Intel Xeon 6+ Clearwater Forest 處理器解析，18A 製程與先進封裝塞入 288 組核心

代號為Clearwater Forest的Intel Xeon 6+處理器採用Intel 18A製程節點與Foveros Direct 3D先進封裝製造，在單一處理器中整合288組代號為Darkmont的E-Core核心，帶來更高的核心密度。

3種模塊的高度模組化設計

Clearwater Forest架構的模組化程度相當高，能夠混合搭配多種不同製程，達到控制成本與良率等優點。

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Clearwater Forest下列3種不同的模塊構成：

• 運算模塊（Compute Tile，Intel 18A製程節點）：內含代號為Darkmont的E-Core處理器核心
• 主動式基底模塊（Active Base Tile，Intel 3製程節點）：運算模塊的載板，並搭載最高4組48 MB末端快取記憶體（總計192 MB），與4組DDR5-8000記憶體控制器
• I/O模塊（I/O Tile，Intel 7製程節點）：延用前代模塊以達成向下相容性，整合PCIe、CXL、UPI等介面，以及8組加速器

從最小的分類組別開始看，Clearwater Forest內所有的核心皆為Darkmont架構E-Core核心，4組E-Core以及共用的4 MB L2快取記憶體將構成1組運算模組（Module），而6組運算模組會構成1組運算模塊（等於總共有24組E-Core），成為Clearwater Forest可擴充設計中最基本的單元。

▲ Clearwater Forest規格上的亮點包含最高288組核心、576 MB末端快取記憶體、12通道DDR5-8000記憶體等。

▲ Clearwater Forest架構的設計目標除了提高效能與電力效率之外，也包含透過模組化的設計達到生產最佳化。

▲ 第3代Xeon採用單一裸晶設計，第4、5代則透過EMIB將2組裸晶封裝為單一晶片。第6代採用模組化設計，以2種製程以及EMIB 2.5D封裝。Clearwater Forest則提高模組化程度，包含3種製程以及EMIB 2.5D、Foveros Direct 3D封裝。

▲ 回顧代號為Granite Rapids的第6代Xeon，運算與記憶體模塊採用Intel 3製程節點，I/O模塊採用Intel 7製程節點，並以EMIB 2.5D封裝。

▲ Clearwater Forest的概念有點像把前代的運算與記憶體模塊拆分，運算模塊採用Intel 18A製程節點，主動式基底模塊採用Intel 3製程節點。I/O模塊則沿用先前設計。

▲ Clearwater Forest的Foveros Direct 3D封裝之點距為9 um的銅對銅連接，晶片上也有主動運算邏輯以及快取記憶體等功能。

▲ Clearwater Forest的主動式基底模塊與I/O模塊透過EMIB 2.5D封裝與連接。

▲ Clearwater Forest的運算模塊之中，最小的單元為4組E-Core與4 MB L2快取記憶體構成的運算模組。

▲ 運算模塊由6組運算模組構成。

▲ 也就是說整個運算模塊總共具有24組E-Core，Clearwater Forest的各型號處理器具有數量相異之運算模塊。

同腳位可直接升級288核心處理器

Clearwater Forest的主動式基底模塊最多可以安裝4組運算模塊，並為每個運算模塊擴充48 MB末端快取記憶體（Last Level Cache，LLC）。整個主動式基底模塊搭載4組DDR 5記憶體通道，並提供最多192 MB末端快取記憶體。

I/O模塊則延用代號為Granite Rapids的Xeon 6處理器的設計，具有48組PCIe Gen 5通道、32組CXL通道、6組UPI 2.0端子（Ultra Path Interconnect，總計96組通道），以及可提供資料加密與壓縮的QAT（QucikAssist Technology）、佇列排序與封包最佳化的DLB（Dynamic Load Balancer）、加速資料傳輸的DSA（Data Streaming Accelerator）、提升資料庫記憶體效率的IAA（In-Memoty Analytics Accelerator）等功能的加速器各2組（總共8組加速器）。

受益於延用I/O模塊的社設計，讓Clearwater Forest處理器對外通訊的機制與先前世代相同，進而達到Pin-to-Pin腳位相容的升級彈性，能夠相容於Xeon 6900P系列的FCLGA7529腳位主機板。

Clearwater Forest的SoC（System on Chip，系統單晶片）最多能容納12組運算模塊、3主動式基底模塊組、2組I/O模塊。

「滿血版」Clearwater Forest具有12組運算模塊，總共具有288組實體核心，L2快取記憶體總容量達288 MB，並具有576 MB末端快取記憶體，支援12通道DDR5-8000記憶體（最高容量達3 TB，頻寬達1,300 GB/s），提供96組PCIe Gen 5通道、64組CXL通道、6組UPI 2.0端子。

Clearwater Forest也支援雙路處理器配置，等同於在單一伺服器提供高達576組實體核心，以及192組PCIe Gen 5通道，適合需要高核心數、高執行個體的應用，並提供充沛的擴充能力連接顯示卡、運算卡、固態硬碟以及各類運算卡。

▲ 主動式基底模塊的功能是承載4組運算模塊，並提供最多192 MB末端快取記憶體，以及4組DDR 5記憶體通道。

▲ I/O模塊具有48組PCIe Gen 5、32組CXL 2.0、3組UPI 2.0端子，以及8組各類加速器。處理器含有2組I/O模塊，帶來2倍數量的上述通道與加速器。

▲ Clearwater Forest之規格特色。

▲ Clearwater Forest之規格簡表。

▲ Clearwater Forest與Sierra Forest之重點規格對照表。

Clearwater Forest最大的突破，就是在Intel 18A製程節點與Foveros Direct 3D先進封裝的助拳下，將更多核心塞入單一處理器，並強化電力效率。此外它也提供腳位相容的升級選項，讓現有的伺服器能透過單純更換處理器的方式進行升級，達到擴充核心數、提升效能、降低運作功耗等優勢，並壓低升級的經費成本。

對於隔代升級的企業用戶來說，Clearwater Forest大幅提高的核心數，並提供高達8:1的伺服器合併率，剩餘的空間與電力、散熱預算（Power Budget、Thermal Bugdet ）也能用來擴充AI伺服器或其它基礎設置，為資料中心的建置與轉型提供更高的彈性。

筆者也將會在後續文章詳細說明Intel晶圓廠以及Intel 18A製程節點、各先進封裝的特色，請讀者參考全文目錄繼續閱讀。

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