Intel Xe (стилизовано как X e и произносится как две отдельные буквы, [1] сокращение от «exascale for everyone» [2] ), ранее неофициально известное как Gen12 , [3] [4] — архитектура графического процессора , разработанная Intel . [5]
Intel Xe включает новую архитектуру набора инструкций . Семейство графических процессоров Xe состоит из ряда микроархитектур, от интегрированных/низкого энергопотребления (Xe-LP), [6] до энтузиастов/высокопроизводительных игровых (Xe-HPG), центров обработки данных/высокой производительности (Xe-HP) и высокопроизводительных вычислений (Xe-HPC). [7] [8]
Первой попыткой Intel создать выделенную графическую карту была Intel740 [9] , выпущенная в феврале 1998 года. Intel740 считалась неудачной из-за своей производительности, которая была ниже ожиданий рынка, что заставило Intel прекратить разработку будущих дискретных графических продуктов. Однако ее технология продолжила свое существование в линейке Intel Extreme Graphics . [10] Intel предприняла еще одну попытку с архитектурой Larrabee , прежде чем отменить ее в 2009 году; [11] на этот раз разработанная технология была использована в Xeon Phi , выпуск которого был прекращен в 2020 году. [12]
В апреле 2018 года сообщалось, что Intel собирает команду для разработки дискретных графических процессоров , нацеленных как на центры обработки данных , так и на рынок игр для ПК , и, следовательно, конкурентоспособных с продукцией как Nvidia , так и AMD . [13] Слухи, подтверждающие это заявление, включали информацию о том, что в компании были вакансии на более чем 100 должностей, связанных с графикой, и что в конце 2017 года она взяла на работу бывшего руководителя Radeon Technologies Group (AMD) Раджу Кодури — сообщалось, что новый продукт имел кодовое название «Arctic Sound». [13] Сообщалось, что изначально проект был нацелен на чипы потоковой передачи видео для центров обработки данных, но затем его сфера действия была расширена и теперь включает настольные графические процессоры. [13]
В июне 2018 года Intel подтвердила, что планирует выпустить дискретный графический процессор в 2020 году. [14]
Сообщалось, что первый функциональный дискретный графический процессор «Xe» под кодовым названием «DG1» начал тестироваться в октябре 2019 года. [15]
Согласно отчету Hexus в конце 2019 года, дискретный графический процессор будет запущен в середине 2020 года; также ожидались комбинированные продукты GPU/CPU ( GPGPU ) для центров обработки данных и приложений автономного вождения . Первоначально ожидалось, что продукт будет построен на 10-нм узле (с 7-нм продуктами в 2021 году) и будет использовать технологию упаковки кристаллов Foveros от Intel (см. 3D-кристаллизация кристаллов ). [16] В 2020 году были выпущены первые графические процессоры под названием Intel Iris Xe Max, интегрированные в процессоры Intel Core 11-го поколения (кодовые названия « Tiger Lake » и « Rocket Lake »), [4] за которыми в 2021 году последовала карта Iris Xe DG1, эксклюзивная для производителей оригинального оборудования Intel . [17] Наконец, после некоторых задержек, розничный запуск этих первых за более чем 20 лет дискретных графических карт от компании, известных как серия Intel Arc , состоится в 2022 году. [18]
Intel Xe расширяет микроархитектурный пересмотр, представленный в Gen 11 , с полным рефакторингом архитектуры набора инструкций . [19] [4] Хотя Xe — это семейство архитектур, каждый вариант имеет существенные отличия друг от друга, поскольку они созданы с учетом своих целей. Семейство графических процессоров Xe состоит из подархитектур Xe-LP, Xe-HP, Xe-HPC и Xe-HPG.
В отличие от предыдущих графических процессоров Intel, которые использовали исполнительный блок (EU) в качестве вычислительного блока, Xe-HPG и Xe-HPC используют Xe-ядро. [20] Это похоже на подслайс Xe-LP. [20] Xe-ядро содержит векторные и матричные арифметические логические блоки , которые называются векторными и матричными движками. Другие компоненты включают кэш L1 и другое оборудование. [20] [21]
Xe-LP — это маломощный вариант архитектуры Xe с удаленной поддержкой FP64. [22] Xe-LP присутствует в качестве интегрированной графики для 11-го поколения Intel Core и мобильного специализированного графического процессора Iris Xe MAX (кодовое название DG1), [6] , а также в серверном графическом процессоре H3C XG310 Intel (кодовое название SG1). [4] По сравнению со своим предшественником, Xe-LP включает в себя новые функции, такие как Sampler Feedback, [23] Dual Queue Support, [24] DirectX12 View Instancing Tier2, [25] и AV1 8-битное и 10-битное аппаратное декодирование с фиксированной функцией. [26]
Xe-HP — это высокопроизводительный вариант Xe для центров обработки данных, оптимизированный для производительности FP64 и многопанельной масштабируемости. [5]
Xe-HPC — это высокопроизводительный вычислительный вариант архитектуры Xe. [7] [8] Ядро Xe-HPC Xe содержит 8 векторных и 8 матричных процессоров, а также большой кэш L1 объемом 512 КБ. [27] Он обеспечивает работу Ponte Vecchio.
