Intel Xe (estilizado como X e y pronunciado como dos letras separadas, [1] abreviatura de "exascale para todos" [2] ), anteriormente conocido extraoficialmente como Gen12 , [3] [4] es una arquitectura de GPU desarrollada por Intel . [5]
Intel Xe incluye una nueva arquitectura de conjunto de instrucciones . La familia de GPU Xe consta de una serie de microarquitecturas, que van desde las integradas/de bajo consumo (Xe-LP), [6] hasta las de alto rendimiento/para entusiastas del gaming (Xe-HPG), las de alto rendimiento/para centros de datos (Xe-HP) y las de computación de alto rendimiento (Xe-HPC). [7] [8]
El primer intento de Intel de crear una tarjeta gráfica dedicada fue la Intel740 , [9] lanzada en febrero de 1998. La Intel740 se consideró un fracaso debido a que su rendimiento era inferior a las expectativas del mercado, lo que provocó que Intel dejara de desarrollar futuros productos gráficos discretos. Sin embargo, su tecnología sobrevivió en la línea Intel Extreme Graphics . [10] Intel hizo otro intento con la arquitectura Larrabee antes de cancelarla en 2009; [11] esta vez, la tecnología desarrollada se utilizó en la Xeon Phi , que se suspendió en 2020. [12]
En abril de 2018, se informó que Intel estaba reuniendo un equipo para desarrollar unidades de procesamiento de gráficos discretos , apuntando tanto a los centros de datos como al mercado de juegos de PC y, por lo tanto, competitivos con los productos de Nvidia y AMD . [13] Los rumores que respaldaban la afirmación incluían que la compañía tenía vacantes para más de 100 trabajos relacionados con gráficos y había contratado al exlíder de Radeon Technologies Group (AMD) Raja Koduri a fines de 2017; se informó que el nuevo producto tenía el nombre en código "Arctic Sound". [13] Se informó que el proyecto inicialmente apuntaba a chips de transmisión de video para centros de datos, pero su alcance se amplió para incluir GPU de escritorio. [13]
En junio de 2018, Intel confirmó que planeaba lanzar una GPU discreta en 2020. [14]
Se informó que la primera GPU discreta "Xe" funcional, cuyo nombre en código es "DG1", comenzó a probarse en octubre de 2019. [15]
Según un informe de Hexus a finales de 2019, una GPU discreta se lanzaría a mediados de 2020; también se esperaban productos combinados GPU/CPU ( GPGPU ), para aplicaciones de centros de datos y conducción autónoma . Se esperaba que el producto se construyera inicialmente en un nodo de 10 nm (con productos de 7 nm en 2021) y utilizara la tecnología de empaquetado de apilamiento de matrices Foveros de Intel (ver apilamiento de matrices 3D ). [16] Durante 2020, se lanzaron las primeras GPU bajo el nombre de Intel Iris Xe Max, siendo integradas en los procesadores Intel Core de 11.ª generación (nombre en código " Tiger Lake " y " Rocket Lake "), [4] seguidas en 2021 por la tarjeta Iris Xe DG1, exclusiva para fabricantes OEM de Intel. [17] Finalmente y tras algunos retrasos, el lanzamiento minorista de estas primeras tarjetas gráficas discretas de la compañía en más de 20 años, conocidas como la serie Intel Arc , se produciría durante 2022. [18]
Intel Xe amplía la revisión de microarquitectura introducida en Gen 11 con una refactorización completa de la arquitectura del conjunto de instrucciones . [19] [4] Si bien Xe es una familia de arquitecturas, cada variante tiene diferencias significativas entre sí, ya que están hechas con sus objetivos en mente. La familia de GPU Xe consta de las subarquitecturas Xe-LP, Xe-HP, Xe-HPC y Xe-HPG.
A diferencia de las unidades de procesamiento gráfico Intel anteriores que utilizaban la Unidad de ejecución (EU) como unidad de cómputo, Xe-HPG y Xe-HPC utilizan el núcleo Xe. [20] Esto es similar a una subsección Xe-LP. [20] Un núcleo Xe contiene unidades lógicas aritméticas de matriz y vector , que se conocen como motores de matriz y vector. Otros componentes incluyen caché L1 y otro hardware. [20] [21]
Xe-LP es la variante de bajo consumo de la arquitectura Xe sin soporte para FP64. [22] Xe-LP está presente como gráficos integrados para Intel Core de 11.ª generación y la GPU dedicada móvil Iris Xe MAX (nombre en código DG1), [6] así como en la GPU Intel Server H3C XG310 (nombre en código SG1). [4] En comparación con su predecesor, Xe-LP incluye nuevas características como Sampler Feedback, [23] Soporte de cola dual, [24] DirectX12 View Instancing Tier2, [25] y decodificación de hardware de función fija AV1 de 8 y 10 bits. [26]
Xe-HP es la variante de centro de datos/alto rendimiento de Xe, optimizada para el rendimiento FP64 y la escalabilidad de múltiples mosaicos. [5]
Xe-HPC es la variante de computación de alto rendimiento de la arquitectura Xe. [7] [8] Un núcleo Xe-HPC Xe contiene 8 motores vectoriales y 8 matriciales, junto con un gran caché L1 de 512 KB. [27] Alimenta a Ponte Vecchio.
