הורחבה האחריות הישראלית בארכיטקטורת Xeon החדשה

בתמונה למעלה: מרכז המו"פ של אינטל בחיפה. צילום: אינטל

חברת אינטל חשפה בכנס Hot Chips פרטים חדשים על הארכיטקטורה של משפחת מעבדי Diamond Rapids, שהיא הדור הבא של מעבדי Xeon למרכזי נתונים. המעבדים החדשים צפויים להגיע לשוק במהלך 2027. המעבד החדש יגיע בתצורות שונות הכוללות עד 256 ליבות ביצועים (Performance) ויציג שינוי משמעותי באופן שבו אינטל בונה את מעבדי השרתים שלה: במקום להרחיב מבנה אחיד של ליבות, זיכרון וקישוריות, המעבד החדש יהיה בנוי מיחידות חישוב מודולריות המחוברות למרכזים נפרדים המנהלים את הזיכרון וה-I/O.

למהלך יש גם היבט ישראלי מעניין: צוותי הארכיטקטורה וה-SoC של אינטל בישראל הובילו את פיתוח ה-Compute Building Block, או CBB, שהיא יחידת החישוב הבסיסית של המעבד החדש. מדובר בהרחבת האחריות של ישראל בתחום ה-Xeon: מפיתוח ליבת הביצועים עצמה לתכנון יחידת חישוב שלמה הכוללת עשרות ליבות, זיכרון מטמון והתשתיות המקשרות ביניהם.

הארכיטקטורה החדשה נועדה להתמודד עם בעיה הולכת ומחריפה ככל שגדל מספר הליבות במעבדי שרתים: הוספת הליבות לא משפרת משמעותית את ביצועי העיבוד, בלא תשתית ייעודית המאפשרת להזין אותן במהירות בנתונים, ולהעניק להן גישה מהירה ויעילה אל משאבי הזיכרון והמערכת. הגדרת האתגר באינטל: "היכולת להעביר, לעבד ולהגן על מידע בקנה מידה גדול".

ארבע יחידות חישוב, 256 ליבות

ארכיטקטורת Diamond Rapids כוללת עד ארבע יחידות CBB, שכל אחת מהן יכולה להכיל עד 64 ליבות. גם ה-CBB עצמו אינו שבב יחיד: הוא בנוי ממספר Core Chiplets, שכל אחד מהם כולל עד 16 ליבות. שבבי הליבות ממוקמים מעל Base Tile, המכיל בין היתר את זיכרון המטמון המשותף של יחידת החישוב. החיבור האנכי ביניהם מתבצע באמצעות טכנולוגיית Foveros 3D Direct ו-Hybrid Bonding. בתצורה המלאה כולל המעבד 16 שבבי ליבות, ארבעה Base Tiles ושני Fabric Hub Tiles.

בכך עוברת אינטל מארכיטקטורה שבה חלק גדול ממשאבי המעבד מאורגנים סביב mesh משותף, למבנה שאותו היא מכנה Fan-out Fabric Architecture. לצד יחידות החישוב נמצאים שני Fabric Hubs, המרכזים פונקציות כמו זיכרון, I/O ומאיצים. ההפרדה מאפשרת לאינטל להגדיל את כוח החישוב באמצעות הוספת אבני בניין, מבלי לשכפל בכל אחת מהן את כל תשתיות הזיכרון והקישוריות. מארג זיכרון אחוד מקשר את הרכיבים ומאפשר לליבות השונות גישה עקבית למשאבי הזיכרון.

התוצאה: מעבד הכולל עד 256 ליבות וזכרון מטמון בנפח של עד 1.28GB. הוא כולל 16 ערוצי זיכרון ותומך ב-DDR5 במהירות של עד 8,000MT/s וב-MRDIMM במהירות של עד 12,800MT/s. אינטל מציגה רוחב פס זיכרון של עד 1.6TB לשנייה. בנוסף הוא כולל 128 נתיבים התומכים ב-PCIe Gen 6, CXL 3 ו-UPI 3. ה-Core Chiplets מיוצרים בתהליך Intel 18A-P, בעוד רכיבי ה-Fabric Hub מיוצרים ב-Intel 3. לדברי אינטל, 18A-P מספק שיפור של 9% בביצועים או הפחתה של 18% בצריכת החשמל ביחס ל-18A, בהתאם לנקודת העבודה.

