前不久我们撰文剖析了预计明年初上市、面向笔记本的Panther Lake处理器技术要点——而基于相同核心IP的至强处理器也更新了。虽说和代号Panther Lake的酷睿Ultra处理器一样，代号Clearwater Forest的至强6+处理器产品信息也没有公布——上市时间可能要等到明年下半年，产品大方向的宣传却已经开始了。
如Panther Lake处理器架构分析文章中提到的，基于chiplet的Clearwater Forest也在计算模块（compute tile）上采用最新的Intel 18A工艺，CPU核心IP则为Darkmont——也就是Panther Lake的E-core；
但有所不同的是，除了服务器CPU追求更大的吞吐量，有着更多核心（至多288个Darkmont核心）、内存通道、更大的缓存（最大576MB LLC），同时讲究高效计算与可信安全，在我们看来Clearwater Forest产品更有意义之处还在于它全面用上了Foveros Direct先进封装，也就是铜对铜的混合键合（hybrid bonding）3D堆叠方案。
如果Clearwater Forest能如期量产，这对Intel尤其Intel Foundry的意义无疑是重大的。
先看制造和封装：18A + 3D混合键合
和Panther Lake篇一样，还是先看看Clearwater Forest芯片所用的制造和封装工艺。下面这张图展示了Clearwater Forest的封装级构成，最上层的蓝色部分是计算die（compute tile）——主要就是CPU核心，总共12片die、228个核心——这些die就采用Intel 18A工艺。
计算die堆叠在下层的3片有源base tile上——这部分可不是简单的2.5D封装中常见的silicon interposer硅中介，其中还带LLC（应该是L3 cache，有3D V-cache那味儿了...）、DDR5内存通道——所以用上了Intel 3工艺；上层的compute tile与下层的base tile就基于Foveros Direct 3D堆叠，也就是传说中的混合键合；
另外base tile的两侧还配有两片I/O tile，Intel特别标明了这部分和Granite Rapids（至强6的P-core版）保持一致，其中涵盖PCIe、加速器等组成部分，基于Intel 7工艺。
Base tile之间（以及I/O tile与base tile之间）再用EMIB硅桥方案做2.5D互联，所以总共还需要12片EMIB硅桥......就封装层级来看，至强6+虽然只是在至强6的名字之后加了个+号，但前者的复杂度应该说是上了强度的。如果把硅桥也算在内，则这样一片Clearwater Forest芯片，总共有29片die。
单纯从信号在不同die之间的流转来看，设想某个中间位置的CPU核心要走PCIe通道，则它首先需要垂直方向“走到”下方的die，然后经过EMIB硅桥抵达临近的base tile，再经过一次硅桥，才能访问到I/O tile。这里不是为了说明延迟或路径可能给性能造成影响，而是这样的芯片的确浓缩了当代几乎所有最尖端的半导体制造工艺。
Intel在宣传中强调的自然主要就是Intel 18A前道工艺和Foveros/EMIB后道工艺了。我们已经在Panther Lake技术解析文章里谈过这两部分，此前电子工程专辑也就这两项核心技术数度撰文，本文不再就此多谈。
对于Intel 18A工艺，重点一是RibbonFET器件结构，也就是GAAFET；一是PowerVia背面供电的应用。有关RibbonFET器件，除了尺寸缩减、更好的沟道电流控制、每瓦性能提升，还有面向设计客户时可通过nanosheet宽度与多阈值电压实现可调性。
PowerVia背面供电，则在将供电轨移往晶圆/die背面以后，达成了信号布线的优化、“优化宽间距导线层的布局”，实现了更高的单元密度，Intel的数据是“单元利用率超过90%”（提高10%）；另外背面供电在中间部分用上了“纳米级”TSV“实现高效电源供电”，从封装到晶体管更短的供电路径，“降低约4-5%的功率损耗”。
不过需要指出的是，Intel在这波宣传中都没有提到本代产品相较上代的CPU单核峰值性能提升（包括Panther Lake vs Lunar Lake/Arrow Lake-H，以及Clearwater Forest vs Sierra Forest），而只是在提IPC提升或同功耗下的性能提升——对于Intel 18A工艺而言，这可不是个特别好的信号（或正待工艺良率爬坡）。
封装方面如前所述，compute tile和base tile之间采用Foveros Direct 3D堆叠，应该也是我们首次看到Intel混合键和工艺技术的大规模商用；相邻base tile之间、base tile与I/O tile之间，再用2.5D EMIB-M硅桥做互连。这种3D与2.5D封装方案的联用，也常被称为3.5D封装。
