Intel Ra Mắt CPU Xeon Clearwater Forest 18A: 288 Lõi Darkmont, 12 Chiplet
Intel vừa chính thức công bố dòng CPU Xeon “E-Core” Clearwater Forest thế hệ tiếp theo, được xây dựng trên tiến trình 18A tiên tiến.
Intel ra mắt CPU Xeon Clearwater Forest 18A đầu tiên: 288 lõi E-Core, 12 chiplet hiệu năng cao, nâng cấp toàn diện
Intel chuẩn bị tung ra dòng CPU máy chủ Xeon thế hệ tiếp theo với tên mã Clearwater Forest, tập trung hoàn toàn vào kiến trúc E-Core. Tương tự như dòng Xeon 6 được chia thành hai nhánh P-Core và E-Core (Granite Rapids và Sierra Forest), thế hệ mới cũng sẽ tiếp tục phân tách rõ ràng: Diamond Rapids dành cho P-Core và Clearwater Forest dành cho E-Core. Trong đó, các CPU P-Core được thiết kế tối ưu cho hiệu năng cao, xử lý khối lượng công việc tính toán phức tạp và AI, còn dòng E-Core sẽ hướng tới hiệu suất vượt trội trong các tác vụ có mật độ tính toán cao và khả năng mở rộng quy mô linh hoạt cho trung tâm dữ liệu.
Tại hội nghị Hot Chips 2025, Intel cho biết dòng CPU Xeon Clearwater Forest sẽ được sản xuất trên tiến trình 18A hiện đại và tiên tiến nhất của hãng – cũng chính là tiến trình sẽ được áp dụng cho Panther Lake trên nền tảng máy khách dự kiến ra mắt cuối năm nay. Những điểm nổi bật quan trọng của thế hệ CPU Xeon E-Core mới bao gồm:
- Nút xử lý mới nhất của Intel, 18A: Cải thiện hiệu suất và hiệu quả sử dụng điện năng
- Kiến trúc lõi hiệu quả mới nhất của Intel: Nâng cao IPC được điều chỉnh cho quy trình 18A
- Xây dựng Intel Foveros Direct 3D: Tuyến đường ngắn hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, LLC lớn hơn
- Tăng băng thông bộ nhớ: DDR5-8000 12 kênh
Về công nghệ xử lý, Clearwater Forest của Intel được xây dựng trên tiến trình 18A tiên tiến, kết hợp Backside Power Delivery với công nghệ Gate-All-Around (GAA) để mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với thế hệ FET Z trước đây. Tiến trình 18A giúp giảm điện dung cổng, cải thiện hiệu suất năng lượng của logic lõi, tăng mật độ cell với tỷ lệ sử dụng trên 90%, đồng thời tối ưu khả năng định tuyến tín hiệu nhằm giảm độ trễ RC và nâng cao hiệu suất tổng thể. Ngoài ra, 18A còn mang lại khả năng cấp điện năng hiệu quả hơn với tổn thất giảm từ 4-5%, đảm bảo hiệu năng và hiệu suất năng lượng tốt hơn.
Về kiến trúc, Intel đang tận dụng thiết kế Darkmont E-Core cho Clearwater Forest, một bản cập nhật cho Sierra Glen E-Core được Sierra Forest sử dụng. Các lõi này cung cấp:
- Giao diện thông minh hơn
- Động cơ không theo thứ tự sâu hơn
- Thực thi vectơ và vô hướng lớn hơn
- Hệ thống bộ nhớ nâng cao
Ở phần front-end, CPU được trang bị bộ nhớ đệm lệnh 64KB, cùng với ba bộ giải mã lệnh 3-Wide cho khả năng giải mã lên tới chín lệnh mỗi chu kỳ, tăng băng thông xử lý lệnh hơn 50% so với thế hệ trước. Bên cạnh đó, bộ dự đoán nhánh cũng được cải tiến đáng kể với độ chính xác cao hơn, nhờ vào việc tận dụng lịch sử nhánh sâu hơn và cấu trúc dự đoán lớn hơn, giúp giảm thiểu sai lệch và tăng hiệu quả xử lý.