Xe-HPG — это энтузиастский или высокопроизводительный графический вариант архитектуры Xe. Микроархитектура основана на Xe-LP с улучшениями от Xe-HP и Xe-HPC. [28] Микроархитектура ориентирована на графическую производительность и поддерживает аппаратно-ускоренную трассировку лучей , [7] [29] DisplayPort 2.0, [30] XeSS или суперсэмплинг на основе нейронных сетей (аналогично Nvidia DLSS ) и DirectX 12 Ultimate . [31] Intel подтвердила, что поддержка ASTC была удалена из оборудования, начиная с Alchemist, и будущие микроархитектуры Intel Arc GPU также не будут ее поддерживать. [32] Xe-ядро Xe-HPG содержит 16 векторных движков и 16 матричных движков. [21] Срез рендеринга Xe-HPG будет состоять из четырех Xe-ядер, оборудования для трассировки лучей и других компонентов. [21]
Архитектура Xe-LPG — это маломощный вариант Xe-HPG, разработанный для iGPU на основе плиток (tGPU) процессоров Intel Meteor Lake и будущих процессоров Arrow Lake . Она основана на той же графике Arc Alchemist (Gen 12.7), которая используется в видеокартах Intel Arc A-серии, но оптимизирована для работы с меньшей мощностью и более высокой производительностью на ватт.
Преемник Xe был представлен во время Intel Architecture Day 2021 под названием Xe 2, кодовое название Battlemage . В настоящее время он находится в стадии разработки. [21] В эксклюзивном интервью HardwareLuxx Том Петерсон подтвердил, что X e2 будет сегментирован на «Xe2-LPG» (Low Power Graphics) для интегрированных графических процессоров и «Xe2-HPG» (High Performance Graphics) для дискретных графических процессоров . [33]
Intel Xe 3 — это будущий преемник микроархитектуры Intel Xe 2 под кодовым названием Celestial . [21]
Intel Xe 4 — это будущий преемник микроархитектуры Intel Xe 3 под кодовым названием Druid . [34]
Более новые процессоры Intel используют микроархитектуру Xe-LP. К ним относятся процессоры Intel Core 11-го поколения (кодовые названия « Tiger Lake » и « Rocket Lake »), [4] процессоры Intel Core 12-го поколения (кодовые названия « Alder Lake ») и процессоры Intel Core 13-го поколения (кодовые названия « Raptor Lake »).
В августе 2020 года сообщалось, что Intel поставляет графические процессоры Xe DG1 для возможного выпуска в конце 2020 года, а также комментировала графический процессор DG2, нацеленный на рынок энтузиастов (позже выяснилось, что это первое поколение Intel Arc под названием « Alchemist »). DG1 также продается как Iris Xe MAX и как Iris Xe Graphics (стилизованный под iRIS X e ) в ноутбуках, в то время как карты для разработчиков продаются как DG1 SDV. [35] [36]
Xe MAX — это графический процессор начального уровня, впервые выпущенный 1 ноября 2020 года в Китае, и во многих отношениях он похож на интегрированный графический процессор, используемый в процессорах Tiger Lake , единственными отличиями являются более высокая тактовая частота, немного более высокая производительность и выделенная память, а также выделенное требование к TDP. Он конкурирует с графическими процессорами серии GeForce MX от Nvidia уровня ноутбуков. Он нацелен на тонкие и высокопортативные производительные ноутбуки и имеет 4 ГБ выделенной памяти LPDDR4X-4266 с шиной памяти шириной 128 бит, имеет 96 EU, 48 текстурных блоков, 24 ROP, пиковую тактовую частоту 1650 МГц и производительность 2,46 FP32 терафлопс с TDP 25 Вт. Для сравнения, интегрированный графический процессор в процессорах Tiger Lake имеет производительность 2,1 FP32 терафлопс. [37] [38] Xe MAX не заменяет интегрированный графический процессор системы; вместо этого он был разработан для работы вместе с ним, поэтому задачи распределяются между интегрированным и дискретным графическими процессорами. [39] Первоначально он был доступен только на 3 ноутбуках: Asus VivoBook Flip 14 TP470, Acer Swift 3X и Dell Inspiron 15 7000. Графические процессоры Intel Xe MAX можно найти только в системах с процессорами Tiger Lake.