Intel这次也谈到了Foveros Direct 3D堆叠的部分关键参数，包括键和间距9μm（bump pitch）——和此前预告的≤10μm一致，也和此前AMD公开谈到3D V-Cache的3D SoIC键和间距大致相似——早期宣传的密度数据（wires/mm²）上，Intel似乎是略微占优的；
基于这次的base tile之上也是有存储与数字逻辑电路的，L3 cache在其中占据了大头；配套数据传输效率做到了~0.05pJ/bit——也和3D V-Cache达成的数字相似，每比特能耗约为常见2.5D封装方案的1/10（前些年Intel在Hot Chips上公布过Meteor Lake所用基于micro-bump的Foveros互连大约0.2-0.3pJ/bit的能耗效率）。
实际上Foveros Direct的采用，将更占空间的共享L3 cache放到了核心的下层，也让CPU有更大的空间去堆核，同时能放进更大的cache。从Intel在媒体会上的分享来看，compute tile上似乎的确只有CPU核心及配套的L1、L2 cache，不知道这么做对L3的延迟影响会有多大。
Tile与CPU核心架构：核心换代，LLC史诗级提升
再简单看一下每片die的内部构成：Intel未在国内媒体会上就这部分做详解，从外媒的资料可以看到compute tile、base tile和I/O tile之中具体都有些什么。
计算die也就是compute tile总共可切分成6个模块（module），每个模块之上有4个CPU核心；所以每片计算die分布着24个核心，那么12片计算die也就是总共288个核心；另外每个模块的共享L2 cache为4MB，那么L2 cache的总容量就是288MB。
如前文所述LLC也就是L3 cache位于下层的base tile之上——Foveros Direct 3D堆叠技术的采用，让Clearwater Forest有了显著大于上代的LLC容量。从Intel的PPT来看，每片base tile之上总共堆了192MB LLC，3片也就是576MB——于是这颗芯片的L2+L3 cache存储资源实际就达到了864MB，算是个史诗级提升。
这张PPT里头的48MB应该是指面向单片compute tile之时，直接共享的LLC大小。当然每片base tile之上还有4个DDR5内存控制器，使得整个封装的内存通道支持数为12通道。
I/O tile之上的组成部分则如上图所示：除了一些专用加速器（16个加速器，包括4xQuickAssist，4x动态负载均衡器，4x数据流加速器，4x存内分析加速器）之外，每片tile还包括有48通道的PCIe Gen 5，32通道CXL 2.0，96通道的UPI 2.0。两片I/O tile则将上述数字都x2。
另外，这里再稍微谈一谈Clearwater Forest所用的CPU核心Darkmont。关注上代至强6产品线的读者应该知道，Intel已经将至强切分成P-core、E-core两条产品线，满足不同目标市场需求。Clearwater Forest就是E-core能效核版，即Darkmont核心；而预计很快也将发布、与Clearwater Forest同代的P-core版应该是Diamond Rapids。
用Intel的话来说，很难借助同样的架构来满足不同客户的需求。E-core版至强处理器是在“满足一定性能要求前提下，最大化优化每核/每瓦的性能指标，更适用一些高核心密度以及需要快速进行横向工作负载扩展、吞吐量扩展的场景”。尤其“部分客户因为部署环境的原因，对极致性能要求没那么高，而要求在达到一定性能的同时更具性价比、更高能耗比的产品”。
虽然Darkmont核心已经在Panther Lake解析文章里谈过，毕竟Panther Lake的E-core同为Darkmont——但那更侧重Darkmont与Skymont（酷睿Ultra 200系列的E-core）的对比。
由于上代Sierra Forest处理器所用的核心是Crestmont，所以上面这张图是Intel总结的Darkmont相较Crestmont在核心微架构层面的主要改进——着眼于宽度和深度上的提升。虽说在Panther Lake技术解析文章里，我们说Darkmont可算是Skymont的改款，但它相较Crestmont的确是大幅度的微架构革新：
包括前端9-wide解码、nanocode引入实现了相较microcode更大程度的并行、μOp队列扩增、64KB I-cache、分支预测能力加强；乱序执行引擎部分，8-wide allocation和16-wide retire可带来的显著收益，416条目的OoO窗口大小、26执行端口，都给到了更充沛的资源；
