中国的网络环境正不断演进和发生变化，特别是最近三年来，我国的大规模5G网络正与计算逐渐融为一体，使得感知、计算、数据、存储、数据中心得以实现无缝连接。数字浪潮下，芯片性能与算力不断提升，数据中心也开始迈入精装修的时代，这种情况下，除了强劲的算力，也提出更高的绿色节能的要求。

随着“双碳”战略的确立，“新基建”“东数西算”等国家工程的推进，中国数据中心建设正朝着具有高能效、高算力、高技术、高安全的新型数据中心方向迈进，绿色计算已经成为可持续发展的关键动力，低碳节能正在重新定义未来数据中心的全新架构。

近期，第四代英特尔至强可扩展处理器（代号“Sapphire Rapids”）正式面世，除了强劲的性能值得关注，它也是有史以来最“绿色”的数据中心处理器。

多维度实现节能减排目标

据IDC的数据，截至目前，中国的物联网市场规模已达到2900亿美元，2023年中国企业级ICT开支提升约为13%，而专业机构对中国今年尤其是下半年的业务恢复抱有很大信心。数据背后蕴藏的基本逻辑是中国经济发展的活力及动力。

英特尔一直坚持和发扬“工程师精神”，至强可扩展处理器作为其数据中心招牌产品，自2017年第一款至强可扩展处理器问世以来，英特尔已向全球客户交付了超过8500万颗至强可扩展处理器，支持着全世界的数据中心。其中，在过去两年，第三代英特尔至强可扩展处理器已全球累计出货1500万颗。

按照以往传统，每一代至强可扩展处理器之间的升级都可以用质变来形容，第四代的至强可扩展处理器Sapphire Rapids则继续延续着这种传统。

根据英特尔市场营销集团副总裁、中国区数据中心销售总经理兼中国区运营商销售总经理庄秉翰介绍，Sapphire Rapids是一个高度创新的平台，采用Intel 7制程工艺制造，不仅具有全新的芯片架构，还通过集成高性能核、更多内核数量、业内高需求的数据中心工作负载的相关加速器，同时还拥有业界领先的DDR5、CXL1.1、PCIe 5.0。

在节能减排上，Sapphire Rapids则是体现在各个维度上的。

第一，Sapphire Rapids由七大算力神器组成，随着企业对计算需求不断增加，尽可能提高能效变得至关重要。

相比于增加CPU内核，如果业务可以被加速器加速，就可以用非常短的时间，以非常高的能效解决问题，做到低碳环保。第四代英特尔至强可扩展处理器是目前拥有最多内置加速器的英特尔处理器，可提高AI、数据分析、网络、存储和科学计算等众多的性能，从而提高每瓦性能。

与前一代相比，企业可通过内置加速器把目标工作负载的平均每瓦性能提升2.9倍，在对工作负载性能影响最小化的情况下，通过优化电源模式可为每个CPU节能高达70瓦，并降低52%到66%的总体拥有成本（TCO）。这能够大幅提高CPU的利用率、降低能耗、提高投资回报，同时帮助企业实现可持续发展和减排目标。

七大算力神器具体为：

• 加速深度学习实时推理和训练性能提升的英特尔AMX加速器；
• 加速处理网络数据系统性能提升的英特尔DLB加速器；
• 加速在存储、网络工作负载中常见的流数据移动的英特尔DSA加速器；
• 加速在数据分析工作负载中优化内存占用和查询吞吐量的英特尔IAA加速器；
• 加速网络吞吐量以及压缩解压缩功能的英特尔QAT加速器；
• 加速平台安全性能的英特尔安全技术策略组合、提供高带宽内存的英特尔至强CPU Max系列。

第二，Sapphire Rapids的电源管理工具能够加强控制力并节约更多的运营成本。

具体来说，处理器内包含英特尔已经预先调优好的功率模型（Optmized Power Model），可以为某些工作负载带来高达20%的插槽节能，而对性能的影响仅不到5%。该选项可以很简单地在BIOS内设置。

如果按照英特尔CPU出货量计算，这将会提供非常巨大的能源节约。企业可以随着计算需求的浮动而做出动态的调整，以节约电力。

Sapphire Rapids还拥有内置遥测工具，这些工具提供关键的数据和AI功能，帮助企业智能地监测和管理CPU资源、建立模型来帮助预测数据中心或网络的峰值负载，以及调整CPU频率以便在需求下降时降低用电量。这为节约更多电力打开了大门，并能够在有可再生能源供应时选择性地增加工作负载，从而有机会降低数据中心的碳排放量。

此外，只有英特尔提供专为液冷系统优化的处理器SKUs以及浸没式冷却保修附加条款，以帮助企业更好地实现可持续发展目标。

第三，Sapphire Rapids从制造到产品，再到解决方案都是可持续的。

具体来说，Sapphire Rapids可以减少范围3温室气体的排放量，因为这些处理器使用90%~100%的可再生能源制造，并且相关工厂配备了一流的水资源回收设施，仅在2021年就回收了28亿加仑的水。

另外，英特尔绿色数据中心技术框架除了拥有一些经常用到的液冷产品的方法和能力外，还涵盖纯软件的能力。事实上，并非所有客户都可以进行液冷相关的数据中心改造，不仅成本较高，也对技术能力提出要求。

对于传统行业用户或存量用户，英特尔提供一系列的软件能力、方法和方案，这种方式可以让这类客户简易、便捷地实现能效节约。比如说，通过AI持续预测未来的波峰波谷，如果预测到波峰业务马上要起来，可以提前将CPU唤醒，这软件提供商的软件能力和英特尔底层硬件能力的结合。

