Xeon 6+ ClearWater Forest : double densité et CPU 3D avec 288 cœurs

Intel ClearWater Forest, architecture du nouveau Xeon 6+

Dans cette nouvelle génération de processeurs Xeon, appelée Intel Xeon 6+, Intel intègre ses nouveaux processus de fabrication et de packaging pour obtenir le processeur Xeon le plus dense à ce jour, avec deux fois plus de cœurs par processeur et soutenu par ses cœurs d’efficacité Intel Darkmont.

Le premier jusqu’à 144 cœurs d’efficacité que nous pourrions monter dans des configurations allant jusqu’à deux processeurs par carte mère. L’Intel® Xeon® 6780E, basé sur Sierra Forest, a triplé l’efficacité des solutions précédentes, avec une capacité de transmission de données jusqu’à 5 fois supérieure. Il était basé sur une seule tuile de calcul Intel 3 avec des tuiles de base Intel 7.

La conception et l’architecture de ClearWater Forest permettent de doubler les performances tout en conservant le même profil énergétiqueavec une bande passante 1,9 fois supérieure grâce à l’incorporation d’Intel 18A comme processus et technologie de fabrication des transistors Foveros Direct 3Dqui permet d’empiler les tuiles les unes sur les autres dans la conception tridimensionnelle la plus avancée d’Intel à ce jour et qui fonctionne déjà à pleine capacité dans deux de ses usines de fabrication Intel Foundries en Arizona et en Oregon.

Avec l’incorporation du nouveau cœur d’efficacité Darkmont, Intel parvient à doubler la densité de ces processeurs, avec jusqu’à 288 cœurs E-Core et ajoutez presque le double de la bande passante avec 12 canaux de mémoire DDR5 avec des vitesses allant jusqu’à 8000 MT/s.

La nouvelle conception architecturale comprend cinq composants différents, contrairement à Sierra Forest. Les « I/O Tiles », « EMIB » et « Compute Tiles » sont conservés, et de nouveaux « Base Tiles » et « Foveros Direct 3D » sont ajoutés pour empiler différents composants en 3 dimensions. Cela passe d’une conception basée sur deux processus de fabrication, Intel 7 et Intel 3, à un plus complexe avec Intel 18A, Intel 3 et Intel 7.

EMIB continue d’être la base de communication entre les différentes tuiles, du moins les bases actives et la base de communication, qui est toujours basée sur Intel 7. Mais désormais les 12 tuiles informatiques (Intel 18A), avant d’en être une, sont placées au-dessus de 3 tuiles actives (Intel 3) qui font office de base ; Passons maintenant aux détails.

Intel 7

• Il s’agit d’un nœud de processus avancé amélioré de 10 nm, optimisé pour offrir des performances par watt plus élevées.
• Il est utilisé dans des produits hautes performances et économes en énergie, tels que les processeurs de serveur. Intel l’a utilisé pour la première fois dans des serveurs équipés d’Intel Sapphire Rapids.
• Il permet des fréquences plus élevées et des améliorations de la densité des transistors par rapport aux générations précédentes.

Intel 3

• Evolution d’Intel 7, avec des améliorations de la photolithographie EUV (Extreme Ultraviolet Lithography).
• Les Intel Sierra Forest, Xeon 6, ont été les premiers processeurs Intel dotés de ce processus de fabrication, qui est désormais utilisé dans les bases de cache Intel Xeon 6+.

Intel 18A

• Il s’agit d’un nœud de processus de nouvelle génération, qui fait ses débuts dans les cœurs de processus Intel ClearWater Forest, Xeon 6+ et Intel Panther Lake pour les appareils mobiles et de périphérie à faible consommation et à haut rendement.
• Il introduit des technologies telles que RibbonFET (nouveau transistor à grille complète) et PowerVia (alimentation via l’arrière de la puce).

La construction par le processus Intel 18A permet de continuer à réduire la taille du transistor, placer la porte marche/arrêt entourant complètement les feuilles de silicium. De cette façon, la densité est augmentée, la perte de signal et la perte d’énergie sont réduites, en particulier dans les états « off ». Avec PowerVIA, l’alimentation est placée sur la face arrière et le signal de connexion sur la face avant – vous avez plus de détails ici -, avec une réduction des matériaux, un encombrement réduit, un signal et des performances améliorés.

Foveros Direct 3D est la technologie de packaging qui permet à Intel de placer les nouvelles tuiles informatiques au-dessus des tuiles de base. Il y parvient grâce à une connexion directe, cuivre à cuivre, de seulement 9 micromètres, une faible résistance et une efficacité énergétique surprenante de 0,05 picojoules par bit.