执行引擎资源相关，标量引擎部分8个整数ALU、3个load和4个store AGU端口、3个jump端口、2个整数数据store端口（store data ports）；矢量引擎部分则有4 vector/float ALU，2 vector/float数据store端口，4 vector/float stacks（4条执行管线都有其调度堆栈）——都是资源方面更大幅度的扩展；
存储子系统部分，前文已经提到每4核集群4MB L2 cache，带宽相较Crestmont也翻了一倍；L1本身与L1传输也更快与可预测等等…
所以Intel表示Darkmont带来了17%的IPC提升——当然这是相较Crestmont而言的。不过还是那句话，在不清楚Darkmont的频率以前，我们仍然不知道核心峰值性能的提升水平。
为什么是至强6+，而不是至强7？
Intel倒是提供了Clearwater Forest相较Sierra Forest的性能改进，虽然这是个偏多线程吞吐性能的对比：相较至强6780E（144核/330W），288核预生产版的至强6+带来了90%的性能提升…
这似乎部分表明了Clearwater Forest之上的Darkmont单核峰值性能没有太大程度的提升，不知道是否Intel 18A可达成高频的限制亦或产品定位差异所致——这一点在最终酷睿Ultra与至强产品问世时就会有答案。
另外就能效层面，相较Crestmont，至强6+“在整体负载范围内带来高达23%的能效提升”——这应该是在不同负载占比的整个区间达成的平均成绩。注意看右图，这不是寻常意义上的能效曲线：横轴表示负载占比，纵轴则表示每瓦性能。
这里更重要的应该是所谓“8:1服务器整合”，具体是指只需要基于Clearwater Forest处理器的20个机架180台服务器，就能达到第二代至强处理器（Cascade Lake）70个机架1400台服务器的性能水平（基于SPECInt Rate 17）：整机空间占用因此减少71%，功耗降低750kW，能耗比提升3.5倍，每个机架的虚拟机部署数量提升2.3倍。这个对比强调的是至强服务器客户换代，所能达成机架密度大幅提升、TCO的大幅降低。
值得一提的是，从外媒报道来看，Intel还给了一组性能对比数据：相比288核/500W的Sierra Forest，Clearwater Forest以更低的TDP功耗（450W）达成至多1.17x性能提升，每瓦性能提升幅度1.3倍。如下图所示：
就企业客户角度来看，Clearwater Forest显然不是对Sierra Forest的换代——毕竟服务器CPU产品对数据中心客户而言并不是一年一换的。Intel在媒体会上也说 “至强6+通过大幅增加CPU核心数量适用于吞吐型应用”——比如5G核心网、web服务请求等；还说至强6适合“有更高turbo需要”的场景；同时确认了至强6+与至强6会在市场上并行、“同时存在”。
这可能也是Clearwater Forest产品名为“至强6+”而非“至强7”的原因。不过更重要的是，由于288核Clearwater Forest同样基于Birch Stream AP平台（LGA7529大插槽），则原本使用Granite Rapids-AP、Sierra Forest-AP处理器的客户是可以平滑替换Clearwater Forest-AP的，是“在同一个平台上做了三组不同的产品”（暗示Diamond Rapids是不同平台？）…
最后更具体地看看Clearwater Forest处理器的规格。Clearwater Forest的主要规格信息浓缩如下图：
其中亮点除了Intel 18A工艺和Foveros Direct及EMIB封装工艺的采用，还包括总共288个Darkmont核心（Sierra Forest实则还在用Crestmont），内存速率提升到了8000 MT/s（Sierra Forest为6400 MT/s），还有借助3D堆叠达成了576MB LLC——相比Sierra Forest是史诗级提升，和相较竞争对手的部分短板补足（虽然还是不及Epyc的堆料）。
另外Intel还强调了至强6+针对高效计算，配套引入了Intel AET（应用能耗监测）；且在“可信&安全”方面，包括可信计算、Intel软件防护扩展（SGX）和可信域扩展（TDX），同时针对SHA-512、SM3和SM4等加密算法也有硬件加速。
其他包括总共96条PCIe Gen 5通道（x16, x8, x4, x2）、64条CXL 2.0通道等已经在前文注解；兼容上代至强6900P，单双路系统的TDP热设计功耗范围300-500W。
虽然还没有产品层面的信息，但Clearwater Forest至强6+处理器预计会在明年下半年上市：Foveros Direct及Intel 18A工艺的全面结合对Intel而言是意义重大的，即便后者会率先在Panther Lake之上看到。这些新技术的引入，也让我们格外期待在这个特殊时期Intel给PC和数据中心市场同时交出的新答卷。
