Intel Xe (стилизован под X e и произносится как две отдельные буквы, [1] аббревиатура от «e X ascale для каждого » [2] ), ранее неофициально известная как Gen12 , [3] [4] — это архитектура графического процессора , разработанная Интел . [5]
Intel Xe включает новую архитектуру набора команд . Семейство графических процессоров Xe состоит из ряда микроархитектур: от интегрированных/с низким энергопотреблением (Xe-LP) [6] до энтузиастов/высокопроизводительных игровых (Xe-HPG), центров обработки данных/высокопроизводительных (Xe-HP) и высокопроизводительных. вычисления (Xe-HPC). [7] [8]
Первой попыткой Intel создать выделенную видеокарту была Intel740 [9] , выпущенная в феврале 1998 года. Intel740 считалась неудачной из-за ее производительности, которая была ниже ожиданий рынка, что заставило Intel прекратить разработку будущих продуктов с дискретной графикой. Однако эта технология сохранилась в линейке Intel Extreme Graphics . [10] Intel предприняла еще одну попытку использовать архитектуру Larrabee, прежде чем отменила ее в 2009 году; [11] На этот раз разработанная технология была использована в Xeon Phi , производство которого было прекращено в 2020 году. [12]
В апреле 2018 года сообщалось, что Intel собирает команду для разработки дискретных графических процессоров , ориентированных как на центры обработки данных , так и на рынок игровых ПК , и, следовательно, конкурентоспособных с продуктами как Nvidia , так и AMD . [13] Слухи, подтверждающие это утверждение, включали в себя то, что в компании было более 100 вакансий, связанных с графикой, и в конце 2017 года она наняла бывшего руководителя Radeon Technologies Group (AMD) Раджу Кодури – новый продукт, как сообщалось, имел кодовое название «Arctic Sound». ". [13] Сообщалось, что изначально проект был нацелен на чипы потокового видео для центров обработки данных, но его масштаб был расширен за счет включения графических процессоров для настольных ПК. [13]
В июне 2018 года Intel подтвердила, что планирует выпустить дискретный графический процессор в 2020 году. [14]
Сообщается, что первый функциональный дискретный графический процессор «Xe» под кодовым названием «DG1» начал тестирование в октябре 2019 года. [15]
Согласно отчету Hexus в конце 2019 года, дискретный графический процессор будет выпущен в середине 2020 года; Ожидались также комбинированные продукты GPU/CPU ( GPGPU ) для центров обработки данных и приложений автономного вождения . Первоначально предполагалось, что продукт будет построен на 10-нм узле ( 7-нм продукты появятся в 2021 году) и будет использовать технологию компоновки кристаллов Intel Foveros (см. «Стекирование 3D-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] а в 2021 году последовал Iris Карта Xe DG1, эксклюзивная для OEM -производителей Intel. [17] Наконец, после некоторых задержек, розничный запуск этих первых за более чем 20 лет дискретных видеокарт компании, известных как серия Intel Arc , произойдет в 2022 году. [18]
Intel Xe расширяет возможности микроархитектурной перестройки, представленной в Gen 11, за счет полного рефакторинга архитектуры набора команд . [19] [4] Хотя Xe представляет собой 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 Execution Unit (EU) в качестве вычислительного блока, Xe-HPG и Xe-HPC используют ядро Xe. [20] Это похоже на подсрез Xe-LP. [20] Xe-ядро содержит векторные и матричные арифметико-логические блоки , которые называются векторными и матричными механизмами. Другие компоненты включают кэш L1 и другое оборудование. [20] [21]
Xe-LP — это вариант архитектуры Xe с низким энергопотреблением с удаленной поддержкой FP64. [22] Xe-LP присутствует в виде встроенной графики для процессоров Intel Core 11-го поколения и выделенного мобильного графического процессора Iris Xe MAX (под кодовым названием DG1), [6] , а также в серверном графическом процессоре Intel H3C XG310 (под кодовым названием SG1). [4] По сравнению со своим предшественником, Xe-LP включает новые функции, такие как обратная связь сэмплера, [23] Поддержка двойной очереди, [24] DirectX12 View Instancing Tier2, [25] и 8-битное и 10-битное аппаратное обеспечение с фиксированными функциями AV1. декодирование. [26]
Xe-HP — это высокопроизводительный вариант Xe для центров обработки данных, оптимизированный для производительности FP64 и многоячеистой масштабируемости. [5]
Xe-HPC — это высокопроизводительный вычислительный вариант архитектуры Xe. [7] [8] Xe-HPC Xe-ядро содержит 8 векторных и 8 матричных процессоров, а также большой кэш-память L1 объемом 512 КБ. [27] Он приводит в действие Понте Веккьо.
