英特尔至强6+能效核处理器深度解析：用Intel 18A与3D封装打造的多核怪兽

英特尔放出了下一代至强6+能效核处理器，代号ClearwaterForest的更多细节，它采用新一代的Darkmont架构E核，最多可提供288个核心，是其首款基于Intel18A的服务器处理器，专为超大规模数据中心、云服务提供商和电信运营商打造，帮助企业扩展工作负载、降低能源成本，并驱动更智能的服务，预计将于2026年上半年推出。

Clearwater Forest是当前至强6能效核处理器Sierra Forest的后继产品。由于它仍沿用现有的BirchStream AP平台，因此在命名上采用至强 6+系列，而非至强7系列，以强调其与至强6家族的延续性和兼容性。

Clearwater Forest也是首款采用Foveros Direct 3D封装工艺的至强处理器，其结构较为复杂：一颗ClearwaterForest处理器共包含12个采用Intel 18A工艺的计算模块。这些计算模块以四个为一组，通过Foveros Direct 3D 装技术安装在3个基础模块上，这些基础模块采用Intel 3工艺，三个基础模块集中在处理器中央，两侧还各有一个采用Intel7工艺的I/O模块。下层这五个大模块之间采用EMIB 2.5D技术互联。

Intel 18A工艺与Foveros Direct 3D封装技术

Intel 18A是其开发和制造的首个2纳米级别制程节点。与Intel 3制程工艺相比，Intel18A的每瓦性能提升高达15%，芯片密度提升约30%。该技术通过RibbonFET晶体管和PowerVia背面供电技术显著提升性能与能效。

RibbonFET即GAA全环绕栅极晶体管，它的栅极环绕晶体管沟道，从而能够严格控制沟道中的电流，可以降低漏电流，并提高晶体管开关时的效率，这也有助于降低工作电压。此外，RibbonFET的栅极长度比FinFET短5~10%，并且每个晶体管的功耗降低了20%。

PowerVia背面供电将电源线路移至晶体管背面，传统的晶圆设计是信号线路和电源线路混合放在晶体管上面，这样会带来明显的线路拥塞和功耗损失问题。PowerVia把电源线路移动到晶体管背面，把信号线路和供电线路分离了，这首先消除了信号干扰，有更好的信号完整性。并缩短了晶体管与电源之间的距离，降低了电阻，有效减少了从封装到晶体管之间的压降，最多可达30%。线路的优化提升了标准单元利用率最多可达10%，从而提升了晶体管密度。

Clearwater Forest在SoC设计中充分利用了Foveros Direct 3D先进封装技术把不同制程的芯粒组合在一起。FoverosDirect3D可以支持9微米量级的凸点间距，进行铜对铜的键合，可以实现高密度、低电阻的芯片间互联，可以达到0.05pJ/bit的卓越的功耗/比特性能，0.05pJ大概是2.5D技术所能达到的功耗的1/10。

图片上所说的有源硅中间层其实就是指ClearwaterForest的基础模块，它除了能够完成Die和Die之间的互联之外，还引入一些先进的逻辑和存储单元，从而实现更高带宽的跨Die间的互联以及更大的三级缓存。

Clearwater Forest的三大模块

Clearwater Forest所用的Darkmont架构E核也会用在Panther Lake上面，它其实与Lunar Lake和ArrowLake所用的Skymont架构E核大致相似，但至强6能效核处理器Sierra Forest上用的是Crestmont架构E核，两者差距就非常大了。

上图就列出了Darkmont与Crestmont的具体改进地方，在指令解码、分配、微操作队列、缓存窗口以及指令派发等方面都带来了30%~50%不等的提高。在算力单元，包括标量算术逻辑单元、向量算术逻辑单元、地址生成单元、二级缓存带宽上都实现了翻倍的提升，从4个标量算术逻辑单元提升到8个，向量算术逻辑单元，从2×128bit提升到4×128bit。在诸多改进共同促进下，Darkmont在相同功耗情况下，可以带来17%的IPC性能提升。

相比只有144个Crestmont内核的至强6780E，拥有288个Darkmont内核的至强6+处理器可以带来1.9倍以上的性能提升，同时在整体负载范围之内带来高达23%的能效提升。

和以往的英特尔的E核一样，Darkmont也是四个一组的，它们共享4MB L2缓存。在ClearwaterForest的计算模块上有6组，也就是每个计算模块有24个Darkmont核心。每个基础模块上有4个计算模块，而ClearwaterForest上最多封装三个基础模块，也就是最多拥有24*4*3共288个Darkmont核心。

基础模块采用Intel3工艺，这些基础模块可不只是用来互联用的，每个基础模块上下两端有四个DDR5内存控制器，三个基础模块组成12通道内存的配置。而且在计算模块的下方还有共享L3缓存，每个计算模块48MB，所以一个基础模块上有192MB，整个ClearwaterForest最多可提供576MB共享L3缓存。

I/O模块是直接用沿用至强6的，采用Intel7工艺。每个I/O模块上有8个加速器，包括英特尔QuickAssist技术、英特尔动态负载均衡器、英特尔数据流加速器和英特尔内存内分析加速器。还提供48条PCIe5.0通道，32条CXL 2.0通道， 96条UPI 2.0通道，一共有两个I/O模块所以处理器提供的扩展通道是上面数字的两倍。

Clearwater Forest特性概览

看完Clearwater Forest是如何构成以及如何生成制造之后，我们最后来总结一下这处理器的关键特性。ClearwaterForest提供单路与双路配置，兼容现有的至强6900P平台，可直接使用它们的主板与机架。最多可提供288个E核，最大TDP可达500W，最多288MBL2缓存与576MB L3缓存，支持12通道DDR5-8000内存。可提供96条PCIe 5.0通道，64条CXL 2.0通道，支持多达6个UPI互联。

与Sierra Forest的至强6700E相比，ClearwaterForest的核心数量翻倍，每核心的IPC还提升了17%，提供了5倍容量的L3缓存容量，内存通道数量从8通道增加到12通道，UPI2.0链路数量从4条增加到6条，内存速率也从6400MT/s提升至8000MT/s。

将Clearwater Forest和第二代的至强处理器对比，现在使用20个机架180台ClearwaterForest服务器就可以替代70个机架1400台第二代英特尔至强服务器，实现相同的算力，实现8:1的服务器整合比例，同时由于服务器和机架功率降低，可以降低整机功耗750KW，降低71%的数据中心占用空间，同时提升3.5倍的性能/功耗比，每台机架上也可以增加2.3倍的虚拟机部署数量。

至强6+处理器系列不仅是一次性能的跃升，更代表了英特尔在能效与集成度上的重大突破。依托Intel 18A先进制程、FoverosDirect 3D封装技术以及全新Darkmont能效核架构，ClearwaterForest在核心密度、内存带宽、互连效率和每瓦性能等多个维度实现了跨越式进步。它在相同功耗下显著提升计算效率，大幅降低数据中心的总体拥有成本。未来至强6+系列将为超大规模云服务商、电信基础设施和AI就绪型工作负载提供坚实底座，并为整个行业树立全新的技术与能效标杆。