ישראל עברה מרמת הליבה לרמת המעבד השלם

מרכז הפיתוח בחיפה מילא לאורך השנים תפקיד מרכזי בפיתוח ארכיטקטורות ומעבדים למחשבים אישיים. בעולם ה-Xeon, לעומת זאת, פעילות הפיתוח בישראל התמקדה במידה רבה בליבת הביצועים בלבד. במסגרת פרוייקט Diamond Rapids הורחבה האחריות לרמת ה-CBB כולו. לדברי אינטל, הניסיון שנצבר בישראל בפיתוח מערכות מורכבות למעבדי PC, ובין היתר בעבודה על Lunar Lake, שימש בסיס למעבר הזה. במקום לתכנן רק את הליבה שתשולב בתוך Xeon, הצוות נדרש להתמודד עם האינטגרציה של עד 64 ליבות, זיכרון המטמון, הקישוריות ביניהן, אספקת החשמל, פיזור החום והמבנה התלת-ממדי.

"במשך שנים פיתחנו בישראל ארכיטקטורות שלמות למעבדי מחשבים אישיים, בעוד שבעולם השרתים התמקדנו בעיקר בפיתוח ליבת הביצועים של המעבד", הסביר ערן שיפר, הארכיטקט הראשי של יחידת ה-CBB ב-Diamond Rapids. לדבריו, המעבר דרש מהצוות להתמודד עם "קנה מידה חדש, מבנה תלת-ממדי ומורכבות מערכתית רחבה בהרבה".

Diamond Rapids כולל גם את הרחבת סט הפקודות Intel APX, שמגדילה בין היתר את מספר האוגרים הכלליים מ-16 ל-32 ונועדה לצמצם העברות מיותרות של נתונים לזיכרון. בנוסף משולבים במעבד AMX ו-AVX 10.2 להאצת עומסי AI, לצד מאיצי QAT, DSA ו-IAA. המעבד טרם הושק מסחרית וצפוי להגיע לשוק במהלך 2027. החשיפה ב-Hot Chips מספקת הצצה ראשונה מפורטת למבנה שעליו אינטל מתכוונת לבסס את הדור הבא של Xeon, בתקופה שבה הגידול במספר הליבות מחייב את יצרניות המעבדים להשקיע לא פחות באופן שבו הן מחברות ומזינות את הליבות מאשר בליבות עצמן.

אינטל ישראל ומיקרוסופט הסירו מגבלה מרכזית בענן המאובטח

בתמונה למעלה: צוות המהנדסים באינטל ישראל שפיתח את הפיתרון. קרדיט צילום: אביב הראל

מאת יוחאי שויגר

מיקרוסופט הכריזה בכנס Build בסיאטל על יכולת חדשה בשם Confidential Live Migration, המאפשרת להעביר מכונות וירטואליות מוצפנות בין שרתים במרכזי הנתונים של Azure מבלי לעצור אותן. מאחורי הפיתוח עומד צוות של כ-20 מהנדסים מקבוצת הסקיוריטי של אינטל ישראל, שפיתח את היכולת כחלק מפלטפורמת Intel TDX המשולבת במעבדי השרתים של החברה.

היכולת החדשה פותרת מגבלה משמעותית בעולם ה-Confidential Computing – תחום שנועד לאפשר לארגונים להריץ יישומים ונתונים רגישים בענן תוך הגנה גם מפני מפעיל הענן עצמו. בעוד שמכונות וירטואליות רגילות ניתנות כבר שנים להעברה בין שרתים בזמן אמת לצורכי תחזוקה, איזון עומסים או עדכוני מערכת, מכונות מוצפנות נדרשו עד כה להשבתה זמנית בכל פעם שהיה צורך להעבירן לשרת אחר.

הסיבה לכך נעוצה במנגנוני ההגנה עצמם. בטכנולוגיות כמו Intel TDX, זיכרון המכונה הווירטואלית מוצפן ומבודד ברמת החומרה, כך שגם מערכת ההפעלה של השרת, תוכנת הניהול של הענן ואפילו אנשי התפעול של ספק הענן אינם יכולים לגשת לתוכן המידע. ההגנה הזו מספקת שכבת אבטחה נוספת לארגונים פיננסיים, גופי בריאות, מוסדות ממשלתיים ולקוחות נוספים המחזיקים מידע רגיש במיוחד.