Xe-HPG — это вариант архитектуры Xe для энтузиастов или высокопроизводительный графический вариант. Микроархитектура основана на Xe-LP с улучшениями от Xe-HP и Xe-HPC. [28] Микроархитектура ориентирована на производительность графики и поддерживает аппаратно-ускоренную трассировку лучей , [7] [29] DisplayPort 2.0, [30] XeSS или суперсэмплинг на основе нейронных сетей (по аналогии с Nvidia DLSS ), а также 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-HPG Xe-ядро содержит 16 векторных двигателей и 16 матричных двигателей. [21] Срез рендеринга Xe-HPG будет состоять из четырех ядер Xe, оборудования трассировки лучей и других компонентов. [21]
Архитектура Xe-LPG представляет собой вариант Xe-HPG с низким энергопотреблением, разработанный для тайловых iGPU (tGPU) Intel Meteor Lake и будущих процессоров Arrow Lake. Он основан на той же графике Arc Alchemist (Gen 12.7), которая используется в видеокартах Intel Arc A-серии, но оптимизирован для работы с более низкой потребляемой мощностью и более высокой производительностью на ватт.
Преемник Xe был представлен во время Intel Architecture Day 2021 под названием Xe 2 под кодовым названием Battlemage. В настоящее время он находится в стадии разработки. [21] В эксклюзивном интервью HardwareLuxx Том Петерсон подтвердил, что X e2 будет разделен на «Xe2-LPG» (Low Power Graphics) для интегрированных графических процессоров и «Xe2-HPG» (High Performance Graphics) для дискретных графических процессоров . [33]
Intel Xe 3 — будущий преемник микроархитектуры Intel Xe 2 под кодовым названием Celestial. [21]
Intel Xe 4 — будущий преемник микроархитектуры Intel Xe 3 под кодовым названием Druid. [34]
В новых процессорах Intel используется микроархитектура 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 (кодовое название « Alder Lake ») и процессоры Intel Core 13-го поколения (кодовое название « Raptor Lake »).
В августе 2020 года сообщалось, что Intel поставляет графические процессоры Xe DG1, выпуск которых, возможно, состоится в конце 2020 года, а также комментирует графический процессор DG2, предназначенный для рынка энтузиастов (позже выяснилось, что это первое поколение Intel Arc по прозвищу « Алхимик »). DG1 также продается как Iris Xe MAX и как Iris Xe Graphics (стилизованный под iRIS X e ) в ноутбуках, а карты для разработчиков продаются как DG1 SDV. [35] [36]
Xe MAX — это графический процессор начального уровня, который был впервые выпущен 1 ноября 2020 года в Китае и во многом похож на встроенный графический процессор процессоров Tiger Lake , единственными отличиями которого являются более высокая тактовая частота, немного более высокая производительность и выделенная память и требования к выделенному TDP. Он конкурирует с графическими процессорами Nvidia серии GeForce MX уровня ноутбуков . Он предназначен для тонких и портативных производительных ноутбуков и имеет 4 ГБ выделенной памяти LPDDR4X-4266 со 128-битной шиной памяти, 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, встроенный графический процессор в процессорах Tiger Lake имеет производительность 2,1 FP32 терафлопс. [37] [38] Xe MAX не заменяет встроенный графический процессор системы; вместо этого он был разработан для совместной работы с ним, поэтому задачи разделены между встроенным и дискретным графическим процессором. [39] Первоначально он был доступен только на трех 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 карты Intel Iris Xe Graphics для OEM-производителей и системных интеграторов 26 января 2021 года. Они предназначены для обычных настольных компьютеров и бизнес-ПК и являются улучшением по сравнению с другими графическими опциями в декодировании видео AV1 , поддержке видео HDR (расширенный динамический диапазон) и логический вывод глубокого обучения, и он не такой мощный, как его аналог для ноутбука, поскольку у него всего 80 включенных EU. Первые карты производятся компанией Asus, имеют выходы DisplayPort 1.4, HDMI 2.0, Dual Link DL-DVI-D и имеют пассивное охлаждение. [40] [41] [42] [43]
Intel Arc — это линейка высокопроизводительных дискретных графических процессоров, оптимизированная для игр. Он будет напрямую конкурировать с линейками графических процессоров Radeon и GeForce . Первое поколение (под кодовым названием «Алхимик») было разработано под названием «DG2» и основано на архитектуре Xe-HPG. Будущие поколения будут иметь кодовые названия Battlemage («DG3», на основе Xe 2 ), Celestial («DG4», на основе Xe 3 ) и Druid («DG5»).
