Clearwater Forest 或 Xeon 6+ 出现在英特尔技术巡展 2025 上，展示了英特尔 18A 和 Darkmont E-core 的飞跃。

英特尔和数据中心的愿景

新的领导和方向

英特尔技术巡演2025 对英特尔数据中心事业部（DCG）来说是一个重要时刻，从技术层面到新领导层所传达的战略信息都至关重要。新任执行副总裁兼数据中心事业部总经理Kevork Kechichian先生坦诚承认了集团过去面临的挑战。他强调，产品路线图延迟和竞争力下降等问题并非“研发问题”，而是“ 领导力问题 ”。值得注意的是，Kevork在英特尔担任领导职务仅18天（在英特尔技术巡演2025时）。他坦诚的讲话展现了一场深刻的文化变革，即对那些关心英特尔的人（投资者、媒体、员工、客户等）更加透明和负责。

Kevork Kechichian不仅承认了公司的不足，还概述了塑造DCG未来的三大核心价值观：倾听客户意见、提供有竞争力的产品以及按时高质量地执行。这些都是基本的商业原则，但在当前环境下强调这些原则，我们可以看到英特尔在经历了长期的怀疑之后，正在努力重建与客户和合作伙伴的信任。Kechichian先生还分享道，他曾多次拒绝英特尔之前的邀请，因为他无法信任旧领导层。现在加入的决定表明了他对以陈立武为首的新领导团队的愿景和执行力的信心。显然，英特尔的问题不在于缺乏人才——工程团队——而在于高层的战略方向和决策能力。

IDM 中的“无寓言”思维

Kechichian 指的是在英特尔等领先的集成设备制造商 (IDM) 内部采用无晶圆厂模式。Kechichian 在高通和 Arm 等无晶圆厂公司拥有丰富的经验，他发现，附近有晶圆厂的便利性可能会无意中导致设计流程缺乏纪律性。一个例子就是过度依赖流片来修复错误，而不是从一开始就进行正确的优化。

新战略要求英特尔的研发团队以无晶圆厂公司的严谨态度运作，确保设计一次性通过，以避免巨额制造成本。一旦确立了这种设计原则，拥有最先进的工厂将不再是一种便利，而是一种真正的倍增器——一种战略竞争优势。优化设计与领先制造工艺的结合，将使英特尔能够打造出性能卓越、能效卓越的产品。

IDM 内部的无晶圆厂思维模式是抵御自满情绪的防御机制，也是英特尔代工服务 (IFS) 商业模式成功的核心基础。当英特尔内部设计团队（英特尔自有代工厂规模最大、要求最高的客户）最严谨时，他们会推动代工厂提供最佳的工艺设计套件 (PDK) 和支持工具。这使得英特尔的制造能力对外部无晶圆厂客户更具吸引力。本质上，英特尔正在利用其最先进的产品（例如至强 6+ 处理器）来改进和完善设计与制造之间的工作流程，从而形成一个有利于双方业务共同发展的正反馈循环。

Xeon 6路线图

现代数据中心的需求多种多样，因此英特尔为至强 6 产品线提供了双微架构策略。至强 6 系列将于 2024 年推出，包含两个不同的分支，分别针对不同类型的工作负载进行了优化。P 核英特尔至强 6  （Granite Rapids）专为高性能计算 (HPC) 和人工智能 (AI) 等计算密集型工作负载而设计，注重每核性能。而 E 核英特尔至强 6  （Sierra Forest）则注重每瓦性能，满足高密度计算工作负载的需求，并具备横向扩展工作负载的能力，通常适用于云原生计算 (cloud-native)、微服务 (microservices) 和电信 (telco)。

没有任何单一的 CPU 架构能够针对所有使用场景进行优化，Xeon 6 及其两个不同分支就证明了这一点。英特尔并没有打造“一刀切”的芯片，而是明确地细分了市场。P 核心系列将直接与其竞争对手的高性能 x86 CPU 竞争，而 E 核心系列则是针对云计算和电信领域基于 ARM 的 CPU 而推出的，在这些领域，核心密度和总体拥有成本 (TCO) 是首要考虑因素。