Bộ máy OOE (Out-of-Order Engine) cũng được nâng cấp mạnh mẽ, với khả năng phân bổ 8 cổng (tăng 60%) và hủy 16 cổng (gấp đôi thế hệ trước), mang lại mức độ song song cao hơn trong quá trình thực thi lệnh. Cửa sổ nhập lệnh out-of-order được mở rộng thêm 60%, đạt tới 416 mục, trong khi số lượng cổng thực thi cũng tăng 50%, nâng tổng số lên 26 cổng, giúp cải thiện đáng kể hiệu năng xử lý đa luồng và khối lượng công việc phức tạp.
Execution Engine được trang bị 26 cổng thực thi, cho phép xử lý hiệu quả nhiều khối lượng công việc song song, đồng thời tận dụng phần cứng chuyên dụng để nâng cao hiệu suất. Các đơn vị Integer và Vector Execution đã được tăng gấp đôi so với thế hệ trước, trong khi Load Address Generation được mở rộng thêm 1,5 lần và Store Address Generation cũng được tăng gấp đôi, mang lại khả năng tính toán và xử lý dữ liệu mạnh mẽ hơn.
Hệ thống bộ nhớ lõi được nâng cấp với khả năng Three-Load (tăng 50%) trong khi vẫn duy trì Two-Store như trước. Cơ chế cấp phát tải sớm giúp giảm độ trễ truy xuất dữ liệu, còn Deep Buffering hỗ trợ tới 128 lỗi L2 đang chờ xử lý (gấp đôi thế hệ trước). Bên cạnh đó, Clearwater Forest cũng được trang bị các bộ nạp trước (prefetcher) tiên tiến, cùng với nhiều tính năng đặc thù dành riêng cho dòng Xeon E-Core, bao gồm:
- Bộ nhớ đệm dữ liệu L1 ECC
- Hỗ trợ đầu độc dữ liệu
- Kiểm tra máy có thể phục hồi
- Kiểm tra máy cục bộ
- 52 bit địa chỉ vật lý
- Khóa lõi
Intel áp dụng kiến trúc mô-đun mới cho CPU Xeon “E-Core” Clearwater Forest, trong đó mỗi cụm bốn lõi được trang bị 4 MB bộ nhớ đệm L2 hợp nhất với độ trễ 17 chu kỳ, nâng tổng dung lượng tối đa lên tới 288 MB L2 cache. Bộ nhớ đệm L2 không chỉ tăng dung lượng mà còn mang lại băng thông gấp đôi, đạt khoảng 400 GB/s. Ngoài ra, mỗi ô cơ sở còn tích hợp một LLC lớn hơn với dung lượng 576 MB, hỗ trợ hiệu năng xử lý dữ liệu ở quy mô trung tâm dữ liệu.
Theo đánh giá dựa trên SpecIntRate’17, kiến trúc mới giúp cải thiện IPC thêm 17%. Về băng thông, mỗi lõi có thể tận dụng 200 GB/s từ bộ đệm L2, trong khi các cụm được liên kết với nhau thông qua fabric interconnect tốc độ 35 GB/s, đảm bảo truyền tải dữ liệu hiệu quả và độ trễ thấp.
Intel đã triển khai công nghệ 3D hoàn chỉnh trong thiết kế Clearwater Forest, với tổng cộng 12 chiplet CPU được sản xuất trên tiến trình 18A. Các chiplet này được đặt trên ba ô cơ sở riêng biệt, bao gồm Fabric, LLC, bộ điều khiển bộ nhớ và IO, và được xây dựng trên tiến trình Intel 3. Ngoài ra, phần bộ trung gian còn tích hợp hai chiplet I/O dựa trên Intel 7, mang theo IO, fabric và các bộ tăng tốc hiệu năng cao. Toàn bộ quá trình giao tiếp giữa các thành phần được đảm bảo thông qua giải pháp EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) của Intel, giúp tối ưu hóa băng thông và giảm độ trễ kết nối.
Clearwater Forest còn được trang bị mạng lưới kết nối tối ưu, với các tuyến truyền dẫn ngắn hơn, tận dụng nhiều lớp kim loại hơn và mật độ kết nối cao hơn, từ đó nâng cao hiệu quả năng lượng và cải thiện khả năng truyền dữ liệu.