Intel официально анонсировала настольные видеокарты Intel Iris Xe Graphics для OEM-производителей и системных интеграторов 26 января 2021 года. Она нацелена на массовые настольные и бизнес-ПК как улучшение по сравнению с другими графическими опциями в области декодирования видео AV1 , поддержки видео HDR (высокий динамический диапазон) и вывода глубокого обучения, и не такая мощная, как ее ноутбук-аналог, имея всего 80 включенных EU. Первые карты производятся Asus, имеют выходы DisplayPort 1.4, HDMI 2.0, Dual Link DL-DVI-D и пассивно охлаждаются. [40] [41] [42] [43]
Intel Arc — это высокопроизводительная дискретная графическая линейка, оптимизированная для игр. Она будет напрямую конкурировать с линейками графических процессоров Radeon и GeForce . Первое поколение (кодовое название «Alchemist») было разработано под названием «DG2» и основано на архитектуре Xe-HPG. Последующие поколения имеют кодовые названия Battlemage («DG3», основано на Xe 2 ), Celestial («DG4», основано на Xe 3 ) и Druid («DG5»).
11 ноября 2020 года Intel выпустила графический процессор для центра обработки данных H3C XG310, состоящий из четырех графических процессоров DG1 с 32 ГБ памяти LPDDR4X на однослотовой карте PCIe. [47] [48] Каждый графический процессор подключен к 8 ГБ памяти по 128-битной шине, а карта использует соединение PCIe 3.0 x16 с остальной частью системы. Графические процессоры используют архитектуру Xe-LP (Gen 12.1).
Intel официально анонсировала свой Xe general HPC / AI GPU под кодовым названием Ponte Vecchio 17 ноября 2019 года. Было обнаружено, что он использует вариант архитектуры Xe-HPC [49] и Intel 'Embedded Multi-Die Interconnect Bridge' (EMIB) и упаковку стекирования кристаллов Foveros на узле Intel 4 (ранее именуемом 7 нм). Позднее на Дне архитектуры 2021 года Intel подтвердила, что Ponte Vecchio будет использовать Compute Tiles, произведенные на TSMC N5, Base Tiles и Rambo Cache Tiles, произведенные с использованием Intel 7 (ранее именуемые 10 нм Enhanced SuperFin), и Xe Link Tiles, произведенные на процессе TSMC N7. Ожидается, что новый графический процессор будет использоваться в новом суперкомпьютере Aurora Аргоннской национальной лаборатории с вычислительными узлами, включающими два процессора Intel Xeon следующего поколения (кодовое название « Sapphire Rapids ») и шесть графических процессоров Ponte Vecchio . [50] [51]
Intel официально анонсировала преемника Ponte Vecchio, GPU под кодовым названием Rialto Bridge 31 мая 2022 года. [55] 3 марта 2023 года Intel объявила о прекращении поддержки Rialto Bridge в пользу своего гибкого и масштабируемого Falcon Shores XPU (CPU + GPU) на основе плиток, который должен появиться в 2025 году. [56]
Под кодовым названием Arctic Sound Intel разработала графические процессоры для центров обработки данных для визуального облака и вывода ИИ на основе архитектуры Xe-HP (Gen 12.5). [57] Графические процессоры должны были быть изготовлены на 10-нм узле Intel и иметь размер кристалла около 190 мм2 с 8 миллиардами транзисторов. [58] До четырех плиток графических процессоров можно было объединить в один корпус вместе с памятью HBM2e . В октябре 2021 года Раджа Кодури объявил, что Xe-HP не будет коммерциализирован в конечный продукт. [57] Вместо этого карты Arctic Sound будут основаны на архитектуре Xe-HPG (Gen 12.7), такой же, как и потребительские графические карты Alchemist. [59] Они были запущены 24 августа 2022 года как серия Intel Data Center GPU Flex. 3 марта 2023 года Intel объявила, что прекратит разработку Lancaster Sound, который должен был прийти на смену Arctic Sound в 2023 году с постепенными улучшениями. Вместо этого Intel ускорит разработку Melville Sound, который станет значительным архитектурным скачком с точки зрения производительности и функций. [56]
Intel будет использовать брендинг X
e
для своей линейки графических процессоров, которые в предыдущих обсуждениях неофициально назывались «Gen12».
Графические процессоры Intel Max Series на основе архитектуры Xe HPC, использующей технологии упаковки EMIB 2.5D и Foveros для объединения 47 активных плиток в одном графическом процессоре, изготовленном на пяти различных узлах процесса, обеспечивают большую гибкость и модульность при построении SOC.