在此背景下，推出搭载 E 核心的至强 6 处理器（Sierra Forest）可视为一项战略防御举措，旨在帮助英特尔在受到 ARM 竞争对手冲击的细分市场中拥有一款具有竞争力的产品，从而留住客户。Sierra Forest 最初与爱立信、HPE、诺基亚、phoenixNAP 等主要合作伙伴取得了成功。然而，英特尔至强 6+ 处理器（Clearwater Forest）的诞生才是英特尔真正的进攻之举。Clearwater Forest 拥有两倍的内核数量，采用英特尔 18A 处理器和 Darkmont 微架构，不仅仅是一款“足够好”的产品，其设计目标是在密度和效率方面引领市场。

Intel Xeon 6+ 平台

清水森林

代号为“Clearwater Forest”的英特尔至强 6+ 是首款面向数据中心的 18A CPU，配备 E 核心。名称中的“+”不仅代表着新的改进，也表明其相比现有至强 6 平台有了显著的飞跃。“Clearwater Forest”是一款沉淀式产品，将一系列现代英特尔技术集成于单芯片之上。

英特尔至强 6+ 处理器采用 Darkmont 微架构，拥有多达 288 个 E 核心 ，支持高达 8000 MT/s 的 DDR5 内存，并配备高达 576 MB 的超大末级缓存 (LLC)。最重要的是，这是英特尔首款基于英特尔 18A 制程打造的数据中心处理器，也是首款将先进的 3D 封装技术 Foveros Direct 商用化的至强产品。可以说，Clearwater Forest 是一座现代科技奇迹，展现了英特尔工程团队从制造工艺、封装技术到核心微架构，在同一款产品中完美融合的技术壮举。

带有 RibbonFET 和 PowerVia 的英特尔 18A

英特尔 18A 制程是至强 6+ 处理器性能和能效提升的基础。英特尔 18A 拥有两项突破性创新：RibbonFET 和 PowerVia。

RibbonFET 是英特尔的全栅极 (GAA) 晶体管架构。与之前的 FinFET 架构不同，RibbonFET 中的栅极完全关闭了带状通道。这种结构可以严格控制电流，在增加驱动电流的同时显著降低漏电流。这显著提升了每瓦性能，使晶体管能够在更低的电压下工作，从而显著提升了芯片的整体能效。

PowerVia 是业界首个背面供电技术。传统上，信号路径和电源路径都位于晶圆正面，这会导致拥塞和电压降。PowerVia 将整个电源网格移至晶圆背面，通过微小的硅通孔 (TSV) 连接直接连接到晶体管。这完全释放了正面金属层用于信号布线，降低了电源网格电阻，将功耗降低了 4-5%，从而使设计人员能够将标准单元密度提高 90% 以上。PowerVia 是英特尔能够在相同插槽面积内“塞入”比上一代产品两倍的内核数量的关键因素。

当英特尔成功将 18A 工艺部署到像 Clearwater Forest 这样的复杂产品上时，这表明英特尔重新夺回了技术领先地位。对于 IDM 2.0 商业模式和 IFS 战略而言，将英特尔 18A 工艺应用于高端服务器产品进行量产，也向潜在的 IFS 客户展示了其强大的能力。就至强 6+ 处理器而言，无晶圆厂客户可以相信英特尔的工艺和技术已经为最复杂的设计做好了准备。

Foveros Direct 3D

Foveros Direct 3D 封装技术是英特尔解耦之旅的巅峰之作。英特尔经历了从英特尔 10nm 工艺（Ice Lake）上的单片设计，到英特尔 7nm 工艺（Sapphire Rapids）上使用 EMIB 桥接的 2.5D 架构的演变。之后，又出现了使用不同工艺（Xeon 6 Sierra Forest，结合了英特尔 7 和英特尔 3）的独立功能块（Tile）的 2.5D 架构。Clearwater Forest 是英特尔解耦之旅的终极演进， 它将 2.5D（EMIB）和 3D（Foveros Direct）封装与三种不同的制造工艺（英特尔 18A、英特尔 3 和英特尔 7）结合在同一封装上。

