Intel stellt Clearwater Forest Xeon CPU vor: Next-Gen 12 Chiplet-Design, 288 Darkmont E-Cores, 17 % IPC-Boost, 2x L2-Cache-Bandbreite und DDR5-8000-Unterstützung

Intel hat kürzlich bahnbrechende Details zu seinen kommenden Clearwater Forest „E-Core“ Xeon-CPUs bekannt gegeben. Diese werden über beeindruckende 288 Kerne verfügen und auf dem fortschrittlichen 18A-Prozessor basieren. Dies markiert einen wichtigen Fortschritt im Bereich der Servertechnologie.

Einführung der nächsten Generation der Clearwater Forest E-Core Xeon-CPUs von Intel

Die Clearwater Forest Xeon-CPU-Serie unterstreicht Intels Engagement für eine verbesserte Serverleistung mit einer E-Core-Konfiguration.Ähnlich der Segmentierung der Xeon 6-Familie – die sowohl P-Core- als auch E-Core-Optionen wie Granite Rapids und Sierra Forest umfasst – werden diese neuen CPUs in zwei unterschiedliche Produktreihen unterteilt: die P-Core-orientierte „Diamond Rapids“ und die E-Core-spezifische „Clearwater Forest“.Die P-Core-Produktreihe ist für Hochleistungsszenarien konzipiert, insbesondere für anspruchsvolle KI- und rechenintensive Aufgaben, während die E-Core-Produktreihe auf höhere Effizienz abzielt und sich besonders für hochdichte Scale-Out-Workloads eignet.

Übersicht über die Leistungs- und Effizienzoptimierung des Intel Xeon 6-Prozessors.

Spannende Funktionen der Clearwater Forest Xeon CPUs

Auf der Hot Chips 2025-Konferenz gab Intel wichtige Einblicke in die Clearwater Forest Xeon-CPUs, die auf dem hochmodernen 18A-Prozessor basieren und auch in den kommenden Panther Lake-CPUs zum Einsatz kommen, die voraussichtlich noch in diesem Jahr auf den Markt kommen. Hier sind einige wichtige Highlights der neuen Xeon E-Core-CPUs:

Erweiterter 18A-Prozessknoten: Verspricht verbesserte Leistung und Energieeffizienz.
Neue Effizienzkernarchitektur: Verbesserungen der Inter-Prozessor-Kommunikation (IPC), zugeschnitten auf den 18A-Prozess.
Foveros Direct 3D Construction: Ermöglicht kürzere, energieeffiziente Routen und einen größeren Last-Level-Cache (LLC).
Erhöhte Speicherbandbreite: Unterstützt 12-Kanal DDR5-8000 RAM.

Intel Clearwater Forest-Chip zeigt Effizienz in Rechenzentrumsanwendungen.

Einblicke in die Architektur von Clearwater Forest

Das Herzstück von Clearwater Forest bildet Intels Darkmont E-Core-Architektur, eine Weiterentwicklung der Sierra Glen E-Cores. Dieses Design bietet zahlreiche Verbesserungen zur Leistungsoptimierung:

Verfeinerte Front-End-Struktur
Verbesserte Out-of-Order Execution (OOE)-Engine
Erweiterung der Skalar- und Vektorausführungsressourcen
Verbessertes Speichersubsystem

Clearwater Forest E-Core-Architektur mit optimierten CPU-Subsystemen.

Leistungsverbesserungen bei Unterricht und Ausführung

Das verbesserte Frontend verfügt über einen 64-kB-Befehlscache und drei 3-Breit-Befehlsdecoder, wodurch eine bemerkenswerte Erhöhung der Befehlsbandbreite um 50 % erreicht wird und bis zu neun Decodierungen pro Zyklus unterstützt werden. Unterstützt wird dies durch einen präziseren Verzweigungsprädiktor, der tiefe Verzweigungshistorien nutzt.

