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    Intel Architecture Day 2020: Intel Xe 顯示卡有 Hardware Ray-Tracing

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    Yeung Chun Fat
    曾經在香港各間主要電腦雜誌工作,隨後轉行到電腦公司任職產品經理,最近重回媒體工作。個人出版的作品包括替香港工業總會轄下香港電子業總會(HKEIC)撰寫《香港電子業穩步向前- 回顧與前瞻》紀念書刊。

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    Intel 決心重返顯示卡市場,在 Intel Architecture Day 2020 透露完整的 Xe 繪圖市場藍圖。除了透露詳細的 Tiger Lake 集顯 Xe-LP 繪圖架構外,同時還宣布代號為 DG1 的獨立 GPU 已開始投產,預計在 2020 年開始出貨。至於大家期待的 Xe-HPG 高性能顯示卡將於 2021 年開始出貨,很有機會由 TSMC 以 6nm 製程生產,並支援 Hardware Ray-Tracing 等高階功能。

    一個架構四個市場

    在 Intel 計劃中, Xe 繪圖核心將擁有 4 個版本針對不同的市場,包括 Xe-LP 、 Xe-HPG 、 Xe-HP 及 Xe-HPC 。 Xe-LP 最先登場並已落實在 Tiger Lake 上採用,另有獨立 GPU 版本 DG1 ,以及針對 Server 市場的版本 SG1 。至於 Xe-HPG 將以高性能、為遊戲作最大優化的版本,於是次活動中未有透露太多訊息。 Xe-HP 及 Xe-HPC 則以 GPGPU 高性能運算為主,針對數據中心、 AI 及 HPC Exascale 市場為主。

    Xe 繪圖核心將擁有 4 個版本針對不同的市場
    Xe 繪圖核心將擁有 4 個版本針對不同的市場

    Intel 同時公佈各 Xe 晶片所用製程。其中 Xe-HPG 將外判生產,很大機會由 TSMC 以 6nm 製程量產。
    Intel 同時公佈各 Xe 晶片所用製程。其中 Xe-HPG 將外判生產,很大機會由 TSMC 以 6nm 製程量產。

    Xe-HP 將採用多核心 CPU 的概念,運算範圍能夠於 1 個裸晶區塊,或是 2 個、4 個區塊之間動態調整。
    Xe-HP 將採用多核心 CPU 的概念,運算範圍能夠於 1 個裸晶區塊,或是 2 個、4 個區塊之間動態調整。

    Xe-LP 較 Gen11 的改進

    Xe-LP 核心擁有最多 96 個 EU ,是 Gen11 最多 64 個 EU 的 1.5 倍,使每時脈可提升 1536 flops 、 24 pixels 及 48 Texels,達到入門級顯示卡的水平。在架構方面, Xe-LP 採用新的架構設計,包括非同步運算,視圖實體化,取樣器回饋,更新支援 AV1 的媒體引擎和更新的顯示引擎。

    所謂架構的改進,主要是 Xe-LP 把 Gen11 的每 EU 的 Thread control 改為 2 個 EU 共享 Thread control ,使每次可調動的資源倍增。從 Gen11 的 2x 4-wide FP/INT ALU 及 2x 4-wide FP/Extended Math ALU ,變成 Xe-LP 的 8-wide FP/INT ALU,擁有最多 2X 的 INT16 及 INT32 運算能力。與此同時,Xe-LP 加入 L1 Data Cache 並最多集成 16MB L3 Cache、增加 1 個即共 2 個 GT1 記憶體控制器,提供 2x 64bit 記憶體頻寬可用。

    Gen11 每個 EU 獨立工作,資源整合較差。
    Gen11 每個 EU 獨立工作,資源整合較差。

    Xe-LP 以單一 Thread control 控制 2 個 EU ,在資源整合方面較上一代強。
    Xe-LP 以單一 Thread control 控制 2 個 EU ,在資源整合方面較上一代強。

    針對 AI 運算,提供 Fast INT8 with DP4A 功能。
    針對 AI 運算,提供 Fast INT8 with DP4A 功能。

    通過新的管線設計, Xe-LP 工作時脈可望達到 1.8GHz,遠較 Gen11 Intel UHD Graphics 的 1.1GHz 高。
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    Xe-LP 採用全新 Media Engine,擁有 2X 的 encode/decode throughput。
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    Xe-LP 支援 DisplayPort 1.4 、 HDMI 2.0 、 TBT4 、 USB4 Type-C 等顯示輸出。
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    提供即時遊戲調整功能,可針對各款遊戲作出修正並最佳化設定。
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    加入遊戲銳化後處理功能,也是一種基於運算著色器的適應性銳化演算法,可提高遊戲影像的清晰度。
    加入遊戲銳化後處理功能,也是一種基於運算著色器的適應性銳化演算法,可提高遊戲影像的清晰度。

    也支援 VRS (Variable Rate Shading) 功能
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    目前已有少量遊戲會為 Intel Xe 繪圖核心作出優化
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