Foveros Direct 3D 是英特尔的下一代 3D 芯片堆叠技术，最早应用于至强处理器系列。它采用直接铜对铜 (Cu-to-Cu) 互连，而非微凸块，使凸块间距仅为 9 微米 (9 μm)。这创造了极高的互连密度，实现了巨大的芯片间带宽，同时功耗接近于零，仅为 0.05 皮焦耳/比特 (0.05 pJ/bit)，即 50 飞焦耳/比特。这种极低的功耗至关重要，否则在堆叠芯片之间移动数据会消耗大量功耗，从而抵消 3D 堆叠的优势。

分解架构为英特尔提供了灵活的业务战略。通过将SoC分解成功能性的“乐高积木”（模块），英特尔可以：

• 成本和效率优化：CPU 核心（Compute Tile）仅使用最昂贵的 Intel 18A 工艺，而 I/O 和 Fabric 块可以使用更便宜、更成熟的工艺，如 Intel 7 和 Intel 3。
• 加速产品发布：重复使用经过验证的 Tile，例如 Granite Rapids 一代的 I/O Tile，可显著减少研发时间和成本，同时确保与现有 Birch Stream 平台的向后兼容性。
• 创建多样化的产品系列：理论上，英特尔可以灵活地将不同类型的计算块（P 核、E 核或专用加速器块）与同一组 I/O 块和基础块组合，以快速创建定制产品，适用于许多不同的细分市场。

Clearwater Forest SoC架构

Clearwater Forest 展现了现代封装技术的复杂性和精密性。完整的 Clearwater Forest 处理器并非采用单片硅片，而是一个系统级封装，由多个水平和垂直连接在一起的芯片组（或称 Tile）组成。每个插槽上的结构包括：

• 12 个计算模块：包含采用最先进的英特尔 18A 工艺制造的 Darkmont E 核心，以及 L2 缓存。计算模块通过 Foveros Direct 3D 连接到基础模块。
• 3 个 Base Tile：作为基础，包含 LLC 缓存、互连结构和内存控制器，采用英特尔 3 工艺制造。Base Tile 使用 Foveros Direct 3D 连接到 Compute Tile，并使用 EMIB 连接到其他 Base Tile 以及 I/O Tile。
• 2 个 I/O Tile：处理所有外设通信（PCIe、CXL、UPI 连接），采用英特尔 7 代工艺制造，并沿用上一代工艺。I/O Tile 通过 EMIB 连接到 Base Tile。

这些模块采用双层结构组装而成。在下层（2.5D），3 个基础模块和 2 个 I/O 模块并排放置在有机基板上，并通过 12 个 EMIB 桥连接。在上层（3D），每个基础模块均有 4 个计算模块，使用 Foveros Direct 3D 技术直接堆叠在其上。这种结构就像在精心规划的城市区域（2.5D 基础）上建造摩天大楼（3D 层），对信号管理、电源和散热的要求非常高。

I/O 模块（英特尔 7）

I/O Tile 是整个 SoC 与外界通信的网关。英特尔决定完全复用 Granite Rapids 系列的 I/O Tile，从而节省成本和研发时间。复用 I/O Tile 还能确保 Clearwater Forest 与已发布的 Birch Stream 平台完全兼容，让 OEM/ODM 合作伙伴无需重新设计主板即可升级到新 CPU。

每个 I/O Tile 都配备硬件接口和加速器，包括：

• 外围设备连接：48 条 PCIe Gen 5.0 通道，其中 32 条通道可在 CXL 2.0 模式下运行，以连接下一代内存和加速器。
• 多插槽连接：96 个 UPI 2.0（超级路径互连）通道，用于 Xeon 6+ 多处理器服务器系统中插槽之间的高速通信。
• 集成加速器：每个 Tile 包含八个加速器，包括用于加密和压缩的英特尔 QuickAssist 技术 (QAT)、用于网络负载分配的英特尔动态负载均衡器 (DLB)、用于优化数据移动的英特尔数据流加速器 (DSA) 和用于数据库和分析任务的英特尔内存分析加速器 (IAA)。