Out-of-Order-Engine-Diagramm von Clearwater Forest, das die Funktionen zur Ausführungsparallelität veranschaulicht.

Die OOE-Engine wurde deutlich verbessert und bietet nun eine 8-breite Allokation und eine Verdoppelung der 16-breiten Retire-Kapazitäten. Die Kapazität für Out-of-Order-Ausführung wurde mit 416 Einheiten um 60 % erhöht. Darüber hinaus bieten die 26 Ausführungsports nun eine 50-prozentige Effizienzsteigerung im Vergleich zur vorherigen Generation.

Speichersystem und zusätzliche Funktionen

Das Speichersubsystem wurde weiterentwickelt und bietet nun eine um 50 % höhere Dreifach-Load-Kapazität bei gleichbleibender Zweifach-Load-Funktionalität. Darüber hinaus wurde die Lastausgabe früher durchgeführt, um die Latenz zu verkürzen, und die Unterstützung für bis zu 128 ausstehende L2-Fehler wurde verbessert – die bisherige Kapazität wurde verdoppelt. Zu den einzigartigen Merkmalen der Clearwater Forest Xeon CPUs gehören:

ECC für L1-Datencache
Unterstützung bei Datenvergiftung
Wiederherstellbare Maschinenprüffunktion
Lokale Maschinenprüffunktionen
52 physikalische Adressbits
Core Lockstep-Konfiguration

Diagramm des Clearwater Forest E-Core-Speichersubsystems mit detaillierten erweiterten Funktionen.

Hochmoderne modulare Architektur

Die Clearwater Forest-Serie nutzt eine innovative modulare Architektur mit 4 MB Unified L2-Cache und einer Latenz von 17 Zyklen pro Vierkerncluster, was insgesamt 288 MB L2-Cache ergibt. Dieses Setup verspricht eine deutlich verbesserte Bandbreite mit einer Kapazitätssteigerung von bis zu 400 GB/s – doppelt so viel wie im Vergleich zur Vorgängergeneration. Die gemessene IPC-Steigerung liegt bei 17 %, basierend auf Benchmarks von SpecIntRate’17.

Clearwater Forest E-Core-Modularchitektur mit erweitertem L2-Cache.

3D-Chiplet-Design und Konnektivität

Intels Clearwater Forest integriert insgesamt 12 im 18A-Prozess gefertigte CPU-Chiplets auf drei einzelnen Basiskacheln, die wichtige Komponenten wie Fabric, LLC, Speichercontroller und I/O umfassen und auf dem Intel 3-Prozessknoten basieren. Zusätzlich sorgen zwei I/O-Chiplets auf dem Intel 7-Knoten für Hochgeschwindigkeitsverbindungen.

Diagramm mit detaillierten Details zur 18A-Chiparchitektur von Intel mit CPU-, Basis- und E/A-Chiplets.

Zusammenfassung der Clearwater Forest-Konfiguration

Die Gesamtarchitektur umfasst:

12 E-Core CPU-Chiplets (hergestellt mit Intel 18A)
3 Basis-Tile-Pakete (hergestellt auf Intel 3)
2 I/O-Chiplets (entwickelt auf Intel 7)

Die Chiplet-Architektur veranschaulicht Intels innovatives Design mit verbesserter Effizienz.

Verbesserte Leistungsfähigkeit

Intel hat die Leistungsfähigkeit einer Dual-Socket Clearwater E-Core Xeon-Lösung hervorgehoben, die bis zu 3 TB 12-Kanal-DDR5-8000-Speicher unterstützt und eine bemerkenswerte Speicherbandbreite von 1300 GB/s bietet. Diese Plattform bietet Platz für 2 x 96 PCIe Gen 5 und 64 CXL-Lanes sowie 144 UPI-Lanes (576 GB/s).Mit 576 Kernen und 1152 MB LLC erreicht sie insgesamt bis zu 59 TF/s, was zu einer beeindruckenden Rohbandbreite von 5000 GB/s führt.

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