作者注：本文最初发表于2021年4月7日。
今天，英特尔（Intel）正式推出代号Ice Lake-SP的双路处理器，与2020年6月中旬发布、代号Cooper Lake-SP的四至八路处理器，共同构成第三代至强可扩展处理器（3rd Gen Intel Xeon Scalable processor）家族。
与前两代相比，第三代至强可扩展处理器最主要的任务，就是增加服务器的CPU核芯数，并直接从最少8核芯的银牌系列起步，去掉了核芯数最少的铜牌系列。
注意中间有字母的小色块，第三代至强可扩展处理器家族已经没了铜牌（Bronze）系列
但是，4～8路的Cooper Lake-SP，和1～2路的Ice Lake-SP，增加核数的方式，全然不同——因为它们本来就不是一回事儿，从制程到架构都不一样。
四八路，14nm老路
Cooper Lake-SP与前代Cascade Lake-SP一样采用14纳米制程、最多28核芯56线程，旨在以四路替代双路，用更多的CPU提供更多的核芯。
四路替代双路，提供同样核心所用的服务器和网络设备等都减少，意味着需要管理的设备变少，机柜成本也下降
这种思路可以看作是第二代至强可扩展处理器家族中Platinum 9200系列的延续。代号Cascade Lake-AP的至强Platinum 9200系列，采用把2个28核die封装在一起的MCM（MultiChip Module，多芯片模块）方式，将单个CPU的核芯数量增加到56个。所以，2个Platinum 9200系列处理器组成的双CPU系统，本质上还是用UPI（Ultra Path Interconnect）互连起来的四路平台，只不过两两封装为一体（胶水）而已。
把2个全核die封装在一起的一大弊端，就是CPU的热设计功耗（Thermal Design Power，TDP）飙升到350～400W，对服务器的散热设计提出了更高的要求，1U的紧凑型平台，基本要标配（冷板式）液冷了。
在第二代至强可扩展处理器推出的2019年，英特尔已经在推动2U四路服务器设计。继而，在2020年推出四路起步的Cooper Lake-SP，在10nm制程到位前，先以四路堆积更多的核数，抵御竞争对手双路系统的攻势。
采用散热器高低、纵横搭配（低的为T型，将CPU发出的热量通过热管导出到横向的远程散热片，增大散热面积）来解决四路CPU散热问题的2U服务器。基于这一类2U四路服务器产品，阿里云等服务商在2020年推出了基于Cooper Lake-SP的新一代云计算实例
4个CPU要（在整体性上）抗衡2个CPU，就需要强化CPU之间的通信，所以每处理器的UPI数量，从Cascade Lake-SP（CLX）的3个，倍增至Cooper Lake-SP（CPX）的6个，四路系统中任意2个CPU之间都有2条UPI直连。PCIe的规格和数量不变，内存也仍然是（每CPU）6通道，只有规格“与时俱进”，提升到DDR4 3200。
单双路，10nm新核
Ice Lake-SP（ICX）终于用上了10纳米制程，单个CPU（die）的核芯数量从28个增至40个，相应的，I/O能力也有不同程度的增长：
- UPI数量还是2或3个，但速率从10.4GT/s上升到11.2GT/s；
- 内存升级为8通道，DDR4 3200；
- PCIe规格从3.0升为4.0，数量也从48个增加为64个。
核芯、内存通道、PCIe等数量的增加，都要从至强可扩展处理器的2D Mesh架构说起。
前两代至强可扩展处理器（Skylake-SP和Cascade Lake-SP），都是6×6的2D Mesh，UPI和PCIe等互连单元占去一条边上的6个，再减去网格另外两条边上的各一个3通道内存控制器，剩下正好是28个（36 - 6 - 2）核芯。
每CPU两侧各8个DIMM插槽（双路就是两个CPU之间16个）是Ice Lake-SP平台相比前代的主要外观特征
要增加CPU的核心数，就要扩大2D Mesh的网格规模。Ice Lake-SP增加了1行2列，变成7×8的网格架构。
2D Mesh架构有两大特点：
- 所有I/O单元（UPI、PCIe、内存控制器等）都布置在矩阵的边上；
- 核芯访问共享Cache（LLC）和I/O（特别是内存）的时延，随矩阵规模的扩张而增长。
Skylake的6×6矩阵（XCC）
所以，如果核芯数量不是很多，矩阵的规模小一些会比较好。譬如第一代至强可扩展处理器（Skylake-SP），就有XCC（eXtreme Core Count，最多核or极多核）、HCC（High CC，高内核数）和LCC（Low CC，低内核数）之分：