11 ноября 2020 года Intel выпустила графический процессор H3C XG310 для центров обработки данных, 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).
17 ноября 2019 года Intel официально анонсировала свой общий графический процессор Xe для HPC / AI под кодовым названием Ponte Vecchio. Было обнаружено, что он использует вариант архитектуры Xe-HPC [49] , а также «встроенный многокристальный межкомпонентный мост» Intel (EMIB) и Foveros. упаковка кристаллов на узле Intel 4 (ранее называвшаяся 7 нм). Позже Intel подтвердила на Дне архитектуры 2021, что Ponte Vecchio будет использовать Compute Tiles, изготовленные на TSMC N5, Base Tiles и Rambo Cache Tiles, изготовленные с использованием Intel 7 (ранее называемые 10-нм Enhanced SuperFin), и Xe Link Tiles, изготовленные по процессу TSMC N7. Ожидается, что новый графический процессор будет использоваться в новом экзафлопсном суперкомпьютере Аргоннской национальной лаборатории Aurora с вычислительными узлами, состоящими из двух процессоров Intel Xeon нового поколения (кодовое название « Sapphire Rapids ») и шести графических процессоров Ponte Vecchio . [50] [51]
31 мая 2022 года Intel официально объявила о преемнике Ponte Vecchio, графическом процессоре под кодовым названием Rialto Bridge . GPU) должен появиться в 2025 году. [56]
Под кодовым названием Arctic Sound компания Intel разработала графические процессоры для центров обработки данных для визуального облака и искусственного интеллекта на основе архитектуры Xe-HP (Gen 12.5). [57] Предполагалось, что графические процессоры будут изготовлены на 10-нм узле Intel и будут иметь размер кристалла около 190 мм² и 8 миллиардов транзисторов. [58] До четырех блоков графических процессоров можно объединить в один пакет вместе с памятью HBM2e . В октябре 2021 года Раджа Кодури объявил, что Xe-HP не будет коммерциализирован в виде конечного продукта. [57] Вместо этого карты Arctic Sound будут основаны на архитектуре Xe-HPG (Gen 12.7), такой же, как и потребительские видеокарты Alchemist. [59] Они были выпущены 24 августа 2022 года как серия Intel Data Center GPU Flex. 3 марта 2023 года Intel объявила о прекращении разработки Lancaster Sound, которая должна была прийти на смену Arctic Sound в 2023 году с постепенными улучшениями. Вместо этого Intel ускорит разработку Melville Sound, что станет значительным архитектурным скачком с точки зрения производительности и функций. [56]
Intel будет использовать бренд X
e
для своей линейки графических процессоров, которые в предыдущих обсуждениях неофициально назывались «Gen12».
Основанные на архитектуре Xe HPC, в которой используются технологии упаковки EMIB 2.5D и Foveros для объединения 47 активных плиток в один графический процессор, изготовленный на пяти различных технологических узлах, графические процессоры Intel Max Series обеспечивают большую гибкость и модульность при построении SOC.