Clearwater Forest 每个插槽配备两个 I/O Tile，总带宽巨大，足以处理要求最严苛的存储、网络和 AI 系统。内置加速器模块可卸载 CPU 核心的基础设施任务，从而释放计算能力用于核心应用程序。

基础瓷砖（英特尔 3）

Base Tile 是 SoC 的神经中枢，所有数据流在此汇聚。它采用成熟的英特尔 3.0 工艺制造，并针对高 SRAM 密度进行了优化。每个 Base Tile 执行两项功能：

• 末级缓存 (LLC)：每个基础模块 (Base Tile) 都包含一个 192 MB 的超大 LLC 缓存。如果一个插槽包含 3 个基础模块，则 LLC 总容量高达 576 MB，从而提供强大的数据缓冲区。大型 LLC 有助于降低主内存访问延迟，并确保 CPU 核心获得充足的数据。
• 内存控制器：每个 Base Tile 集成一个用于 4 个 DDR5 内存通道的控制器。因此，整个插槽支持 12 个 DDR5 内存通道。这比 Sierra Forest 6700E 一代的 8 个通道有了显著提升，提供了支持 288 个核心所需的内存带宽。

此外，Base Tile还包含一致性结构，确保所有核心的缓存和LLC之间的数据一致性。

计算模块（英特尔 18A）

计算单元 (Compute Tile) 容纳了 Clearwater Forest 处理器的“大脑”——Darkmont E 核心。将 288 个核心拆分成 12 个独立的计算单元 (Compute Tile)，每个单元仅包含 24 个核心，这是在新兴的 18A 工艺上实现高良率的关键策略。如果某个计算单元在生产过程中出现故障，英特尔只需将其禁用，并发布核心数量更少的 SKU，而无需报废整个庞大而昂贵的芯片。

每个计算单元 (Compute Tile) 由 6 个模块构成。每个模块包含 4 个 Darkmont 核心，共享 4MB 统一二级缓存。这种共享二级缓存的 4 核模块架构兼顾了较低的二级访问延迟（由于核心之间距离较近），并节省了芯片空间。Clearwater Forest 总共拥有 12 个计算单元、72 个模块和 288 个核心，可提供极高的计算密度。

Darkmont E-core微架构

“小野兽”

如果说 Clearwater Forest 是系统架构上的一次巨大飞跃，那么 E-core Darkmont 微架构就是这种强大力量的源泉。英特尔院士兼 x86 核心首席架构师 Stephen Robinson 将其描述为“微型野兽”，它彻底打破了 E-core 只是用于后台任务的“弱”核的刻板印象。

与 Sierra Forest 上的 Crestmont 相比，Darkmont 进行了彻底的重新设计。Darkmont 是一个 8 宽执行微架构，由 9 宽前端驱动，并由一个拥有 416 个入口窗口和 26 个执行端口的大型乱序执行引擎支持。这些数字不仅超越了 Crestmont，甚至接近了上一代高性能 P 核，例如 Golden Cove（拥有 512 个入口窗口）。这表明 Darkmont 的设计充分利用了指令级并行 (ILP)，能够高效处理代码占用空间大的复杂服务器代码。

微架构组件	克雷斯特蒙特	达克蒙特	增加/改善
前端
解码宽度	6宽（2×3）	9宽（3×3）	+50% 带宽
微操作队列	64个条目	96个条目	+50% 容量
无序引擎
分配宽度	6宽	8宽	+33％
退出宽度	N/A（小于 16）	16宽	显著增加
ROB窗口	256个条目	416个条目	+62.5％
执行引擎
执行端口号	17	二十六	+53％
整数ALU	4	8	2倍
FMA向量单元	2×128位	4×128位	2倍吞吐量
AGU（地址生成）	2	4	2倍
内存子系统
L2带宽	64B/周期	128B/周期	2倍

前端

为了满足庞大执行引擎的需求，Darkmont 配备了强大的前端。新的前端配备了 64KB 的大型指令缓存 (I-Cache) 和升级版分支预测器，其容量从 6,000 个目标提升至 8,000 个，提升了 30%。改进的分支预测对于服务器工作负载至关重要，因为服务器工作负载的分支更多，且难以预测。