"הפיצ'ר הזה הוא פיתוח ישראלי מלא", אומר בועז תמיר, מנהל בכיר באינטל. "אנחנו מעבירים מכונה מוצפנת תוך כדי שהיא רצה, משרת לשרת, בלי שהלקוח מרגיש כלום. מבחינת הלקוחות, המשמעות היא זמינות גבוהה יותר של השירותים, ומבחינת ספק הענן, יכולת לנהל את התשתית בלי להתפשר על מודל האבטחה."

לדברי תמיר, כל הארכיטקטורה, הפיתוח והוולידציה של היכולת החדשה בוצעו על ידי צוות הסקיוריטי של אינטל בחיפה. האתגר ההנדסי כלל העברת מצב הריצה של המכונה, הזיכרון המוצפן, מפתחות ההצפנה ומנגנוני האמון בין שני שרתים שונים, תוך אימות קריפטוגרפי של סביבת היעד ושמירה על רציפות מלאה של השירות.

כדי להבין את חשיבות הפיתוח, צריך להכיר את Intel TDX ‏(Trust Domain Extensions), אחת מטכנולוגיות האבטחה המרכזיות שפיתחה אינטל עבור מעבדי ה-Xeon שלה. TDX מאפשר ליצור סביבות מחשוב מבודדות ומוצפנות, המכונות Trust Domains, שבהן גם מערכת ההפעלה של השרת, תוכנות הניהול של ספק הענן ואפילו מפעיל מרכז הנתונים עצמו אינם יכולים לגשת למידע המעובד. למעשה, מדובר בניסיון של אינטל להעביר את מודל האמון של חומרה מאובטחת אל עולם מרכזי הנתונים והענן הציבורי.

הטכנולוגיה היא חלק מתחום ה-Confidential Computing, שנחשב כיום לאחד מתחומי הצמיחה הבולטים בעולם תשתיות הענן. בעוד שבעבר התמקדו ארגונים בהצפנת מידע בזמן אחסון או בזמן העברתו ברשת, מחשוב סודי נועד להגן על המידע גם בזמן שהוא מעובד בפועל. המשמעות היא שגם כאשר הנתונים נמצאים בזיכרון השרת ומעובדים על ידי יישומים או מודלי בינה מלאכותית, הם נשארים מוגנים מפני גורמים שאינם מורשים.

הדרישה ליכולות כאלה הולכת וגוברת עם המעבר של עומסי עבודה רגישים לענן. בנקים, חברות ביטוח, גופי בריאות, ארגוני ממשל וחברות טכנולוגיה מבקשים לנצל את יתרונות הענן הציבורי, אך במקביל לצמצם את הצורך לתת אמון מלא בספק התשתית. במקביל, גם מהפכת הבינה המלאכותית מגדילה את החשיבות של התחום, שכן יותר ויותר מודלים נדרשים לעבד מידע רפואי, פיננסי, תעשייתי וביטחוני רגיש.

מבחינת מיקרוסופט, היכולת החדשה מסירה אחת המגבלות המרכזיות שאפיינו עד כה את שירותי ה-Confidential Computing בענן. עד היום, פעולות תחזוקה שגרתיות כמו עדכוני שרתים, החלפת חומרה או איזון עומסים חייבו לעיתים השבתה זמנית של המכונה המוצפנת. כעת ניתן לבצע את אותן פעולות באופן שקוף למשתמש, בדומה למכונות וירטואליות רגילות, מבלי לוותר על מנגנוני ההגנה.

הפיתוח גם מדגיש את תפקידה של אינטל ישראל בפיתוח טכנולוגיות ליבה עבור פלטפורמת TDX העולמית. בניגוד לפיתוח תוכנה המיועד ללקוח מסוים, TDX הוא רכיב יסוד בארכיטקטורת האבטחה של מעבדי השרתים של אינטל. המשמעות היא שהידע והיכולות שנבנים במסגרת הפרויקט משתלבים בפלטפורמה רחבה יותר שעליה נשענים שירותי ענן ויישומים מאובטחים ברחבי העולם.

במקביל לפריסת היכולת החדשה ב-Azure על משפחות השרתים DCesv6, ECesv6, DCedsv6 ו-ECedsv6, באינטל כבר עובדים על הדור הבא של טכנולוגיות המחשוב הסודי. בחברה מציינים כי צוות הפיתוח של TDX בישראל מפתח גם יכולת חדשה בשם TDX Connect, שאמורה להרחיב עוד יותר את אפשרויות השימוש במחשוב מאובטח במרכזי נתונים.