Cuối cùng, Intel đã tiết lộ một số điểm nhấn về hiệu năng của giải pháp Xeon 2S Clearwater E-Core. Các CPU này hỗ trợ bộ nhớ DDR5-8000 trên 12 kênh, với dung lượng tối đa lên tới 3 TB trong cấu hình máy chủ hai socket, mang lại băng thông bộ nhớ ấn tượng 1300 GB/s. So sánh với Sierra Forest, vốn chỉ hỗ trợ DDR5-6400 trên 12 kênh, Clearwater Forest thể hiện bước tiến vượt bậc về tốc độ bộ nhớ.
Các dòng CPU Intel Xeon (Dự kiến):
Diamond Rapids | Clearwater Forest | Granite Rapids | Sierra Forest | Emerald Rapids | Sapphire Rapids | Ice Lake-SP | Cooper Lake-SP | Cascade Lake-SP/AP | Skylake-SP | |
Process Node | TBD | Intel 18A | Intel 3 | Intel 3 | Intel 7 | Intel 7 | 10nm+ | 14nm++ | 14nm++ | 14nm+ |
Platform Name | Intel Oak Stream | Intel Birch Stream | Intel Birch Stream | Intel Mountain Stream | Intel Birch Stream | Intel Eagle Stream | Intel Eagle Stream | Intel Whitley | Intel Cedar Island | Intel Purley |
Core Architecture | Panther Cove-X | Darkmont | Redwood Cove | Sierra Glen | Raptor Cove | Golden Cove | Sunny Cove | Cascade Lake | Cascade Lake | Skylake |
MCP (Multi-Chip Package) SKUs | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | No | No | Yes | No |
Socket | LGA XXXX / 9324 | LGA 4710 / 7529 | LGA 4710 / 7529 | LGA 4710 / 7529 | LGA 4677 | LGA 4677 | LGA 4189 | LGA 4189 | LGA 3647 | LGA 3647 |
Max Core Count | TBD | Up To 288 | Up To 128 | Up To 288 | Up To 64? | Up To 56 | Up To 40 | Up To 28 | Up To 28 | Up To 28 |
Max Thread Count | TBD | Up To 288 | Up To 256 | Up To 288 | Up To 128 | Up To 112 | Up To 80 | Up To 56 | Up To 56 | Up To 56 |
Max L3 Cache | TBD | TBD | 480 MB L3 | 108 MB L3 | 320 MB L3 | 105 MB L3 | 60 MB L3 | 38.5 MB L3 | 38.5 MB L3 | 38.5 MB L3 |
Memory Support | Up To 16-Channel DDR5? | Up To 12-Channel DDR5-8000 | Up To 12-Channel DDR5-6400 MCR-8800 | Up To 12-Channel DDR5-6400 | Up To 8-Channel DDR5-5600 | Up To 8-Channel DDR5-4800 | Up To 8-Channel DDR4-3200 | Up To 6-Channel DDR4-3200 | DDR4-2933 6-Channel | DDR4-2666 6-Channel |
PCIe Gen Support | PCIe 6.0? | PCIe 5.0 (96 Lanes) | PCIe 5.0 (136 Lanes) | PCIe 5.0 (88 Lanes) | PCIe 5.0 (80 Lanes) | PCIe 5.0 (80 lanes) | PCIe 4.0 (64 Lanes) | PCIe 3.0 (48 Lanes) | PCIe 3.0 (48 Lanes) | PCIe 3.0 (48 Lanes) |
TDP Range (PL1) | TBD | TBD | Up To 500W | Up To 350W | Up To 350W | Up To 350W | 105-270W | 150W-250W | 165W-205W | 140W-205W |
3D Xpoint Optane DIMM | TBD | TBD | Donahue Pass | TBD | Crow Pass | Crow Pass | Barlow Pass | Barlow Pass | Apache Pass | N/A |
Competition | AMD EPYC Venice | AMD EPYC Zen 5C | AMD EPYC Turin | AMD EPYC Bergamo | AMD EPYC Genoa ~5nm | AMD EPYC Genoa ~5nm | AMD EPYC Milan 7nm+ | AMD EPYC Rome 7nm | AMD EPYC Rome 7nm | AMD EPYC Naples 14nm |
Launch | 2025-2026 | 2026 | 2024 | 2024 | 2023 | 2022 | 2021 | 2020 | 2018 | 2017 |
Nguồn: Wccftech