算力大升級 英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新

過去半年中,隨著大模型產(chǎn)品的爆發(fā),AI帶來的變革已經(jīng)逐漸凸顯。算力承載著AI的研究和應(yīng)用,其格局變化尤為明顯。

2023年,生成式AI研究和應(yīng)用的爆發(fā)給云計算產(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,云廠商需要盡快升級數(shù)據(jù)中心算力以應(yīng)對AI需求,同時持續(xù)降低TCO,為用戶提供價格合理的算力資源;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)升級迭代的同時,具備更強(qiáng)的性能、更低的TCO,同時能夠滿足云端多樣化工作負(fù)載需求的較強(qiáng)AI能力:

對于大型云服務(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)廠商升級硬件時決策更加謹(jǐn)慎,偏向于在有著長期延續(xù)性的主流平臺上逐漸迭代,保護(hù)上層軟件應(yīng)用投資,減小對基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)運維部門的沖擊。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,如硬件級的安全引擎來更好地保障敏感數(shù)據(jù)的安全,確保云實例間的數(shù)據(jù)隔離,預(yù)防惡意入侵和泄漏。AI應(yīng)用涉及密集的低精度矩陣運算,需要較大的內(nèi)存空間。對于大模型推理應(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上運行可以獲得非常好的能耗比與性價比,還能夠以極具優(yōu)勢的TCO滿足云廠商大多數(shù)AI服務(wù)的需求。同時CPU的通用計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,提供硬件級安全和可信服務(wù),并通過豐富的AI產(chǎn)品組合駕馭整個AI管線,從而進(jìn)一步壯大了應(yīng)對人工智能時代的產(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,擁有更高的單核性能和內(nèi)存帶寬,三級緩存容量提升近3倍。其每個內(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)有多家客戶在實際業(yè)務(wù)中部署了第五代至強(qiáng)® 可擴(kuò)展處理器,在實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價,也讓更多準(zhǔn)備升級云計算基礎(chǔ)設(shè)施的企業(yè)對新一代至強(qiáng)® 有了更高的期待。

英特爾 AMX提升大模型推理性能,助力京東升級營銷購物體驗

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

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,很大程度上要歸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低精度矩陣運算速度提升一個數(shù)量級,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)施的運維成本維護(hù)在之前的水平內(nèi)。

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

對于云計算廠商而言,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)的硬件級安全城墻。

對于云環(huán)境中使用狀態(tài)中的數(shù)據(jù),機(jī)密計算是實現(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)與阿里云新實例搭載的可信平臺模塊(TPM)相配合,結(jié)合阿里云自研的加密計算隔離環(huán)境enclave,為阿里云第八代企業(yè)級ECS實例g8i構(gòu)建了一個基于虛擬化的硬件可信環(huán)境,即為整個虛擬化實例(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ECS實例在計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、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、音視頻等場景性能提升15%~25%不等。更重要的是,八代實例保持價格不變,使阿里云g8i實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,支持火山引擎實現(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服務(wù)器、上千萬容器實例,管理數(shù)十EB級別存儲資源,需要應(yīng)對10 億+級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,助其第三代彈性計算實例加碼全新升級。

與基于第四代至強(qiáng)® 的彈性計算實例相比,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,其彈性計算實例整機(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嬗媱澩瞥鍪褂糜⑻貭栐布铀偌夹g(shù)的能力升級,以Nginx為例,使用英特爾® QAT進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和證書驗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例數(shù)量應(yīng)對更多業(yè)務(wù)需求。

如今,火山引擎正在構(gòu)建百萬核心級別彈性資源池,為業(yè)務(wù)的流量增長、體驗創(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,還與上一代處理器兼容,共享架構(gòu)與平臺,大大減少測試和驗證工作,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)則能充分驗證TEE的有效性,發(fā)揮英特爾® SGX/TDX技術(shù)的優(yōu)勢。

如果說數(shù)據(jù)中心是一臺巨型計算機(jī),那么CPU就是它的超級大腦,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機(jī)遇,開啟新的增長路徑。