Darkmont（以及 Crestmont）的独特之处在于其集群式前端架构。Darkmont 并非采用单个单片 9 宽解码器，而是使用三个独立的 3 宽解码器集群，这些集群以乱序方式运行。每次进行分支预测时，都会激活一个新的解码器集群，从新的目标地址开始解码指令。只要分支预测器能够保持领先，所有三个集群就可以并行运行，从而提供总共 9 宽的解码带宽。英特尔添加了启发式算法，以减少 Sierra Forest 实现中的过度推测——这对于服务器环境来说是一项重要的优化。

乱序引擎和执行引擎

解码后，微指令会被送入乱序引擎。Darkmont 可以将每个周期 8 个微指令分配到 416 个条目的 ROB 窗口中，并最多在每个周期退出 16 个微指令。与之前的设计相比，退出宽度加倍可以显著加快机器资源的释放速度，这对于快速处理无法推测执行的存储指令尤为重要。微指令会从 ROB 窗口发送到 26 个执行端口之一——这个庞大的数字充分展现了 Darkmont 的并行处理能力。这些执行端口包括：

• 8个整数算术逻辑单元（ALU）。
• 3 个装载端口和 2 个存储端口。
• 与 Crestmont 相比，矢量计算 (FMA) 和 AI (VNNI) 吞吐量翻了一番。

执行资源的增加，尤其是矢量/AI吞吐量的增加，表明英特尔不仅将E-core定位于传统的整数任务，而且还定位于日益流行的多媒体和AI推理工作负载。

内存子系统和 RAS 功能

为了“喂饱”288核处理器，辅助内存系统必须极其强大。Darkmont 可以从 L1 缓存维持高达每周期 48 字节的带宽（3 次加载 × 16 字节/加载）。L1 和 L2 缓存之间的带宽也比 Crestmont 翻了一番，达到每周期 128 字节。此外，所有缓存级别的预取器机制都得到了改进。此外，预取器还能够接收来自 SoC 结构的“遥测数据”，从而自动调整活动级别，避免不必要的系统带宽拥堵。

但 Darkmont 真正的亮点在于其企业级可靠性、可用性和可维护性 (RAS) 功能，这些功能通常仅在高端 P 核上才有。

• L1 数据缓存 ECC：L1 数据缓存配备了错误纠正码，能够纠正单位错误并检测双位错误，从最接近处理器核心的级别确保数据完整性。
• 数据中毒与可恢复机器检查：当发生无法纠正的错误时，系统能够对损坏的数据进行“中毒”，以防止其传播并损害系统的其他部分。可恢复机器检查机制使软件（操作系统或虚拟机管理程序）能够更准确地处理错误，可能只是终止应用程序或虚拟机，而不是导致整个系统崩溃。
• 核心锁步：这是集成的最先进的 RAS 功能。锁步允许同一模块中的两个核心同步运行，执行相同的指令流。在每个周期，系统都会比较它们的结果。如果出现任何差异，即使是最小的差异（由于临时硬件错误导致），系统也会立即检测并报告错误。

将核心锁步 (Core Lockstep) 这样的大型机级功能集成到 E-core 中至关重要。这表明英特尔不仅瞄准了通用云市场，还瞄准了对可靠性要求极高的领域，例如 5G 核心网络、金融交易系统和科学应用，在这些领域中，一个未检测到的数据错误就可能造成灾难性的后果。核心锁步是一项独特的竞争优势，竞争对手短期内难以复制，这有助于英特尔巩固其在核心市场的地位。

性能、效率和软件

性能和能源效率

英特尔公布了至强 6+（Clearwater Forest）处理器令人印象深刻的性能数据，相比前几代处理器展现出显著的提升。与至强 6 6780E（144 核 Sierra Forest）相比，Clearwater Forest 处理器的性能提升高达 1.9 倍。这一提升得益于持续的架构改进：每核 IPC（每周期指令数）提升 17%，LLC 容量提升 5 倍（576 MB vs. 108 MB），内存通道增加 50%（12 个 vs. 8 个），内存速度提升 20%（8000 MT/s vs. 6400 MT/s）。