Cette conception permet une évolutivité surprenante des composants de ce processeur, ce qui lui permet de combiner une densité de cœurs inconnue avec une connectivité surprenante. Les tuiles E/S ajouter 8 accélérateurs par tuileet rappelez-vous qu’il y en a deux dans chaque processeur, 48 voies PCI Express 5.032 lignes CXL 2.0, 96 lignes UPI 2.0 par tuile. Une conception qu’Intel réutilise également de Granite Rapids dans une conception de composants hétérogènes qui fonctionnent grâce à la communication EMIB entre eux.

Dans les nouvelles tuiles « base » on retrouve 192 Mo de cache par base —nous en avons trois au total—, 48 Mo pour chaque tuile informatique. On retrouve également le contrôleur mémoire DDR5, avec quatre canaux par dalle de base. Cela fait un total de 576 Mo de cache, soit cinq fois plus que la génération précédente, avec 12 canaux de mémoire DDR5. Encore une fois, EMIB est le ciment qui permet la communication entre ces tuiles.

Au-dessus de chaque tuile de base, quatre éléments informatiques ou tuiles, chacun avec six modules E-Core avec architecture Darkmontavec quatre cœurs chacun. Il y a 24 cœurs pour chaque tuileavec 4 Mo de cache L2 pour chacun d’eux, 1 Mo par module. Un total jusqu’à 288 cœurs par processeurdes chiffres qui doublent ceux de la génération précédente avec le même profil énergétique.

Les différentes unités qui composent Darkmont offrent un avantage substantiel par rapport à la génération précédente, basée sur le déjà puissant Crestmont, à tel point que cela peut nous amener à penser que le chemin des nouvelles générations de processeurs pour serveurs, de plus en plus dotés d’accélérateurs plus spécialisés, passe par ce chemin : celui de maximiser la connectivité et les performances par watt.

Il dispose de 50 % de plus dans presque tous les domaines importants d’un processeur.comprenant une nouvelle unité de « prédicteur de branche », plus de capacité d’encodage et de décodage, plus de ports, deux fois plus d’unités arithmétiques, deux fois plus de capacité de calcul vectoriel et un cache L2 avec deux fois plus de bande passante. Le saut générationnel est tout simplement impressionnant et on retrouvera également ces cœurs dans le nouveau Panther Lake pour les appareils portables et Edge.

Avec ces chiffres, Intel bénéficie d’une amélioration des performances 1,9x par rapport au processeur Intel® Xeon® 6780Eamélioration de 23 % de l’efficacité performance-watt et un ratio de consolidation de 8 : 1 par rapport aux processeurs âgés de cinq ans (chaque rack basé sur Intel Xeon 6+ pourrait remplacer 8 racks dotés de processeurs vieux de cinq ans).

Deux fois plus de cœurs, deux fois plus d’accélérateurs Intel, plus de voies PCI Express, prise en charge de mémoires plus rapides, cinq fois plus de cache L3, jusqu’à 288 Mo de cache L2 avec le double de la bande passante et configurations commerciales promettant le même profil de puissance de 330 W de la génération précédente mais toujours avec de nombreux détails commerciaux à détailler.

• Plate-forme
  • Prises : 1S – 2S (compatible Xeon 6900P)
  • TDP maximum : 300 à 500 W par processeur
• Calcul et mémoire
  • Cœurs : jusqu’à 288 cœurs efficaces
  • Cache L2 : jusqu’à 288 Mo (jusqu’à 4 Mo par cluster)
  • Dernier niveau de cache : 576 Mo
  • Mémoire : 12 canaux DDR5 8000MT/s
• Interconnexions
  • Intel® UPI : jusqu’à 6 UPI 2.0 (jusqu’à 24 GT/s par voie)
  • PCI Express : jusqu’à 96 voies PCIe 5.0 (x16, x8, x4, x2)
  • Compute Express Link : jusqu’à 64 voies CXL 2.0
• Sécurité et efficacité
  • Sécurité : extensions Intel Software Guard (Intel SGX), extensions Intel Trust Domain (Intel TDX)
  • Gestion de l’alimentation : Intel Application Energy Telemetry (Intel AET), Intel Turbo Rate Limiter
• Accélération
  • Accélération : Intel Advanced Vector Extensions 2 (VNNI/INT8)
  • Accélérateurs intégrés (jusqu’à 16 accélérateurs) :
    • 4x technologie Intel QuickAssist
    • 4x équilibreur de charge dynamique Intel
    • 4x accélérateur de streaming de données Intel
    • 4x accélérateur d’analyse en mémoire Intel

Ces processeurs arriveront courant 2026, avec des configurations de fréquence de travail qui ne devraient pas être loin de celles actuelles. Ici l’amélioration réside dans les optimisations des cœurs de nouvelle génération et dans leur plus grande densité de cœurs et de cache grâce à l’emballage tridimensionnel complexe et intelligent d’Intelqui combine des éléments de trois générations ou procédés de fabrication différents.