אם בעשור האחרון התחרות בין ספקיות הענן התמקדה בעיקר בביצועים, במחיר וביכולות AI, בשנים הקרובות אחד משדות הקרב המרכזיים עשוי להיות היכולת להבטיח שגם ספק הענן עצמו אינו יכול לגשת למידע של לקוחותיו. הפיתוח המשותף של מיקרוסופט ואינטל מצביע על הכיוון שאליו הולכת התעשייה – ענן שבו אבטחה, פרטיות וזמינות גבוהה נדרשות להתקיים במקביל, ללא פשרות.

רוצים להישאר מעודכנים? הירשמו למטה לקבלת הניוזלטר השבועי שלנו

IEEE הכיר במעבד 8087 הישראלי כ"ציון דרך היסטורי"

בתמונה למעלה: מעבד Intel 8087. מקור: ויקיפדיה

מרכז הפיתוח של אינטל בחיפה קיבל מארגון מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה העולמי (IEEE) העולמי את האות של "ציון דרך היסטורי" על פיתוח המעבד 8087 במהלך שנות ה-70, אשר נחשב עד היום לאחר מהרכיבים ששינו את פני עולם המחשוב. המעבד 8087 החל את דרכו כמעבד-העזר מתמטי עבור מעבד ה-CPU מסדרה 8086. המעבד הושק בשנת 1980 והפך להצלחה מסחררת. במהלך טקס קבלת ההכרה שנערך היום (א') בחיפה, אמר מי שהוביל את הפרוייקט ובהמשך גם מנכ"ל אינטל ישראל, רפי נווה: "בסוף 1977 קיבלנו על עצמנו משימה שרבים באינטל חשבו שהיא בכלל בלתי אפשרית.

"כולם באינטל ארה"ב אמרו שזה לא יעבוד. הפרויקט היה מורכב מאוד, והתחזיות היו שאף שבב לא יצא תקין מהפס. החלטנו לקחת את האתגר דווקא בגלל זה. אמרתי אז שאם ניכשל – רק נעמוד בציפיות, אבל אם נצליח – 'קנינו את עולמנו'. ההצלחה של הצוות הקטן מחיפה שמה את אינטל ישראל על המפה העולמית והוכיחה מה אנחנו מסוגלים לעשות".

מהפיכה עולמית – ששינתה את ישראל

המעבד שפותח בחיפה היה מעבד הנקודה-צפה (floating-point) הראשון במשפחת 8086, והיה מסוגל לבצע חישובים "טרנסנדנטיים" כמו חזקות, לוגריתמים וחישובים טריגונומטריים. הוא הגיע לעוצמת עיבוד של עד 50,000 חישובי נקודה צפה בשנייה (FLOPS), והעניק למשפחה שיפור ביצועים של 500%-20%, תלוי ביישום. כל זאת באמצעות 65,000 טרנזיסטורים בלבד. המעבד הוביל לניסוח תקן IEEE 754-1985 אשר הגדיר במשך 23 שנים את אופן השימוש של חישובי נקודה צפה במחשבים.

כיום כל המעבדים כוללים מעבד-עזר מתימטי בתוך שבב ה-CPU, ולא כרכיב-עזר נפרד. להצלחת המעבד הייתה השפעה מכרעת על התפתחות ההייטק בישראל: היא מיצבה את חיפה כמוקד הייטק חשוב. מרכז הפיתוח של אינטל בחיפה, שהוקם ב-1974, היה הראשון של החברה מחוץ לארה"ב והעסיק צוות קטן של מהנדסים מקומיים. הצלחת הפרויקט בחיפה הובילה את אינטל להקים מרכזי פיתוח ומפעל ייצור נוספים בישראל, ובכך הפכה את אינטל לגורם מרכזי בתעשיית ההייטק הישראלית.

