Intel 寄予厚望、代號 Sapphire Rapids 的第 4 代 Xeon Scalable ( Xeon 可擴充處理器)在北美時間 2023 年 1 月 10 日正式公布，同時先前預告過具備 HBM 記憶體的 Sapphire Rapids HBM 版本納入 Xeon CPU Max 系列產品，並與代號 Ponte Vecchio 的 Data Center GPU Max 系列構成完整的 Max 系列加速運算產品線。 Intel 強調第 4 代 Xeon Scalable 不僅是效能的升級，更全面整合新世代加速技術，滿足當前在資料中心、 HPC 與 AI 整合的需求，並輔以新一代通道技術，大舉提升整體表現，且借助加速器架構技術能帶來 2.9 倍每瓦效能，可結合特定技術的特定工作能使每 CPU 省下 70W 能耗，將總擁有成本降低 52% 至 66% 。
▲ Xeon Scalable 由四個晶粒以 EMIB 封裝技術進行連接
第 4 代 Xeon Scalable 採用 Intel 7 製程，在單一封裝具倍 4 個晶粒，並以 Intel EMIB 封裝技術進行連接，率先支援包括 DDR5 、 PCIe 5 、 CXL 1.1 等新通道技術，同時也強調具備最完整的機密運算功能，並為業界首家透過 Intel SGX 位資料中心提供應用程式隔離的晶片供應商，提供頂級的機密運算環境，另外也具備 VM 虛擬機隔離技術 Intel Trust Domain Extensions / TDX ，能將現有應用移植至機密環境。
雖然相較過往，由於運算效能的提升，無論是 CPU 或是 GPU 的最大功耗與熱設計不斷提升，然而 Intel 第 4 代 Xeon Scalable 藉由整合各式新世代加速技術，降低需要額外搭配指定加速卡，使 CPU 本身即具備異構運算與加速能力，提升運算效立，輔以 Optimized Power Mode 能源管理技術，在僅影響不到 5% 效能的前提能省下 20% 處理器插槽能耗，同時處理器的生產是利用水資源回收的再生能源製造，以 90% 或以上的電力進行生產。
▲第四代 Xeon Scalable 具備新世代的加速架構
第 4 代 Xeon Scalable 在設計上引進多項突破性的技術，包括全新的 Intel Advanced Matrix Extension ( Intel AMX )矩陣加速技術，引進能使 AI 推論大幅提升的 BF16 ，理論上可提升 8 倍推論、 16 倍訓練效能，透過 PiTouch 進行推論與訓練的即時實證亦可達到 10 倍的效能提升，而在大型語言模型運算甚至可提升 20 倍效能。此外第 4 代 Xeon Scalable 還具備 Dynamic Load Balancer / DLB 動態負載平衡技術，能使 CPU 負載或延遲降低 96% ，以及可提升 1.7 倍 IOPS 記憶體存取效能的 Data Streaming Accelerator ，此外也延續第 3 代 Xeon Scalable 把 QuickAssist Technology / QAT 技術整合到 CPU ，使 CPU 循環能降低 84% 。雖然並非所有的第 4 代 Xeon Scalable 都預載完整的加速功能，但後續若有需求可透過付費解鎖方式開放指定功能。
▲具備許多新世代的通道技術
同時，第 4 代 Xeon Scalabe 也具備許多新世代通道技術，諸如支援 DDR5 、 HBM 記憶體，以及包括 PCIe 5 、 CXL 1.1 互聯技術，且對於加速運算而言，第四代 Xeon Scalable 由於具備 Intel 獨家的處理器對處理器的 QPI 連接通道技術，能在雙插槽處理器系統提供完整的 80 + 80 條通道，不會如競品須犧牲一半的通道進行 CPU 互聯，尤其對於需要連接大量加速卡、網路卡的系統能獲得更彈性的擴充能力；也由於率先支援 PCIe Gen 5 與更充裕的 PCIe 通道數，亦使友商 NVIDIA 選擇第 4 代 Xeon Scalable 作為 NVIDIA DGX H100 系統的處理器合作夥伴，進一步提升 GPU 加速運算與高頻寬網路互連的性能。
▲ Data Center GPU Max 將與 Xeon CPU Max 構成 Intel 加速方案
同時 Intel 也強調第 4 代 Xeon Scalable 將是一套可擴充的平衡架構，可透過 CPU 與 GPU 透過 oneAPI 開放式軟體生態系整合，同時 Xeon CPU Max 也是全球首款搭載 HBM 技術的 x86 CPU ， Sapphire Rapids HBM 藉由封裝技術提供 64GB 的 HBM2e 記憶體，能以更高的頻寬提升 HPC 與 AI 的工作負載量，相較第 3 代 Xeon Scalable 在能源與地球系統建模等實例應用提升 3.7 倍效能。同時同步公布的 Data Center GPU Max 系列加速器將 47 個晶粒封裝，能使吞吐量進一步提升，將 Xeon CPU Max 與 Data Center GPU Max 搭配，能夠在執行 LAMMPS 分子動力模擬器較前一代產品提升 12.8 倍。
▲第四代 Xeon Scalable 將因應不同的使用型態提供達 60 種產品型號
借助第 4 代 Xeon Scalable 的模組化架構， Intel 能夠因應不同的應用案例或應用提供廣泛的處理器產品，自主流通用擴展到雲端、資料庫與分析、網路、儲存至單插槽邊際應用的型號，高達 50 款產品線，同時借助 On Demand 與提供多種核心數量、時脈、加速器組合，提供不同功耗範圍與記憶體吞吐量，滿足客戶實際終端的型態與目標效能。
