Označení Sapphire Rapids slýcháme přinejmenším tři roky. První zmínky o něm byly trochu nepřesně interpretované a předpokládaly, že jde o novou x86 architekturu Intelu, které byl přisuzován nějaký velký mezigenerační posun (někteří věřili, že jde o procesor vyvíjený Jimem Kellerem za jeho působení u Intelu). Jak se ukázalo později, ani jedno z toho není pravda - Sapphire Rapids od počátku označovalo serverový procesor (Xeon) postavený na x86 jádrech Golden Cove, tedy stejných velkých jádrech, jaká využívají PC procesory Alder Lake / Core 12000.

V květnu 2019 se na oficiální a Intelem zveřejněné roadmapě poprvé veřejně Sapphire Rapids objevil. Namalován byl na rok 2021. Ve stejné době se objevila podrobnější partnerská roadmapa, podle níž měl Sapphire Rapids vyjít na samém počátku roku 2021, tedy (ze současného pohledu) před rokem:

Tomu Intel věřil (nebo to alespoň tvrdil) ještě na přelomu roku 2019 / 2020, kdy chief engineering officer Intelu, Venkata Murthy Renduchintala (na úvodním snímku) prohlásil:

Vyjádření nicméně bylo opatrné, neboť slovo „dodávky“ nemusí zahrnovat i případné vydání.

Každopádně již krátce poté se začalo proslýchat, že to nepůjde tak hladce a následovaly zprávy o odkladech. Postupem času se z počátku roku 2021 stal počátek roku 2022, v loňském druhém pololetí se mluvilo o 2. kvartálu 2022 a čím dál tím víc to vypadalo spíš na jeho konec. Ještě v pololetí (2021) to ale vypadalo, že ve druhém kvartálu dojde na serverový Sapphire Rapids, aby ve třetím mohl (po velmi dlouhé době) následovat HEDT, ultra high-end pro desktop a některé pracovní stanice.

Xeon Sapphire Rapids ve verzi s HBM

Ani tak to ale nejspíš nedopadne. Na svět se totiž dostalo vyjádření Dolly Wu, vice-prezidentky a generální ředitelky společnosti Inspur Systems, která je druhým největším výrobcem serverů na světě. Podle Wu došlo k odkladu Sapphire Rapids na třetí kvartál a to nikoli jeho začátek, ale konec. Dodávky ze sériové výroby se mají rozjet v září.

Dolly Wu, vice-prezidentka a generální ředitelka Inspur Systems

Takový skluz má několik dopadů:

• Sapphire Rapids nebude fakticky konkurovat AMD Epycům postaveným na architektuře Zen 3; ani Milan, ani Milan-X (modely s V-cache). Koncem roku se očekává vydání Epyců s jádry Zen 4 (Genoa), jejichž faktickým konkurentem se Sapphire Rapids stane.
• Vzhledem k tomu, že byl Sapphire Rapids konstruován jako konkurent pro Epyc Milan (nebo možná opačně - Milan jako konkurent pro Sapphire Rapids, což je v podstatě jedno) - jeden má o 12-15 % vyšší IPC, druhý o 14 % vyšší počet jader - nemá valnou šanci obstát oproti Epycům Genoa, které přinesou až 25% posun IPC (min. 12 % oproti Golden Cove), až 50% posun v počtu jader a vyšší energetickou efektivitu díky 5nm procesu.
• Podíl AMD na trhu se serverovými procesory patrně nebude jen výkyvem, který začne opadat, ale vzhledem k absenci konkurence k Epycům Milan po následující tři kvartály, podíl AMD klesat nebude.

„Problém“ je to ovšem i pro AMD, která zjevně ani v nejoptimističtějších výhledech nečekala, že bude po takovou dobu na trhu sama. Na převzetí další části serverového trhu nemá aktuálně výrobní kapacity. TSMC navíc po celý loňský rok zdražovala 7nm proces, takže namísto toho, aby náklady na výrobu s časem a výtěžností klesaly, tak rostou. Společnost se to údajně rozhodla vyřešit tak, že nebude s odběrateli uzavírat dlouhodobé smlouvy a informovat je o objemech dodávek, ale s realizací každé várky jim zboží nabídne za ceny o 10-30 % vyšší než loňské a dá výrobcům serverů na výběr, zda zboží odeberou nebo ne. Podle paní Wu z Inspuru zatím žádný ze zákazníku nabídku neodmítl.

Pro AMD to nicméně znamená, že ač je její aktuální generace produktů v serverech prakticky bez konkurence, nemá v tuto chvíli výrobní objemy, díky nimž by situace mohla využít a dále zvýšit podíl na trhu. Wu odhaduje, že za rok 2021 dosáhla AMD v serverech zhruba 20-25% podílu (jak víme, různé firmy si rozsah serverového trhu definují různě, takže číslo nemusí být srovnatelné s údaji z jiných zdrojů) a předpokládá, že i v roce 2022 bude podíl AMD podobný.

