英特尔Falcon Shores为何从XPU变成了GPU？

据路透社消息，当地时间周一（5月23日），英特尔（Intel）就其计划于2025年推出的一款人工智能（AI）运算芯片提供了更多细节。

英特尔在德国举行的一个超级计算会议上表示，即将推出的“Falcon Shores” (猎鹰海岸)芯片将拥有288GB的HBM3内存和 9.8TB/s 的总内存吞吐量，正如预期的那样，它将支持较小的数据类型，如 FP8 和 BF16。这些细节也是英特尔实施战略转型，抢占人工智能处理器市场，以追赶英伟达和AMD的首批披露内容。

Falcon Shores是在Rialto Ridge 取消后的替代品，也是 Ponte Vecchio 的指定后续产品。根据早前报导，Falcon Shores 将会是一款混合型态的XPU产品，因为在这个封装内将会整合 GPU、CPU 与 Memory 在内。然而在周一的会上，英特尔确定 Falcon Shores 将不再是 XPU，而回归到单纯的 GPU 而已。

Falcon Shores GPU 将会是英特尔Xeon Max GPU 系列产品中的一环，采用标准以太网交换，很像英特尔专注于 AI 的 Gaudi 架构。此外，Falcon Shores GPU 将会如同 Ponte Vecchio 般采用Chiplet模块式设计，允许针对单一 GPU 进行程序处理。这个基础性架构非常灵活，可以随着时间的推移集成Intel和客户的新IP（包括CPU内核和其它芯粒），使用Intel IDM 2.0模式制造。

该设备的基本草图还包括一个通用的基于 GPU 的编程接口 OneAPI，它将允许与其他 CPU 和架构广泛兼容。英特尔还将 CXL （Compute Express Link）支持列为一个关键的差异化因素，这让GPU、AI 芯片和其他加速器可以轻松访问大型存储和内存池。

下面我们来分析一下英特尔从 Falcon Shores 中抽出 CPU 内核背后的深层次原因。

英特尔表示，当前计算环境还不成熟，要实现将 CPU 和 GPU 内核混合到同一个 Falcon Shores 封装中的最初目标还为时过早。如上图所示，随着生成 AI 和 LLM 进入 HPC 空间，不同处理器的工作负载在改变，CPU 和 GPU 内核的优异组合随着时间的推移而发生变化。因此也引发了英特尔关于如何构建下一代超级计算架构思维的转变，他们认为现在还不是将客户锁定在特定 CPU 和 GPU 比例的时候。

此外，从设计上讲，处于前沿的超级计算机是针对特定任务的高度专业化设计，针对架构的软件调整只是运行超级计算机的常规操作。这些因素意味着 CPU/GPU 比率并不是英特尔从设计中移除 CPU 内核的少数原因。

英特尔还指出，Falcon Shores允许其客户使用各种不同的 CPU，逻辑上包括 AMD 的 x86 和 Nvidia 的 Arm 芯片，以及他们的 GPU 设计，因此不会限制客户只选择英特尔的 x86 内核，CPU 和 GPU 的解耦将为具有不同工作负载的客户提供更多选择。

英特尔表示，使用CXL接口的目的是让其客户能够利用可组合的架构，在他们的定制设计中将各种 CPU/GPU 比率结合在一起。然而，CXL 接口仅在芯片组合之间提供 64 GB/s 的吞吐量，而像 Nvidia 的 Grace Hopper 这样的定制 CPU+GPU 设计可以在 CPU 和 GPU 之间提供高达 1 TB/s 的内存吞吐量。对于许多类型的工作负载——尤其是需要内存带宽的 AI 工作负载，这比 CXL 实现具有性能和效率优势。

一直到 2025 年的 Falcon Shores 出来前，Ponte Vechhio 仍是英特尔AI及 HPC 市场的优异 GPU 方案。它将不得不与更先进的 HPC 架构竞争，例如 Nvidia 的 Grace Superchips 和 AMD 即将推出的CDNA3/Zen4 混合体（exascale APU） Instinct MI300，它们都会在 2023年推出。