更为重要的是，英特尔还将很多软件能力开发给市场，而英特尔数据中心绿色框架文件是开放给所有客户。继第一版英特尔《高效能数据中心白皮书》《通用服务器系统设计指南》《绿色数据中心创新实践——冷板液冷系统设计参考》白皮书后，英特尔在近日还正式发布了首版OCP浸没式液冷液体规范Rev 1.0，引入方法来评估单相和两相浸没式液冷液体，为浸没式液冷行业提供参考规范。

任何工作都离不开合作伙伴的协同，藉由这种方式，一起助力中国的节能减排。

英特尔的“碳中和”朋友圈

翻看至强处理器过往在绿色节能上取得的成果，少不了合作伙伴的身影。

据阿里云智能服务器研发资深架构师刘礼寅介绍，阿里巴巴早在2016年就与英特尔在液冷方面展开合作，当时阿里巴巴认为芯片的TDP一定是会向上走的，虽然彼时大规模部署均是基于风冷，但液冷方案一定是比风冷更为有效的解决方案。

从2016年开始，阿里巴巴与英特尔在每一代产品上都解决许多问题，而从与Sapphire Rapids的合作上来讲，PCIe Gen 5是关键点，目前阿里巴巴与英特尔的合作已取得较大成果，解决了方法论上的问题，即如何支持液冷下的PCIe Gen 5的SI。

从长期来看，刘礼寅认为350W不会是尽头，未来一定会有更高的TDP，能够预见Sapphire Rapids功耗是350W或以上，但是这对数据中心来讲并不是一个阻碍，反而是，如果能看到在同样的功耗里可以给到我们更好的单核性能，更多的核心数，用户反而可以得到更好的性价比收益。此时阿里巴巴的浸没式技术，或者冷板技术都可为PUE降低提供散热支撑。

在降低PUE方面，阿里巴巴与英特尔的合作重点是解决性能功耗比问题，举一个例子来说，有可能一个芯片功耗非常高，但算力特别高，此时需要购买的服务器数量就可以小于现在算力低的芯片数量，反而是整个芯片和系统的功耗会低于算力比较低的产品。所以阿里巴巴与英特尔的合作首先会寻求业务场景，再确定性能、功耗最优的产品或是方案，基于方案再做下一层功耗优化和服务器设计。

此外，在性能层面，Sapphire Rapids能为阿里巴巴提供很强帮助。当阿里巴巴的业务提出什么样的吞吐要求时，此时就需要处理器具备各种加速器能力，而阿里巴巴将会再通过软件能力使用这些加速器，使得客户算力获得较大提升，同时减少能耗比。

腾讯云星星海实验室研发总监曾钦杵则表示，腾讯云早在Ice Lake就与英特尔展开液冷的合作，但就目前的生态而言，冷板液冷相对于风冷方案，是有成本增加的，浸没式方案的成本增幅则更大。2022年，腾讯云在数据中心升级了新的能耗管理方案，在CPU能耗管理方面与英特尔深度联动，除了大幅提升能效比外，还可快速缩短业务唤醒时间。曾钦杵强调，通过以上智能调度及快速唤醒技术，无需额外投入基础设施建设成本，即可获得节能收益。

亚信科技与英特尔的合作也极为深入，亚信科技网络智能化首席专家王希栋表示，公司基于英特尔的基础算力打造了一系列的算力基础设施产品，除了基于Corona框架以外，还有很多技术、应用去做智能化的节能方案，较为典型的便是在5G专网上，在英特尔至强可扩展处理器加持下，其5G基站解决方案拥有15%~30%的能耗降低，从运营商能耗来看，拥有15%以上的性能收益。

对于低时延容忍度业务的节能方案，亚信科技也有类似的应用场景。在做基站时，需要面临的问题是当业务高峰期到来时，如何避免节能时延带来的影响，此时，需要在芯片上做一些改进。在这个应用中，亚信科技会结合自身AI能力，做一些业务预测的模型，不需要等到真正业务高峰到来时再去做芯片从低功耗上唤醒，亚信科技会预测到业务即将到来时间，并及时唤醒，这是基于至强可扩展处理器的一个典型应用。

绿色数据中心应该是一个从底到上的完整过程，而英特尔作为基础设施提供商还有诸多值得一体的成果。

经过多年的技术积累和探索，英特尔构建了完备的绿色数据中心解决方案矩阵，在数据中心电源效率与密度、先进制冷技术和基础设施智能化三个垂直领域，以及芯片、服务器、机架、数据中心基础架构四个水平方向，积累了丰富的解决方案和实践案例。

英特尔和产业伙伴协力合作，积极参与“东数西算”工程的8个国家节点，10个国家数据中心集群的筹备建设中。在一批具备技术领先性和产业示范性的标杆项目上，展开深入的合作和前沿的探索。

此外，英特尔发挥自身优势，携手合作伙伴推动先进节能技术的普及化，促进行业参考设计的标准化，并加速前沿绿色技术的突破性探索、创新与应用。

2022年8月英特尔中国数据中心合作伙伴技术峰会上，英特尔还发布了冷板液冷的技术参考，为技术实现难度并那么大的冷板液冷技术提供标准化，并降低市场准入门槛。

英特尔还要实现的碳中和目标还很多，在Sapphire Rapids到来之际，它也将以更丰富的姿态支持产业界。

文/付斌