Intel представила Xeon Clearwater Forest: до 288 энергоэффективных ядер Darkmont (E-core), 12 чиплетов и поддержка DDR5-8000

Intel Clearwater Forest: 288 «E-cores» Darkmont на техпроцессе Intel 18A, 12 чиплетов, +17% IPC и поддержка DDR5-8000

На Hot Chips 2025 Intel раскрыла ключевые детали следующего поколения энергоэффективных серверных процессоров — Xeon «Clearwater Forest». Это второе поколение процессоров Xeon на ядрах E-core после Sierra Forest (Xeon 6), но уже на новом техпроцессе Intel 18A и с архитектурой Darkmont. В максимальной конфигурации — до 288 ядер на один процессор и серьёзные изменения в кэш-подсистеме, поддержке памяти и упаковке кристаллов.

Ключевые характеристики

• До 288 ядер Darkmont без SMT (один поток на ядро) — полностью E-core-дизайн для высокоплотных нагрузок.
• 12 вычислительных чиплетов на техпроцессе Intel 18A, размещённых на базовых плитках (Intel 3) с кэшами и контроллерами; функции ввода-вывода вынесены в отдельные чиплеты (Intel 7).
• +17% IPC (SpecIntRate2017) относительно предыдущего поколения; 2x рост пропускной способности L2.
• Память: 12 каналов DDR5-8000 (MRDIMM) в 2-сокетной системе — до ~1,3 ТБ/с суммарной пропускной способности и до 3 ТБ ёмкости.
• I/O: до 2x96 линий PCIe 5.0 и 64 линии CXL; межпроцессорное соединение UPI с пропускной способностью до ~576 ГБ/с.
• Упаковка: Foveros Direct (3D-укладка с гибридным бондингом) и EMIB, единая когерентная «монолитная» сетка поверх стеков.

Переход от Sierra Forest (Intel 3, ядра Sierra Glen) к Clearwater Forest (Intel 18A, ядра Darkmont) — это не только больше ядер. Intel демонстрирует зрелость сразу трёх технологий: нового техпроцесса 18A (RibbonFET + PowerVia), серверных энергоэффективных ядер и продвинутой упаковки (Foveros Direct, EMIB). По словам Intel Foundry, 18A сочетает второе поколение транзисторов с полностью охватывающим затвором и подвод питания по тыльной стороне кристалла, что даёт выигрыш по плотности, энергопотреблению и эффективности. Для серверных решений на сотни ядер это имеет критическое значение.

Архитектура Darkmont

Darkmont — новое серверное поколение E-core. Intel заявляет +17% IPC (SpecIntRate2017) благодаря переработанному фронт-энду, более глубокому out-of-order-ядру и расширенному блоку исполнения. Во фронт-энде: 64 КБ инструкционного кеша, три декодера по 3 инструкции (до 9 инструкций за такт, +50%) и улучшенный предсказатель ветвлений. Это уменьшает «пузырьки» (пустые такты в конвейере, idle cycles) и повышает загрузку исполнительных блоков (ALU/AGU).

Ядро стало шире и глубже: 8-широкая аллокация (~+60%), 16-широкий retire (в 2 раза больше), окно OoO выросло до ~416 записей, а число портов выполнения достигло 26 (+~50%). В скалярной и векторной части — удвоение числа блоков, в AGU — +1,5x для загрузок и 2x для сохранений. Теперь поддерживается до трёх параллельных загрузок и двух сохранений с усовершенствованными префетчерами.

Для надёжности добавлены ECC на L1D, механизмы защиты данных (data poisoning), Recoverable/Local Machine Check, 52-битная адресация и режим lockstep для ядер. Всё это соответствует требованиям облачных провайдеров и телеком-сегмента.

Кластеры и кэш

Каждый кластер объединяет 4 ядра Darkmont с общим L2 объёмом 4 МБ. В максимальной конфигурации это до 72 кластеров, суммарно 288 МБ L2 и до 576 МБ LLC. Пропускная способность L2 выросла до 2x и достигает ~400 ГБ/с на кластер (около 200 ГБ/с на ядро). LLC перенесён в базовые плитки (Base Tile), что стало заметным трендом серверных архитектур 2024–2026 гг.

3D-упаковка

Clearwater Forest построен по многослойной схеме: 12 вычислительных чиплетов на Intel 18A размещены на трёх базовых плитках Intel 3 с контроллерами памяти и LLC, а ввод-вывод вынесен в 2 чиплета на Intel 7. Для соединений используется EMIB и Foveros Direct (гибридный бондинг), что обеспечивает работу всех модулей как единой системы и снижает потери на межсоединениях.

Память и интерфейсы

Поддержка DDR5-8000 (MRDIMM) обеспечивает до 1,3 ТБ/с пропускной способности и до 3 ТБ памяти в 2-сокетной системе. Поддерживаются до 2x96 линий PCIe 5.0 и 64 линии CXL. Межсокетное соединение UPI даёт до 576 ГБ/с. Всё это позволяет обслуживать современные ускорители и системы хранения без узких мест.

Производительность и масштабирование

В 2-сокетной конфигурации суммарно можно получить до 576 ядер и 1152 МБ LLC. Intel приводит показатели до ~59 TF/s пиковой производительности и ~5000 ГБ/с суммарной пропускной способности внутри пакета. Главная цель линейки E-core — обработка большего числа однотипных задач при меньшем энергопотреблении и лучшей плотности на стойку.

Где Clearwater Forest будет востребован

• Web-scale и микросервисы: контейнеризированные нагрузки, где важна общая пропускная способность, а не производительность одного потока.
• CDN, сеть, телеком NFV: распределённые функции с массивной параллельностью и высокими требованиями к I/O.
• Облачные базы и аналитика: масштабируемые OLAP-нагрузки, которым полезны широкие каналы памяти и крупный LLC.

Сравнение с другими решениями

Против Xeon 6 Sierra Forest: вдвое больше ядер, +17% IPC, поддержка DDR5-8000 вместо DDR5-6400, удвоенная полоса L2 и крупный LLC в base-уровне. Sierra Forest стартовала в 2024 году (до 144 ядер), а Clearwater Forest стал логичным продолжением на более современном техпроцессе 18A.

Против P-core-линеек (Granite Rapids / Diamond Rapids): ядра P-core дают максимум в одиночных потоках и AVX-нагрузках, а E-core обеспечивают массовую параллельность. Часто обе линейки ставят вместе в одном дата-центре для разных типов задач.

Против AMD: конкуренты предлагают EPYC Bergamo (до 128 ядер Zen 4c) и новое поколение Turin (EPYC 9005). Подход похож: «больше простых ядер», но Intel делает ставку на 3D-упаковку Foveros Direct и перенос LLC в базовый слой, обещая прирост энергоэффективности.

Платформа и совместимость

Clearwater Forest сохраняет совместимость с семейством Birch Stream. Это означает схожую разводку под 12 каналов памяти, те же классы питания и охлаждения и поддержку PCIe/CXL-периферии. Для операторов дата-центров это упрощает апгрейд и позволяет постепенно внедрять новые процессоры.

Техпроцесс Intel 18A

Intel 18A — второе поколение транзисторов с технологией gate-all-around (RibbonFET) и подводом питания с обратной стороны кристалла (PowerVia). Это снижает потери, повышает плотность и эффективность. Для серверов с сотнями ядер и огромным объёмом кэша такие улучшения напрямую влияют на производительность на ватт.

Технические характеристики (предварительно*)

*Характеристики предварительные и могут измениться в коммерческом релизе.