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Amazon Web Services已經表明，云計算的未來不能僅依靠其新型Graviton3E芯片的通用芯片，AWS將與AMD和英特爾一起推出旨在更快、更高效地執行某些應用程序的專用中央處理器。  

雖然受益于許多并行工作的內核，計算世界越來越多地開始使用GPU來處理AI訓練等工作負載，但英特爾、AMD和AWS發現為一些對企業、政府、政府和組織都很重要的數據密集型應用程序定制CPU的好處。  

這意味著未來CPU改進的節奏不會那么簡單，因為這三家公司很快都會有通用和專用的中央處理器可用。對于具有高性能需求的組織，這將需要對系統配置進行更多審查，因為芯片設計人員希望以新的方式提高性能和效率。  

就Gravtion3E而言，AWS、AMD和英特爾最近和即將推出的CPU有著相同的目標——高性能計算——至少在更廣泛的層面上是這樣。我們談論的是科學家、工程師和其他數據相關專業人士使用的廣泛應用，例如計算流體動力學、天氣建模和分子動力學等。  

AWS本周表示，Graviton3E非常適合HPC應用程序，因為它針對浮點和矢量數學進行了優化。AWS執行官Peter DeSantis聲稱，與今年早些時候開始為實例提供動力的通用Graviton3相比，這種微調使基于Arm的芯片在生命科學和金融建模工作負載的基準測試中運行得更快。  

雖然AWS沒有透露有關Graviton3E的許多細節，但我們可以看看來自AMD和英特爾的新的HPC調優CPU，以了解如何調整通用芯片以使一組應用程序受益。   

AMD提升緩存以服務于技術計算應用程序

今年早些時候，AMD推出了一款全新的Epyc服務器芯片，代號為Milan-X，旨在加速HPC中的應用程序。目標工作包括電子設計自動化、計算流體力學、有限元分析和結構分析模擬，AMD將其置于“技術計算”的保護傘之下。  

Milan-X芯片的批量定價比普通的具有類似特性的第三代Epyc處理器“略有溢價”，但AMD表示，由于CPU上融合了大量緩存，用戶可以期待目標工作負載的性能大幅提升。額外的性能以768MB的L3高速緩存的形式出現，是2021年推出的通用第三代通用Epycs的三倍。這意味著雙插槽服務器的L3緩存總量可以超過1.5GB。  

擴大的L3高速緩存允許CPU在靠近處理器核心的地方存儲更多的數據，這對于經常移動大量數據的技術計算工作負載非常重要。AMD聲稱16核Milan-X芯片每小時可以為Synopsys用于芯片設計的VCS軟件執行40.6個任務。相比之下，AMD的同一代16核Epyc每小時只能完成24.4個任務，使得Milan-X芯片的速度提高了66%。  

該公司還聲稱，Milan-X的運行速度比英特爾去年推出的第三代至強可擴展芯片快23-88%，適用于各種技術計算應用。   

英特爾通過高帶寬內存應對HPC

英特爾還在解決讓更多數據更靠近HPC應用程序內核的問題，除了沒有創建更大的緩存，該公司還設計了一款具有64GB高帶寬內存的CPU。這是指英特爾即將推出的XeonMax系列處理器，它們是明年初推出的SapphireRapids服務器芯片的HPC變體。  

英特爾表示，至強Max芯片的性能將優于其第三代至強可擴展處理器和AMD的Milan-X芯片，適用于廣泛的HPC應用程序。它通過展示近20個HPC基準來做出這一聲明，最高的XeonMax芯片的性能比上一代處理器高出20%至近5倍。  

通過將64 GB的高帶寬內存直接放入芯片中，英特爾在服務器配置方式上也提供了更大的靈活性。例如，數據中心操作員只需依賴XeonMax的高帶寬內存，就可以完全放棄服務器中的DRAM，而無需進行代碼更改。這反過來又有望降低購買內存DIMM及其能源成本的相關成本。  

XeonMax還可以與高帶寬內存一起使用DRAM來擴展整個系統的內存，盡管這需要在軟件中進行代碼更改。或者，用戶可以配置XeonMax的高帶寬作為DDR的緩存，而DDR不需要任何代碼更改。  

雖然增加的高帶寬內存是XeonMax的決定性特性，但處理器還有其他的功能來增強某些HPC和AI應用，如英特爾深度學習助推器、英特爾數據流加速器和英特爾高級矩陣擴展。   

碎片化處理的未來

專用CPU并不是全新的概念。英特爾一直在大量生產針對電信工作負載進行優化的至強處理器。但這批新產品代表了一個更大的浪潮，即將到來的中央處理器將不會被設計為服務于盡可能廣泛的應用程序。  

英偉達（Nvidia）計劃在明年年初發布基于ARM的Grace CPU，用于HPC和人工智能。另一方面，AMD正在開發未來幾代Epyc芯片，這些芯片不僅針對HPC進行了優化，還針對邊緣和電信工作負載進行了優化。英特爾和AMD都在開發為云計算優化的CPU。  

我們需要考慮英特爾、Nvidia和AMD正在研究如何讓CPU和GPU之間的距離更近一些，用于需要大量馬力的應用程序。對于英偉達來說，這將在明年以Grace Hopper Superchip的形式出現。英特爾計劃在2024年通過其Falcon Shores"XPU"實現這一目標。與此同時，AMD打算在明年推出的Instinct MI300芯片上實現這一點。

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