新平台在整个负载范围内（从空闲到峰值负载）的能效提升高达 23%。对于正在考虑升级五年旧基础设施（第二代至强处理器）的数据中心，Clearwater Forest 高达 8:1 的服务器整合率提供了极具吸引力的价值。这可以将集群功耗降低高达 750 kW，同时减少 71% 的占地面积，并将每瓦性能提升 3.5 倍。

只需将核心数量从 144 个增加到 288 个，理论上就能使性能翻倍。实现近乎线性（1.9 倍）的增长表明英特尔已成功解决潜在瓶颈。通过显著提升每个核心的内存带宽、缓存大小和 IPC 性能，英特尔确保 288 个处理核心不会出现数据紧缺的情况，从而充分发挥其潜力。

针对云原生和电信运营商进行了优化

英特尔明确将至强 6+ 定位为电信行业下一代云原生运营和 5G 核心网络的理想平台。这些工作负载具有共同的特征：它们基于微服务架构构建，具有高度的水平可扩展性，并且对总体拥有成本 (TCO) 极为敏感，尤其是电力和物理空间成本。

Clearwater Forest 完美满足这些需求。凭借超高核心密度（双插槽服务器高达 576 个核心）、得益于 18A 工艺和 Darkmont 微架构的卓越能效以及海量内存带宽，该平台使云和电信服务提供商能够在每个机架上服务更多用户或连接。这直接提高了运营效率和盈利能力。

软件生态系统

一如既往，强大的硬件只是故事的一半。英特尔的竞争优势依然在于其庞大而成熟的 x86 软件生态系统。开发者可以利用英特尔高度优化的工具和库，充分利用新硬件，而无需重写底层代码。

英特尔 oneAPI 深度神经网络库 (oneDNN) 等库会持续更新，以支持新指令，从而加速 AI 和深度学习模型的运行。英特尔编译器也经过优化，可自动矢量化源代码，充分利用 Darkmont 核心中强大的矢量处理单元。

此外，英特尔还推出了先进的电源管理工具，例如英特尔应用能耗遥测（英特尔 AET）。该工具提供应用程序级能耗监控和分析，使数据中心管理员能够做出智能优化决策，从而降低运营成本。在能源成本不断上升的背景下，AET 等工具正变得越来越重要。

	规格
基础
插座	1S – 2S（兼容 Xeon 6900P）
最大 TDP	每个 CPU 300W 至 500W
计算与内存
乘数	最多 288 个 E 核心（Darkmont）
二级缓存	高达 288 MB（每个 4 核集群 4 MB）
末级缓存	576 MB
记忆	12通道DDR5，最高可达8000MT/s
连接
英特尔 UPI	最多 6 条 UPI 2.0 链路（每条通道最多 24 GT/s）
PCI Express	最多 96 个 PCIe 5.0 通道（x16、x8、x4、x2）
Compute Express Link	最多 64 个 CXL 2.0 通道
速度与安全
加速整合	最多 16 个区块（4x QAT、4x DLB、4x DSA、4x IAA）
AI脚本	英特尔高级矢量扩展 2 (VNNI/INT8)
安全	英特尔 SGX、英特尔 TDX
能源管理	英特尔 AET、英特尔 Turbo 速率限制器

包括

Clearwater Forest 结合了先进的英特尔 18A 制程、突破性的 Foveros Direct 3D 封装技术以及强大的 E-core Darkmont 微架构，为计算密度和能效树立了全新标杆。将 Core Lockstep 等企业级 RAS 功能集成到 E-core 中，也体现了其保护高价值市场的战略，从而构建了独特的竞争壁垒。

凭借 Clearwater Forest，英特尔在高性能计算领域向竞争对手提供了强有力的回应，同时也展示了 IDM 2.0 模型的强大功能。至强 6+ 的成功不仅将对数据中心业务的未来产生积极影响，也将对英特尔未来几年的半导体制造业务产生积极影响。