- XCC是完全体6×6矩阵，可支持到28个核芯；
- HCC是6×4矩阵，可支持到18个核芯；
- LCC是4×4矩阵，可支持到10个核芯。
Ice Lake-SP也有XCC和HCC之分，我还没看到HCC的架构（也许就是之前的6×6？），但XCC应该是7×8无疑。下面就以两个XCC的完全体简单对比一下。
Skylake-SP/Cascade Lake-SP的I/O单元都集中在矩阵的一半（里的边缘位置），另一半（6×3）的18个全都是核芯，离内存控制器仍不算远，因为矩阵的规模不大。
Ice Lake-SP采用Sunny Cove微架构，新的核芯功能更强大，L1和L2 Cache容量也更大，IPC性能据称有20%的提升
Ice Lake-SP则把矩阵的4条边都用上，一方面是可以容纳增加的I/O单元（如内存控制器），一方面让I/O单元（如PCIe和UPI）的分布更为均匀。Skylake-SP/Cascade Lake-SP有一条边完全不布置CPU核芯的做法得以延续，哪怕是放上了3个占位的Dummy，而不是用来把核芯数量扩展到43个——或许42个更为合适，因为紧邻UPI单元的那个（Dummy位）离内存控制器过于遥远。
6×6 → 7×8，红框内可理解为增加的12个核心
如果把这3个Dummy位换成核芯，会拖累整个CPU的平均内存访问时延，拉开与Cascade Lake-SP的差距。现在已经有40个核芯了，再增加2～3个的意义，不是很大。
可以简单的认为，与Skylake-SP/Cascade Lake-SP相比，Ice Lake-SP净增了两列6个核心（6×2），也就是40与28的差值。
既然顶着“第三代至强可扩展处理器”名头的是两种差异很大的产品，那么，从型号上怎么区分Ice Lake-SP和Cooper Lake-SP呢？
第三代至强可扩展CPU全览
至强可扩展处理器的命名规则并没有变，它只是“扩展”了：在4位数字后面的字母后缀，如果有H，就代表适用四路和八路平台的Cooper Lake-SP，目前共有10余款，分属铂金和金牌系列，包括一些后缀为HL的机型。
L代表每插槽可以支持4.5TB内存的大内存型Cooper Lake-SP，而Ice Lake-SP每插槽可以支持多达6TB内存——当然，这些都需要傲腾持久内存的配合。
然后是为不同应用场景优化的Ice Lake-SP产品。
先看不带后缀的，包括4款铂金系列，核心数量从32到40不等，L3 Cache最大60MB，热设计功耗在250～270瓦（W）之间。
8款金牌6系列和2款金牌5系列，其中有高基频、核数少的6334，也有频率较低而核数多的6338和6330。
傲腾持久内存PMem 200系列在第三代至强可扩展处理器家族得到了广泛支持，银牌系列除外——只有1款支持。
Y后缀代表支持Intel Speed Select Technology - Performance Profile 2.0 (Intel SST-PP) ，可以理解为一种更全面的变频技术。
N后缀代表为网络和NFV应用优化，核数较多，频率变化灵活，其中5318N还兼具Y后缀的特性。
T后缀代表长生命周期（10年）和NEBS热设计友好，Tcase温度高，适合电信行业应用。
还有两款为云计算的虚拟机应用优化，都具有较多的核数。其中：
- P后缀代表为IaaS优化，为虚拟机提供更高的频率；
- V后缀代表为SaaS优化，针对高密度、低功耗虚拟机环境提高编排效率。
8352V还兼具Y后缀的特性。
14nm的Cooper Lake-SP最大TDP已经达到250W，10nm的Ice Lake-SP在大幅增加核芯数量之后来到了270W，下一代就奔着350W去了，液冷越来越接近必选项。
Q后缀即代表为液冷环境优化，与核数、Cache容量和TDP相同的8368相比，8368Q的运行频率要高100～300MHz，初步体现了液冷加持的效果。
S后缀代表为SGX（Software Guard Extensions）提供最大的“飞地”（enclave）存储空间，单CPU可达512GB，双路系统就是1TB，不带S后缀的8380、8368和8368Q也在此列。
M后缀代表为AI处理和媒体工作负载优化，8352M运行频率不算高，在32核产品中是TDP最低的一档。
U后缀代表单路型，8351N也属于这类产品。
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