Intel Xeon Scalable processor Max Series

Intel Xeon Scalable processor Max系列是英特爾公司推出的用於高性能計算（HPC）和人工智慧（AI）的伺服器處理器。該系列於2022年11月首次推出，並於2023年1月作為第四代至強可擴展處理器的一部分正式發布。其最大特點是首次在x86處理器中集成高頻寬記憶體（HBM），旨在無需修改代碼即可加速HPC工作負載。

至強Max處理器採用56個性能核設計，提供112個執行緒，熱設計功耗為350W。其集成64GB HBM2e記憶體，頻寬達1TB/s，並支持PCIe 5.0和CXL 1.1接口。根據測試，該處理器在HBM模式下運行科學計算套用時，平均性能可達前代產品的2.6倍，部分套用性能提升最高可達3.7倍。在特定HPC系統中，其性能提升可達8.57倍。

基本介紹

• 中文名：至強可擴展處理器Max系列
• 外文名：Intel Xeon Scalable processor Max Series
• 產品類型：伺服器處理器
• 上市時間：2023年1月
• 所屬品牌：英特爾

產品概述

Intel Xeon CPU Max系列（Intel Xeon Scalable processor Max Series）是英特爾公司於2023年1月正式推出的伺服器處理器系列，屬於第四代至強可擴展處理器（代號Sapphire Rapids）家族的一部分。該系列是首款集成高頻寬記憶體（HBM）的x86架構處理器，其最大特點是內置了64GB HBM2e記憶體，旨在無需修改代碼即可加速高性能計算（HPC）和人工智慧（AI）等工作負載。

該產品系列包含多個型號，如9480、9468、9470、9462等，核心數量從32核到56核不等。其主要套用於科學計算、天氣與氣候建模、人工智慧訓練與推理、大數據分析及記憶體資料庫等領域。

產品規格

Intel Xeon CPU Max系列（代號Sapphire Rapids HBM）是基於Intel 7（10nm）製程工藝、採用Chiplet和EMIB（嵌入式多晶片互連橋接）設計的伺服器處理器。該系列全系集成64GB HBM2e高頻寬記憶體，總頻寬達1TB/s，並支持外部DDR5記憶體、PCIe 5.0、CXL 1.1及多種AI與安全加速技術。

至強Max處理器採用56個性能核設計，提供112個執行緒，熱設計功耗為350W。它集成64GB HBM2e高頻寬記憶體，分為4個16GB集群，總記憶體頻寬為1TB/s。該處理器基於EMIB設計，支持PCIe 5.0和CXL 1.1 I/O接口，並包含20個加速引擎，用於AVX-512、AMX、DSA和英特爾DL Boost等工作負載。主要型號包括Xeon Max 9480、9470、9468和9462，核心數從32核到56核不等，均支持英特爾超執行緒技術，熱設計功耗（TDP）為350W。例如，Xeon Max 9480為56核112執行緒，基礎頻率1.90 GHz，最大睿頻3.50 GHz，三級快取112.5 MB；Xeon Max 9462為32核64執行緒，基礎頻率2.70 GHz，最大睿頻3.50 GHz，三級快取75 MB。

架構與工藝

該系列處理器基於Sapphire Rapids HBM晶片設計，採用Intel 7（10nm）製程工藝，並採用了Chiplet（小晶片）和EMIB互連技術。

核心與執行緒

提供32核至56核多種型號，均採用性能核（P核）設計並支持英特爾超執行緒技術。例如，旗艦型號Xeon Max 9480為56核112執行緒，Xeon Max 9462為32核64執行緒。

頻率與快取

基礎頻率與最大睿頻頻率因型號而異。例如，Xeon Max 9480基礎頻率為1.90 GHz，最大睿頻可達3.50 GHz；Xeon Max 9462基礎頻率為2.70 GHz，最大睿頻可達3.50 GHz。三級快取大小從75MB（9462）到112.5MB（9480）不等。

記憶體系統

全系列集成64GB HBM2e記憶體，分為4個16GB集群，總頻寬為1TB/s。支持外部DDR5記憶體，最高速度4800 MT/s（1DPC），最大容量4TB，支持8通道和ECC功能。支持三種HBM記憶體操作模式，以適應不同工作負載：僅HBM模式（無需DDR5，容量≤64GB）、HBM平面（1LM）模式（HBM與DRAM作為扁平記憶體區域）、HBM快取模式（HBM作為DRAM的快取）。模式可通過BIOS配置切換。

