迎接變革，至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的技術(shù)創(chuàng)新為云端AI應(yīng)用打通底層瓶頸

智能革命的浪潮之中，算力普慧、算法進(jìn)化、數(shù)據(jù)爆發(fā)對(duì)AI基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品組合的要求更進(jìn)一步，第五代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器的發(fā)布則強(qiáng)化了英特爾在AI產(chǎn)品的完整版圖。

2023年，生成式AI研究和應(yīng)用的爆發(fā)給云計(jì)算產(chǎn)業(yè)帶來了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)：大模型需要龐大的算力支持，用戶普遍需要向云計(jì)算廠商購買算力服務(wù)；且由于大量用戶涌入云服務(wù)市場(chǎng)，云廠商需要盡快升級(jí)數(shù)據(jù)中心算力以應(yīng)對(duì)AI需求，同時(shí)持續(xù)降低TCO，為用戶提供價(jià)格合理的算力資源；此外，AI應(yīng)用開發(fā)還涉及大量隱私敏感數(shù)據(jù)的云端存儲(chǔ)和使用，云廠商也要全力保障這些數(shù)據(jù)的安全可靠，打消用戶后顧之憂。

基于上述需求，云廠商迫切需要對(duì)已有硬件基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行更新?lián)Q代，要求新一代CPU能在保障基礎(chǔ)設(shè)施平穩(wěn)升級(jí)迭代的同時(shí)，具備更強(qiáng)的性能、更低的TCO，同時(shí)能夠滿足云端多樣化工作負(fù)載需求的較強(qiáng)AI能力：

1. 對(duì)于大型云服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施而言，穩(wěn)定性、可靠性依然是王道，因此云服務(wù)廠商升級(jí)硬件時(shí)決策更加謹(jǐn)慎，偏向于在有著長(zhǎng)期延續(xù)性的主流平臺(tái)上逐漸迭代，保護(hù)上層軟件應(yīng)用投資，減小對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)運(yùn)維部門的沖擊。

2. 大模型在云端訓(xùn)練、推理的過程需要用戶將大量數(shù)據(jù)傳輸至云端，云廠商需要采取更強(qiáng)的安全措施，如硬件級(jí)的安全引擎來更好地保障敏感數(shù)據(jù)的安全，確保云實(shí)例間的數(shù)據(jù)隔離，預(yù)防惡意入侵和泄漏。

3. AI應(yīng)用涉及密集的低精度矩陣運(yùn)算，需要較大的內(nèi)存空間。對(duì)于大模型推理應(yīng)用和中小尺度（參數(shù)規(guī)模低于20B）模型的訓(xùn)練應(yīng)用而言，其在搭載AI加速器的CPU上運(yùn)行可以獲得非常好的能耗比與性價(jià)比，還能夠以極具優(yōu)勢(shì)的TCO滿足云廠商大多數(shù)AI服務(wù)的需求。同時(shí)CPU的通用計(jì)算能力也可以為云廠商提供充足的靈活性，有效保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施投資。

面對(duì)上述需求，英特爾作為服務(wù)器CPU領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，繼年初發(fā)布第四代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器之后，加快了產(chǎn)品更新節(jié)奏，于上周發(fā)布了第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器，其可與上一代處理器兼容，提供硬件級(jí)安全和可信服務(wù)，并通過豐富的AI產(chǎn)品組合駕馭整個(gè)AI管線，從而進(jìn)一步壯大了應(yīng)對(duì)人工智能時(shí)代的產(chǎn)品組合。

技術(shù)創(chuàng)新解決三大維度需求，CPU 繼續(xù)扮演 AI 時(shí)代基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵角色

相比上一代產(chǎn)品，第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器的核心數(shù)量增加至64個(gè)，擁有更高的單核性能和內(nèi)存帶寬，三級(jí)緩存容量提升近3倍。其每個(gè)內(nèi)核都具備AI加速功能，內(nèi)置的英特爾? AVX-512及英特爾? AMX，能使機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和大模型應(yīng)用的性能大幅提升。第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器還能通過英特爾? SGX/TDX為使用中的云端數(shù)據(jù)提供端到端硬件級(jí)防護(hù)能力。與上一代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器相比，五代至強(qiáng)? 在相同功耗下的平均性能提升了21%，而AI推理和訓(xùn)練性能的提升更是高達(dá)42%和29%。