Ta sice koncem roku vydá 5nm Epycy (využití 5nm linek jí poskytne určitý prostor k rozšíření výrobních kapacit), ale jednak v té době už bude Sapphire Rapids na trhu (který si něco z koláče ukousne) a jednak se poslední měsíc-dva už nemá šanci výrazněji odrazit na celoroční statistice.

Závěrem si můžeme položit otázku, co mohlo vést k dalšímu tak významnému zpoždění. Víme, že Sapphire Rapids vychází z architektury Golden Cove, která se v desktopu prodává od loňského podzimu. Víme, že využívá proces Intel 7, který se rovněž v desktopu využívá od loňského podzimu. Nejde navíc o gigantický monolit, se kterým by výtěžnost musela být úplně na… plodnice makromycetů.

Navzdory tomu nějaké problémy existují. Může jít o problémy, které existují na úrovni architektury (ale verzi pro PC nevadí, zatímco pro serverovou verzi, kde je pro Intel pokročilé ECC, zabezpečení a AVX-512 standardem, ano), ale může jít i o specifika pouzdření. Pro Intel je Sapphire Rapids první dlaždicový Xeon.

V kontextu názvosloví AMD bychom však spíše než „čipletový“ použili termín „modulární“. Sapphire Rapids se skládá ze čtyř základních kousků křemíků, které jsou identické, symetrické (a zhruba čtvercové). Každý nese až 14 aktivních jader (kolik jich obsahuje fyzicky, zůstává nejasné - na pořizování mikrosnímků jader „na koleni“ je proces Intel 10 nevhodný, v domácích podmínkách není snadné bez silného poškození křemík sleštit, aby byla dobře patrná struktura - je sice patrno 16 podobných úseků, ale možné, že 1-2 z nich neobsahují x86 jádro, ale logiku paměťového řadiče) plus procesorová i čipsetová rozhraní (PCIe, DDR včetně řadiče ap.). Dlaždice Intelu jsou proto podstatně větší než čiplety AMD.

Ač tedy nejde o monolit, jádra jsou velká. Pro srovnání: Moduly první generace Epyců měřily 212 mm² každý a Epyc nesl (až) čtyři. Současné čiplety (Zen 3) měří 81 mm², procesor jich nese až osm a k tomu jeden centrální 12nm čiplet o 416 mm² (Epyc Milan = 1062 mm² křemíku). Každý modul Sapphire Rapids měří zhruba 400 mm², takže všechny čtyři dohromady = 1600 mm² křemíku. O polovinu vyšší plocha by sama o sobě jistě nebyla problém. Nesmíme ovšem zapomínat, že výtěžnost 400 mm² Intelu kousku bude odlišná od 81 mm² kousku AMD. Dále pak, že procesor AMD obsahuje pouze jeden takto velký čiplet a ten je navíc vyráběn na velmi zralém (a levném) procesu, nikoli na nejnovější špičce Intelu. Přestože tedy nejde o monolit, nároky na výtěžnost jsou nadále nesrovnatelně vyšší než u AMD.

Tím to však nekončí. Ze snímku pouzdra procesorů Sapphire Rapids (výše), které ještě není osazené křemíkem, jsou dobře viditelná světlejší obdélníková pole v místě sousedících dlaždic. Těmi jsou s pomocí můstků dlaždice propojené. Každá dvě rozhraní jedním EMIB můstkem, tzn. 10 můstků sloužících k propojení čtyř dlaždic (nepočítám další čtyři pro připojení HBM, neboť HBM se bude týkat až další půlgenerace Sapphire Rapids). Můstky sice umožňují propojení čipletů o vyšší datové propustnosti než klasické vedení spojů přes substrát, které u současné generace využívá AMD. Je však otázkou, zda tato vyšší datová propustnost stojí za komplikace, které mohou vést k reálnému faktu, že procesor (který měl být již rok na trhu) bude ještě téměř tři kvartály ležet v laboratořích. Pro úplnost si zaslouží zmínit, že krom křemíku na čtyřech základních dlaždicích a dále deseti křemíkových můstcích tyto dlaždice propojující integruje pouzdro ještě jeden malý křemíkový čip v podobě FPGA.

Na situaci lze samozřejmě nahlížet různě. Někomu se může líbit řešení AMD, která se dala cestou čipletů, ale zvolila implementaci maximalizující výhody při minimalizaci nákladů (malé čiplety na novém procesu, větší jen na starším levném; koncept postavený na dostupných technologiích bez potřeby exotických propojovacích prvků). Tento přístup lze řadit do tzv. „KIS“ neboli Keep It Simple, který lze popsat stručně jako „každý prvek, který není nutný pro dosažení cíle, je v návrhu nežádoucí, neboť může přinést problém“. Někomu se zase může líbit přístup Intelu, který sice zjevně využívá kombinace složitějších, ale technologicky zajímavějších řešení, která sice aktuálně působí problémy, ale která časem mohou Intelu přinést širší spektrum možností při vývoji nových produktů. Z pohledu trhu však aktuálně vítězí přístup AMD, který je inovativní, ale pouze do té míry, která přináší praktické výhody.