מנכ"ל אינטל ישראל פורש. מונו שני מנכ"לים משותפים

בתמונה למעלה: קרין אייבשיץ סגל ודניאל בן עטר

מנכ"ל אינטל ישראל וסגן נשיא באינטל העולמית, יניב גרטי, הודיע היום (ב') כי החליט לסיים את תפקידו לאחר שש שנים בתפקיד. במקומו ימונו שני מנכ"לים משותפים: קרין אייבשיץ סגל המשמשת כמנכ"לית מרכזי הפיתוח של אינטל ישראל ומנהלת ארגון הוולידציה בקבוצת פיתוח ותכנון השבבים העולמית, ודניאל בן עטר המשמש כמנכ"ל משותף של מפעלי הייצור של אינטל בעולם.

אינטל מסרה שמטרת המינוי הכפול היא להגביר את התאום בין הפיתוח ובין הייצור, בהתאם לאסטרטגיית IDM 2.0 של החברה העולמית. קרין ודניאל ייכנסו רשמית לתפקידם כמנכ"לים משותפים של אינטל ישראל ב-31 לינואר 2023. יניב גרטי ילווה אותם בחודשים הקרובים כדי לוודא מעבר חלק של התפקיד. יניב גרטי אמר שבתקופתו כמנכ"ל אינטל ישראל, החברה הרחיבה את פעילותה בארץ, "ועמדה בחזית העשייה האסטרטגית של אינטל העולמית". 

קרין ודניאל הודו לגרטי על תרומתו. קרין אמרה שהיא שמחה ונרגשת להוביל את אינטל ישראל יחד עם דניאל, "שתחת ניהולו הגיעו מפעלי הייצור לחזית הטכנולוגיה העולמית. ביחד נמשיך לתרום למימוש החזון של אינטל העולמית, לפיתוח וייצור מוצרי מחשוב, תקשורת, בינה מלאכותית וסייבר, ולחיזוק התרומה של אינטל לחברה בישראל". דניאל בן עטר אמר שקרין חתומה על מגוון של הצלחות ופעילות טכנולוגית חדשנית. "אינטל ישראל מהווה מקום חם לכל גווני האוכלוסיה במדינת ישראל. קרין ואני נמשיך להוביל את המצויינות של אינטל בישראל ואת הגיוון התעסוקתי של עובדינו, למען הצלחת החברה בישראל בשנים הבאות".

דרכם של המנכ"לים החדשים

קרין אייבשיץ הצטרפה לאינטל סגל לפני 21 שנים כסטודנטית למדעי המחשב בטכניון, והתמקדה בפיתוח מוצרים וטכנולוגיות לבדיקת איכות וביצועים. כיום קרין מובילה את ארגון הוולידציה הגלובלי של אינטלף אשר אחראי על בדיקות כל מוצרי המחשוב האישי והשרתים. במקביל היא משמשת כמנכ"לית מרכזי הפיתוח של אינטל בישראל בשלושה קמפוסים המעסיקים אלפי עובדים. היא פעילה בקידום שיתופי פעולה בין האקדמיה והתעשייה וחברה בוועדה הלאומית להגדלת ההון האנושי בהייטק. במסגרת זו הובילה את הצוות להגדלת שיעור הנשים במקצועות הטכנולוגיים.

דניאל בן עטר הצטרף לאינטל לפני כ-30 שנה כסטודנט ולאחר מכן כמהנדס במפעל הראשון של אינל בישראל, שהוקם בירושלים. הוא בעל תואר מוסמך בפיסיקה ותואר ראשון במתמטיקה ופיסיקה, שניהם מהאוניברסיטה העברית בירושלים. הוא מילא תפקידים מרכזיים בפיתוח טכנולוגיות תהליך מתקדמות, הקמת ושדרוג מפעלי ייצור גדולים ופרויקטים פורצי דרך גדולים. דניאל כיהן כמנכ"ל מפעלי הייצור בישראל ולפני שנתיים קודם לתפקיד מנכ"ל משותף של כל מפעלי הייצור של אינטל בעולם, בהם המפעלים בישראל, אירלנד, גרמניה, אריזונה, אורגון ואוהיו (ארה"ב).

חברת אינטל ישראל מעסיקה כ-12 אלף עובדים, מהם כ-7,000 עובדים במרכזי פיתוח, ועוד כ-5,000 עובדי ייצור. בשנת 2021 הסתכם הייצוא שלה בכ-8.1 מיליארד דולר, המהווים כ-11% מכלל ייצוא ההייטק הישראלי. בחלוקה למגזרים: 70% ייצוא שבבים ממפעל הייצור של החברה בקרית גת וכ-30% ממרכזי הפיתוח.