一系列技術(shù)創(chuàng)新，使第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器成為AI時(shí)代云廠商的基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵角色。目前，已經(jīng)有多家客戶在實(shí)際業(yè)務(wù)中部署了第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器，在實(shí)踐中證明了它為用戶帶來的巨大收益提升。其優(yōu)異的表現(xiàn)得到了客戶的很高評(píng)價(jià)，也讓更多準(zhǔn)備升級(jí)云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的企業(yè)對(duì)新一代至強(qiáng)? 有了更高的期待。

英特爾 AMX提升大模型推理性能，助力京東升級(jí)營銷購物體驗(yàn)

2023 年京東云突破性地在數(shù)百個(gè)AI場(chǎng)景中應(yīng)用了大模型，在數(shù)百個(gè)營銷場(chǎng)景中升級(jí)了原有工作流，顯著提升了商家與消費(fèi)者的購物體驗(yàn)。

基于自研的言犀AI與大模型，京東云通過AIGC管道生成了30%的大促物料，京小智數(shù)字人、領(lǐng)航者營銷平臺(tái)也在大模型支持下獲得了高達(dá)87%的商品推薦采納率，消費(fèi)者應(yīng)答準(zhǔn)確率提升30%。

京東大模型第一次亮相就收獲完美成績(jī)，很大程度上要?dú)w功于其部署的基于第五代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器的新一代自研服務(wù)器，與上一代自研服務(wù)器相比整機(jī)性能提升23%，關(guān)鍵的AI CV推理性能與 Llama v2大模型推理性能更是分別提升38%與51%。

取得如此顯著的AI推理能力進(jìn)步，秘訣在于第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器搭載的英特爾? AMX加速引擎。其可以將INT8低精度矩陣運(yùn)算速度提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，再結(jié)合第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器更高的內(nèi)存帶寬與更強(qiáng)的多核心互聯(lián)能力，使AI推理性能相較上一代顯著提升。在11.11大促中，第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器和英特爾? AMX的組合在京東云承載的 AI 推理應(yīng)用服務(wù)中大展身手，助力用戶訪問峰值同比提升170%，智能客服咨詢服務(wù)量超14億次，且并未增加能耗，也將京東云基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維成本維護(hù)在之前的水平內(nèi)。

英特爾? TDX賦能可信計(jì)算環(huán)境，為阿里云客戶構(gòu)筑端到端數(shù)據(jù)安全城墻

對(duì)于云計(jì)算廠商而言，要讓更多行業(yè)和組織信任云服務(wù)，就必須提供有足夠說服力的安全隱私保障，所以云廠商迫切需要更高水準(zhǔn)的硬件級(jí)安全城墻。

對(duì)于云環(huán)境中使用狀態(tài)中的數(shù)據(jù)，機(jī)密計(jì)算是實(shí)現(xiàn)其有效保護(hù)的良策，其為客戶敏感數(shù)據(jù)提供了基于硬件設(shè)備的可信執(zhí)行環(huán)境（Trusted Execution Environment, TEE），通過隔離保護(hù)的方式來防止未經(jīng)授權(quán)的入侵者訪問或修改處理中的數(shù)據(jù)。作為機(jī)密計(jì)算技術(shù)的重要引領(lǐng)者，英特爾? 軟件防護(hù)擴(kuò)展（英特爾? SGX）技術(shù)提供了應(yīng)用層面的隔離能力；而在和阿里云的合作中，則由英特爾? TDX技術(shù)與阿里云新實(shí)例搭載的可信平臺(tái)模塊（TPM）相配合，結(jié)合阿里云自研的加密計(jì)算隔離環(huán)境enclave，為阿里云第八代企業(yè)級(jí)ECS實(shí)例g8i構(gòu)建了一個(gè)基于虛擬化的硬件可信環(huán)境，即為整個(gè)虛擬化實(shí)例（包括虛擬機(jī)、容器）都構(gòu)建出可信的邊界，由此為客戶提供了可信邊界更大、更易部署的安全云環(huán)境。

英特爾? TDX使TEE環(huán)境的可信邊界獲得了有效擴(kuò)展，從而讓IaaS、PaaS等環(huán)境中的云工作負(fù)載都能整體納入機(jī)密計(jì)算的數(shù)據(jù)保護(hù)之下，能夠有效抵御惡意威脅，加強(qiáng)云端數(shù)據(jù)隔離。

