截至 2022 年底,中國累計建成開通 5G 基站 231.2 萬個,5G 用戶達 5.61 億戶,全球占比均超過 60% 1。隨著 5G 網絡的不斷擴展和智能邊緣需求的激增,通信服務提供商(CoSP)需要考量從邊緣到數據中心再到云端分布的網絡功能優化和性能提升,實現精細化的流量處理,才能提升投資回報率(ROI)。
內置多個硬件加速器為分布式網絡多場景工作負載提速 相較于昂貴的外部加速器構建自定義系統的做法,第四代英特爾至強 可擴展處理器提供了標準化且可擴展的平臺,將多種硬件加速器直接內置于 CPU中。這種技術上的進步讓通信服務提供商較以往更能基于通用系統量身定制執行方案,從而優化性能、能效和安全性。這種能力使 CPU 得到更高效的利用,提升了可持續發展能力與投資回報率,同時降低了電耗。
由于這些加速器內置于處理器中,因此網絡運營商無需購置外部硬件加速器便可獲得更高的吞吐量、更低的時延。這種架構具有明顯的能效優勢,因為它無需另行為外部設備供電,也無需通過 PCIe 總線在內核與加速器硬件之間傳輸數據。此外,用戶還可以在非高峰時段將通用硬件資源用于支持其他任務,如訓練 AI 和機器學習模型或是進行數據分析。加速器與處理器內核毗鄰,還省去了 PCIe 總線的傳輸時間,從而使敏感型網絡工作負載的時延情況得到改善。
具體地,英特爾高級矩陣擴展(英特爾 AMX)可提升人工智能負載的性能,在 SASE 和 vRAN 的部署上進行卓有成效地進行網絡工作負載調優,實現效率與效能的提升。英特爾高級矢量擴展 512(英特爾 AVX-512)采用最新 x86 矢量指令集,有助于在更大的數據集上(包括在 SASE 和 vRAN 等網絡工作負載中)更快地完成計算。英特爾動態負載均衡器(英特爾 DLB)可優化跨多個內核的網絡數據處理工作負載,諸如支持視頻流多路同步連接的 CDN。英特爾數據流加速器(英特爾 DSA)能夠卸載大規模部署中會產生開銷的常見數據傳輸任務來提升流數據傳輸速度,這對包括 CDN 在內的流式網絡工作負載的性能來說至關重要。英特爾數據保護與壓縮加速技術(英特爾 QAT)可減少加密和數據壓縮相關開銷,在提高包括 SASE、CDN 和 5G UPF 工作負載在內的網絡性能上起著非常重要的作用。
第四代英特爾至強 可擴展處理器及多個內置加速器的加持,使分布式網絡部署多種需求的性能得到提升:
提供高能效運行、高密度連接及更大內存帶寬,幫助用戶更輕松地處理快速增長的 UPF 數據,實現5G 無線核心網用戶UPF吞吐量提升1.88倍3
面向 mMIMO(大規模多入多出)工作負載提供高吞吐量和低延時,在使用全新英特爾AVX的情況下使5G vRAN 吞吐量提升2倍4
助力SASE監控不斷擴大的攻擊面并支持下一代防火墻 (NGFW) 的部署,實現快速響應,吞吐量提升1.71倍5
通過改善負載均衡情況優化內容分發工作負載性能,在使用NGINX時實現CDN線性吞吐量提升1.46倍6
為有線網絡和多系統運營商 (MSO)的vCMTS 工作負載性能提升2倍7
專為網絡工作負載量身定制多工作模式使CPU效能得到完美發揮 面向網絡優化的第四代英特爾至強 可擴展處理器專為網絡工作負載量身定制,具有以下新特性:先進的執行資源:多種核數與功能配置,在眾多內置加速器加持下單核性能比上一代產品更出色。
更強大的內存子系統:多達 8 條傳輸速率高達 4800 MT/s 的 DDR5 通道,與上一代產品相比,內存帶寬和速度提升了 1.5 倍。
速度更快、容量更大的 I/O:每路處理器多達 80 條 PCIe 5.0 通道。
數據在使用中也能得到保護:由基于英特爾 軟件防護擴展(Intel Software Guard Extensions,英特爾 SGX)的機密計算技術提供支持,該技術會將密碼和加密密鑰等保密信息隔離在專有的內存飛地中。
同時,面向網絡優化的第四代英特爾至強 可擴展處理器針對網絡、服務器和計算優化型工作負載提供多種工作模式,使通信服務提供商擁有部署一種類型的服務器便可滿足多種用例需求的靈活性,從而簡化了采購和后勤工作,降低TCO。多種工作模式基于英特爾 Speed Select 技術(英特爾 SST),使運營商可以更主動、精細地控制 CPU 性能,同時提高軟件在整個運行環境中的復用率,根據特定需求更好地量身定制執行方案。
多種工作模式包括:
“網絡模式”已面向高吞吐量和低時延需求進行了性能優化,采用高處理器頻率支持數據平面、控制平面和信號處理工作負載。
“服務器模式”在降低內核頻率的同時仍能在相同的功耗范圍內運行,可滿足通用處理工作負載的需求。
“IT 模式”旨在支持時延要求更低的 IT 工作負載。例如,在非高峰時段,“IT 模式”下的系統可以執行運營支持系統和業務支持系統 (OSS/BSS) 等后臺功能。

目前,面向網絡優化的第四代英特爾至強可擴展處理器推出中等內核數(Medium Core Count, MCC) 和超多內核數(Extreme Core Count, XCC) 兩種配置。內置于 MCC 和 XCC 處理器中的加速器可分別加速數據傳輸和壓縮,從而實現更高的網絡性能;可提升查詢吞吐量,從而實現響應更加迅捷的數據分析;同時還可卸載調度和隊列管理,在內核之間實現工作負載的動態平衡。 此外,英特爾在軟件支持方面進行了大量投入,為開發人員簡化了內置加速器及其他英特爾架構特性和功能的實現。為保證加速器能為開發人員所用,英特爾為生態系統提供多種支持,從應用到底層要素(如驅動程序、庫和 API),各種開源及專有軟件支持等,并為客戶提供能夠獲得廣泛支持的網絡解決方案。
資料援引:1. 國家互聯網信息辦公室《數字中國發展報告(2022年)》,http://www.cac.gov.cn/2023-05/22/c_1686402318492248.htm2,3. 詳情請見以下網址的[N8]:https://edc.intel.com/content/www/cn/zh/products/performance/benchmarks/processors/(第四代英特爾至強 可擴展處理器)。結果可能不同。4. 詳情請見以下網址的[N10]:https://edc.intel.com/content/www/cn/zh/products/performance/benchmarks/processors/(第四代英特爾至強 可擴展處理器)。結果可能不同。5. 詳情請見以下網址的[N24]:https://edc.intel.com/content/www/cn/zh/products/performance/benchmarks/processors/(第四代英特爾至強 可擴展處理器)。結果可能不同。6. 詳情請見以下網址的[N60]:https://edc.intel.com/content/www/cn/zh/products/performance/benchmarks/processors/(第四代英特爾至強 可擴展處理器)。結果可能不同。7. 詳情請見以下網址的[N4]:https://edc.intel.com/content/www/cn/zh/products/performance/benchmarks/processors/(第四代英特爾至強 可擴展處理器)。結果可能不同。
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