Intel revela CPU Clearwater Forest Xeon: design de chiplet de última geração com 12 núcleos, 288 núcleos Darkmont, aumento de 17% no IPC, largura de banda de cache L2 dupla e suporte a DDR5-8000

A Intel revelou recentemente detalhes inovadores sobre suas futuras CPUs Clearwater Forest “E-Core” Xeon, que contarão com impressionantes 288 núcleos e serão construídas usando o avançado nó de processo 18A. Isso marca um importante avanço no campo da tecnologia de servidores.

Introdução das CPUs E-Core Xeon Clearwater Forest de próxima geração da Intel

A série Clearwater Forest de CPUs Xeon representa o compromisso da Intel em aprimorar o desempenho de servidores com uma configuração E-Core. Semelhante à segmentação observada na família Xeon 6 — abrangendo opções P-Core e E-Core, como Granite Rapids e Sierra Forest — essas novas CPUs serão classificadas em duas linhas distintas: a “Diamond Rapids”, focada em P-Core, e a “Clearwater Forest”, específica para E-Core. A linha P-Core foi projetada para se destacar em cenários de alto desempenho, especialmente para tarefas exigentes de IA e computação intensiva, enquanto a linha E-Core visa maior eficiência, sendo particularmente adequada para cargas de trabalho de escalonamento horizontal de alta densidade.

Visão geral da otimização de desempenho e eficiência do processador Intel Xeon 6.

Recursos interessantes das CPUs Clearwater Forest Xeon

Durante a conferência Hot Chips 2025, a Intel divulgou insights importantes sobre as CPUs Clearwater Forest Xeon, construídas com o nó de processo 18A de última geração, que também está sendo utilizado nas futuras CPUs Panther Lake, com lançamento previsto para o final deste ano. Aqui estão alguns destaques importantes das novas CPUs Xeon E-Core:

Nó de processo 18A avançado: promete desempenho aprimorado e eficiência energética.
Nova arquitetura de núcleo de eficiência: melhorias na comunicação entre processadores (IPC) adaptadas para o processo 18A.
Construção Foveros Direct 3D: facilita rotas mais curtas e com baixo consumo de energia, além de um cache de último nível (LLC) maior.
Largura de banda de memória aumentada: suporta RAM DDR5-8000 de 12 canais.

Chip Intel Clearwater Forest demonstrando eficiência em aplicações de data center.

Insights sobre a arquitetura da Floresta de Clearwater

No centro do Clearwater Forest está a arquitetura Darkmont E-Core da Intel, uma evolução dos E-Cores Sierra Glen. Este design oferece inúmeras melhorias voltadas para a otimização do desempenho:

Estrutura Front-End Refinada
Mecanismo de execução fora de ordem aprimorado (OOE)
Expansão de recursos de execução escalar e vetorial
Subsistema de memória aprimorado

Arquitetura E-core do Clearwater Forest com subsistemas de CPU otimizados.

Melhorias de desempenho na instrução e execução

O front-end aprimorado conta com um cache de instruções de 64 KB e três decodificadores de instruções de 3 polegadas de largura, proporcionando um aumento notável de 50% na largura de banda de instruções, suportando até nove decodificações por ciclo, auxiliado por um preditor de ramificação mais preciso que aproveita históricos de ramificação profundos.

Diagrama do mecanismo fora de ordem do Clearwater Forest ilustrando recursos de paralelismo de execução.

O mecanismo OOE foi significativamente atualizado, apresentando uma alocação de 8 unidades e um aumento de 2x na capacidade de retirada de 16 unidades. A capacidade de execução fora de ordem também apresenta um aumento de 60%, com 416 unidades. Além disso, as 26 portas de execução agora oferecem um aumento de 50% na eficiência em comparação com a geração anterior.

Sistema de memória e recursos adicionais

O subsistema de memória inclui avanços, proporcionando um aumento de 50% na capacidade de três cargas, mantendo os recursos de duas cargas. Além disso, a emissão de carga foi antecipada para reduzir a latência, e há suporte aprimorado para até 128 falhas L2 pendentes — dobrando as capacidades anteriores. As características exclusivas das CPUs Clearwater Forest Xeon incluem:

ECC para cache de dados L1
Suporte para Envenenamento de Dados
Capacidade de verificação de máquina recuperável
Funções de verificação de máquina local
52 bits de endereço físico
Configuração do Core Lockstep

Diagrama do subsistema de memória E-core do Clearwater Forest detalhando recursos avançados.

Arquitetura modular de ponta

A Clearwater Forest Series utiliza uma arquitetura modular inovadora, com 4 MB de cache L2 unificado com latência de 17 ciclos por cluster de quatro núcleos, resultando em um total de 288 MB de cache L2. Essa configuração promete uma largura de banda significativamente melhorada, com capacidade aumentando para até 400 GB/s — o dobro da geração anterior. O aumento de IPC medido é de 17%, com base em benchmarks do SpecIntRate’17.

Arquitetura do módulo E-core do Clearwater Forest com cache L2 aprimorado.

Design e conectividade de chiplets 3D

O Clearwater Forest da Intel integra um total de 12 chiplets de CPU fabricados com o processo 18A, situados em três blocos de base individuais que abrangem componentes essenciais, como Fabric, LLC, controladores de memória e E/S, aterrados no nó de processo Intel 3. Além disso, dois chiplets de E/S construídos no nó Intel 7 fornecem interconexões de alta velocidade.

Diagrama detalhando a arquitetura do chip 18A da Intel com CPU, base e chiplets de E/S.

Resumo da configuração da floresta de Clearwater

A arquitetura geral abrange:

12 Chiplets de CPU E-Core (fabricados com Intel 18A)
3 pacotes de blocos básicos (fabricados no Intel 3)
2 Chiplets de E/S (projetados no Intel 7)

Arquitetura de chiplet ilustrando o design inovador da Intel com eficiência aprimorada.

Capacidades de desempenho aprimoradas

A Intel enfatizou os recursos de desempenho de uma solução Clearwater E-Core Xeon de dois soquetes, que suporta até 3 TB de memória DDR5-8000 de 12 canais, proporcionando uma impressionante largura de banda de memória de 1300 GB/s. Esta plataforma acomoda 2 x 96 PCIe Gen 5 e 64 pistas CXL, bem como 144 pistas UPI (576 GB/s), alcançando um total geral de até 59 TF/s com 576 núcleos e 1152 MB de LLC, resultando em uma impressionante largura de banda bruta de 5000 GB/s.

Fonte e Imagens