至強(qiáng)的研發(fā)工作便已井然有序地展開(kāi)。Irma在第四代至強(qiáng)開(kāi)發(fā)結(jié)束時(shí)參與了第五代至強(qiáng)的流片工作。彼時(shí)，大部分的團(tuán)隊(duì)成員在第四代至強(qiáng)推出后便轉(zhuǎn)入了將于2024年推出的Granite Rapids的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，而Irma則在一年內(nèi)兩次加入產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)，為新團(tuán)隊(duì)帶來(lái)她在第四代至強(qiáng)開(kāi)發(fā)方面的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

“滿(mǎn)足客戶(hù)的需求是我們的目標(biāo)”

第五代至強(qiáng)的產(chǎn)品規(guī)劃很簡(jiǎn)單：客戶(hù)渴求更高的性能，但同時(shí)也不希望因?yàn)?/span>大功耗而導(dǎo)致成本上升。

芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變讓一切都成為可能——第四代至強(qiáng)最多擁有四個(gè)芯粒，而第五代至強(qiáng)則有兩個(gè)密度更高、可以容納更多核的更大Die。Irma表示，這些更大的集群具有更高的L3緩存容量、4個(gè)內(nèi)存通道和32個(gè)功能內(nèi)核，更適合大型虛擬機(jī)。而且，它們還能夠帶來(lái)更低的延遲和能耗。

芯片結(jié)構(gòu)確定后，Irma和團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究如何進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能和能效。“在不改變芯片本身的的情況下，我們來(lái)看看還能如何進(jìn)行優(yōu)化。”

為此，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部列出了一個(gè)表格，約有十幾項(xiàng)功能優(yōu)化以滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。其中包括對(duì)現(xiàn)有能效功能的改進(jìn)，譬如，在上一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上優(yōu)化對(duì)CPU核心的檢測(cè)，并對(duì)其退出Idle Mode的閾值進(jìn)行調(diào)整（在該模式下，CPU處于低功耗狀態(tài)），從而使處理器更為合理地進(jìn)行模式切換來(lái)滿(mǎn)足工作需求；此外，第五代至強(qiáng)新增“五級(jí)睿頻”的新功能，讓AVX512使用率高的工作負(fù)載擁有更高的頻率。

在推出新功能和優(yōu)化產(chǎn)品性能的同時(shí)，他們還分析了第四代至強(qiáng)的不足之處。此外，為幫助新成員盡快上手，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了產(chǎn)品調(diào)試模板和分析指南，而為了保持工作的一致性，也會(huì)定期召開(kāi)團(tuán)隊(duì)會(huì)議以同步工作進(jìn)展。

Irma提到：“我們通過(guò)一個(gè)有序的工作流程和方法，去培訓(xùn)整個(gè)團(tuán)隊(duì)，推動(dòng)整體不斷發(fā)展和進(jìn)步。”他們建立了工作表單，以幫助在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)和工作流程。與此同時(shí)，整個(gè)團(tuán)隊(duì)又注重最大程度地簡(jiǎn)化該流程，Irma說(shuō)這反而是整個(gè)過(guò)程中最難的部分。

“作為技術(shù)專(zhuān)家，我們希望集中精力研究技術(shù)問(wèn)題和解決方案，并希望在項(xiàng)目管理和流程上盡量少花時(shí)間。但是，為了能夠在完美的時(shí)間點(diǎn)成功完成產(chǎn)品迭代，甚至超前完成目標(biāo)，所以我們必須加倍努力去完善整個(gè)工作流程。”

“我們遇到任何問(wèn)題都會(huì)總結(jié)一份重點(diǎn)報(bào)告。包括：問(wèn)題是什么？根本原因是什么？應(yīng)該如何解決？如何才能避免下一代產(chǎn)品遇到同樣的問(wèn)題？親身經(jīng)歷過(guò)這一切之后，我發(fā)自?xún)?nèi)心為整個(gè)第五代至強(qiáng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)感到無(wú)比自豪。驗(yàn)證、架構(gòu)、設(shè)計(jì)和制造團(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了‘最佳’的產(chǎn)品性能。”

團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量

當(dāng)投入日常工作時(shí)，人們總是忙忙碌碌，容易糾結(jié)細(xì)節(jié)，也容易過(guò)于專(zhuān)注手頭的工作。

Irma說(shuō)：“某些時(shí)候，你太努力工作了，以至于失去了大局觀。我總是試圖強(qiáng)調(diào)全局，也就是一個(gè)人正在做的事情與最終目標(biāo)之間的關(guān)系，所以設(shè)定長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)很有用。而且，我也一直提醒大家，每個(gè)人都不孤單，我們是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，應(yīng)該善于運(yùn)用集體的智慧。遇到問(wèn)題，不要埋頭苦干，先看看問(wèn)題是否已經(jīng)被同事解決了，這樣的話，只需改進(jìn)即可。”她補(bǔ)充道，團(tuán)隊(duì)每個(gè)人的貢獻(xiàn)很重要，而他們覺(jué)得自己在團(tuán)隊(duì)中是有價(jià)值這也很重要。

“如果一個(gè)人做了工作并付出努力，他們應(yīng)該得到正面的反饋，并知道自己的努力被看到、被認(rèn)可。當(dāng)我們作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展工作時(shí)，我們非常強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。” Irma認(rèn)為，鼓勵(lì)成員尋求幫助，認(rèn)可他們的辛勤工作，并培養(yǎng)尊重個(gè)人的企業(yè)文化，才是去面對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題的解決方案。

工程師是不斷發(fā)明創(chuàng)造、推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的肱骨力量，在技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，工程師所遇到的難題，也永遠(yuǎn)絕非是“最后一個(gè)”，所以，學(xué)會(huì)站在巨人的肩膀上極為重要，在前沿技術(shù)的研發(fā)環(huán)境中尤其如此。

隨著第五代至強(qiáng)處理器的成功上市，Irma將注意力轉(zhuǎn)向了備受矚目的人工智能。“目前，我正在研究AI以及大語(yǔ)言模型在CPU上的性能擴(kuò)展。”

“瞧，總有新的挑戰(zhàn)和問(wèn)題需要我們?nèi)ソ鉀Q。”