擴展與互連

支持PCI Express 5.0，最多提供80條通道。支持UPI（Ultra Path Interconnect）4.0互連，速度達16 GT/s，最多支持4條鏈路。支持CXL（Compute Express Link）1.1接口。

封裝與功耗

採用FCLGA4677插座，封裝尺寸為100mm x 56.5mm。熱設計功耗（TDP）為350W。

高級技術

支持多種旨在提升計算性能的加速技術，包括：英特爾高級矩陣擴展（Intel AMX）、英特爾深度學習加速（Intel DL Boost）、英特爾數據流加速器（Intel DSA，默認4個設備）、AVX-512指令集（含2個FMA單元）、英特爾超執行緒技術、英特爾睿頻加速技術2.0等。

安全與虛擬化

支持英特爾軟體防護擴展（SGX）、可信執行技術（TXT）、全記憶體加密（TME）、AES-NI加密加速等安全技術。在虛擬化方面，支持英特爾虛擬化技術（VT-x）及定向I/O虛擬化技術（VT-d）。

產品型號列表

Intel Xeon CPU Max 9480處理器擁有56個核心和112個執行緒，基礎頻率為1.90 GHz，最大睿頻為3.50 GHz，快取為112.5 MB，熱設計功耗為350W。

Intel Xeon CPU Max 9470處理器擁有52個核心和104個執行緒，基礎頻率為2GHz，最大睿頻為3.5GHz，快取為105MB，熱設計功耗為350W。

Intel Xeon CPU Max 9468處理器擁有48個核心和96個執行緒，基礎頻率為2.1 GHz，最大睿頻為3.5 GHz，快取為105 MB，熱設計功耗為350W。

Intel Xeon CPU Max 9462處理器擁有32個核心和64個執行緒，基礎頻率為2.70 GHz，最大睿頻為3.50 GHz，快取為75 MB，熱設計功耗為350W。

套用案例

日本氣象廳（JMA）第11代超算系統於2024年3月部署，由富士通構建，採用496個節點，每個節點配備兩顆56核的Intel Xeon CPU Max 9480處理器（每處理器64GB HBM2e），用於天氣建模。據測試，新系統性能約為前代系統的2倍，並將某些數值天氣預報（NWP）工作負載所需的節點數量減少了80%。

STAMPEDE3超級計算機（TACC）於2026年3月完成升級，部署了560個搭載Intel Xeon Max系列（56核，1.9GHz）處理器的雙路節點，每節點配備128GB HBM2e記憶體。測試顯示，與採用DDR5記憶體的普通Sapphire Rapids處理器相比，HBM2e版本平均性能提升60%-70%，部分代碼性能提升1.2至2倍。

Seawulf超級計算機（石溪大學）的升級部分於2023年11月投入生產，新增94個HPE ProLiant DL360 Gen11計算節點，每個節點配備兩顆Intel Xeon Max 9468處理器（48核）、256GBDDR5和128GBHBM。測試顯示，使用HBM的持續記憶體頻寬比僅使用DDR時高3.5倍，在AI推理和訓練任務中性能提升顯著，例如在INT8數據類型下，速度比前代Intel處理器快16.1至17.5倍。

性能評測

德克薩斯高級計算中心（TACC）對14個科學應用程式在Intel® Xeon® CPU Max Series上進行了基準測試，結果顯示，與基於第二代英特爾® 至強® 處理器的Frontera系統相比，在高頻寬記憶體（HBM）模式下平均獲得了2.6倍的性能提升。

具體套用性能提升包括Community Earth System Model在僅使用DDR5記憶體的模式下比Frontera快2.5倍，在僅使用HBM的模式下性能進一步改善30%；天氣研究與預報模型（WRF）在HBM模式下快3.5倍；三維地震代碼（AWP）快3.7倍。

該處理器支持多種記憶體模式，包括僅使用HBM的模式和關閉HBM僅使用DDR5的平面模式。在記憶體頻寬受限的套用中，兩種模式均能帶來顯著的性能提升，其中HBM模式表現尤為優異。