阿里云自研的千問大模型就得到了英特爾? TDX的充分保護(hù)，實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)端到端加密保護(hù)。英特爾? TDX技術(shù)為AI大模型這樣需要向云端傳輸大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景鑄就了足夠牢固的安全保障，也為生成式AI應(yīng)用廣泛普及鋪平了信任道路。此外，在引入第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器之后，第八代企業(yè)級(jí)ECS實(shí)例在計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全等工作負(fù)載中的都得到了顯著提升，在數(shù)據(jù)庫、硬件加解密、AI應(yīng)用、音視頻等場(chǎng)景性能提升15%~25%不等。更重要的是，八代實(shí)例保持價(jià)格不變，使阿里云g8i實(shí)例可以用更小的性能開銷保障用戶的數(shù)據(jù)高度安全性。

第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展至強(qiáng)算力大升級(jí)，支持火山引擎實(shí)現(xiàn)降本增效目標(biāo)

火山引擎的大規(guī)模云原生基礎(chǔ)設(shè)施包含超過一百萬臺(tái)服務(wù)器、上千萬容器實(shí)例，管理數(shù)十EB級(jí)別存儲(chǔ)資源，需要應(yīng)對(duì)10 億+級(jí)QPS緩存峰值、10+TB/s的讀寫峰值帶寬，支持?jǐn)?shù)億日活的應(yīng)用訪問。

為了應(yīng)對(duì)如此復(fù)雜的需求，火山引擎一直都選擇和信賴英特爾? 至強(qiáng)? 解決方案，并率先引入第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器，助其第三代彈性計(jì)算實(shí)例加碼全新升級(jí)。

與基于第四代至強(qiáng)? 的彈性計(jì)算實(shí)例相比，第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器助力火山引擎釋放了巨大算力和性能紅利，其彈性計(jì)算實(shí)例整機(jī)算力提升39%，內(nèi)存帶寬提升17%，并在AI、視頻處理性能、Java應(yīng)用性能等方面均有40%左右的性能提升?；鹕揭嬗?jì)劃推出使用英特爾原生硬件加速技術(shù)的能力升級(jí)，以Nginx為例，使用英特爾? QAT進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和證書驗(yàn)證操作的吞吐量最高可提升5倍；在RocksDB中，使用英特爾? IAA進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮讀寫的吞吐量最高可提升1.9倍。提升如此巨大的算力進(jìn)化幅度，使火山引擎能夠使用相同的實(shí)例數(shù)量應(yīng)對(duì)更多業(yè)務(wù)需求。

如今，火山引擎正在構(gòu)建百萬核心級(jí)別彈性資源池，為業(yè)務(wù)的流量增長(zhǎng)、體驗(yàn)創(chuàng)新與安全性增強(qiáng)提供海量算力保障。

第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器提供澎湃的算力的同時(shí)，還與上一代處理器兼容，共享架構(gòu)與平臺(tái)，大大減少測(cè)試和驗(yàn)證工作，其更高的性能、更好的安全性、更高的成本效益，已經(jīng)在頭部云服務(wù)提供商中得到全面驗(yàn)證。

軟硬結(jié)合，打通AI創(chuàng)新底層瓶頸

除硬件方面的諸多創(chuàng)新，第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器在軟件層面也搭建了良好的生態(tài)環(huán)境。例如，英特爾已經(jīng)在Pytorch、Tensorflow和OpenVINO? 工具套件等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)框架中提供了針對(duì)第五代至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器的優(yōu)化，使得云廠商和用戶能夠以較低的門檻，快速利用如英特爾? AMX等處理器功能，打通AI應(yīng)用的算力瓶頸。英特爾? Trust Authority鑒證服務(wù)則能充分驗(yàn)證TEE的有效性，發(fā)揮英特爾? SGX/TDX技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

如果說數(shù)據(jù)中心是一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī)，那么CPU就是它的超級(jí)大腦，第五代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器將一如既往地扮演核心角色。它與網(wǎng)絡(luò)、GPU、軟件技術(shù)棧等其他英特爾創(chuàng)新技術(shù)一起共同構(gòu)筑了上層AI應(yīng)用的根基。而這樣的根基雖然能力強(qiáng)大，但并不需要用戶為此投入大量精力學(xué)習(xí)或增加運(yùn)維投入。由此，企業(yè)就能將主要精力投入在業(yè)務(wù)創(chuàng)新中，并在 AI 浪潮中緊緊把握住市場(chǎng)機(jī)遇，開啟新的增長(zhǎng)路徑。