Xe-HPG es la variante de gráficos de alto rendimiento o para entusiastas de la arquitectura Xe. La microarquitectura se basa en Xe-LP con mejoras de Xe-HP y Xe-HPC. [28] La microarquitectura se centra en el rendimiento de los gráficos y admite el trazado de rayos acelerado por hardware , [7] [29] DisplayPort 2.0, [30] XeSS o supermuestreo basado en redes neuronales (similar a Nvidia DLSS ) y DirectX 12 Ultimate . [31] Intel confirmó que se ha eliminado la compatibilidad con ASTC del hardware a partir de Alchemist y las futuras microarquitecturas de GPU Intel Arc tampoco lo admitirán. [32] Un núcleo Xe-HPG Xe contiene 16 motores vectoriales y 16 motores matriciales. [21] Una porción de renderizado Xe-HPG constará de cuatro núcleos Xe, hardware de trazado de rayos y otros componentes. [21]
La arquitectura Xe-LPG es una variante de bajo consumo de energía de Xe-HPG diseñada para las iGPU basadas en mosaicos (tGPU) de los procesadores Meteor Lake y Arrow Lake de Intel. Se basa en los mismos gráficos Arc Alchemist (Gen 12.7) que utilizan las tarjetas gráficas de la serie A de Intel, pero está optimizada para funcionar con menor potencia y mayor rendimiento por vatio.
Un sucesor de Xe fue revelado durante el Intel Architecture Day 2021, bajo el nombre de Xe 2, con nombre en código Battlemage . Actualmente está en desarrollo. [21] En una entrevista exclusiva con HardwareLuxx, Tom Peterson confirmó que Xe2 se segmentará en "Xe2-LPG" (Low Power Graphics) para GPU integradas y "Xe2-HPG" (High Performance Graphics) para GPU discretas . [33]
Intel Xe 3 es el próximo sucesor de la microarquitectura Intel Xe 2, cuyo nombre en código es Celestial . [21]
Intel Xe 4 es el próximo sucesor de la microarquitectura Intel Xe 3 cuyo nombre en código es Druid . [34]
Los procesadores Intel más nuevos utilizan la microarquitectura Xe-LP. Entre ellos se encuentran los procesadores Intel Core de 11.ª generación (con nombre en código " Tiger Lake " y " Rocket Lake "), [4] los procesadores Intel Core de 12.ª generación (con nombre en código " Alder Lake ") y los procesadores Intel Core de 13.ª generación (con nombre en código " Raptor Lake ").
En agosto de 2020, se informó que Intel estaba enviando GPU Xe DG1 para un posible lanzamiento a fines de 2020, al mismo tiempo que comentó sobre una GPU DG2 dirigida al mercado entusiasta (más tarde se descubrió que era la primera generación de Intel Arc apodada " Alchemist "). La DG1 también se vende como Iris Xe MAX y como Iris Xe Graphics (estilizada como iRIS X e ) en computadoras portátiles, mientras que las tarjetas para desarrolladores se venden como DG1 SDV. [35] [36]
La Xe MAX es una GPU de nivel de entrada que se lanzó por primera vez el 1 de noviembre de 2020 en China y es similar en la mayoría de los aspectos a la GPU integrada que se encuentra en los procesadores Tiger Lake , las únicas diferencias son una mayor velocidad de reloj, un rendimiento ligeramente superior y una memoria dedicada y un requisito de TDP dedicado. Compite con las GPU de la serie GeForce MX de nivel portátil de Nvidia . Está dirigida a portátiles de productividad delgados y altamente portátiles y tiene 4 GB de memoria LPDDR4X-4266 dedicada con un bus de memoria de 128 bits de ancho, tiene 96 EU, 48 unidades de textura, 24 ROP, una velocidad de reloj máxima de 1650 MHz y un rendimiento de 2,46 FP32 teraFLOP con un TDP de 25w. En comparación, la GPU integrada en los procesadores Tiger Lake tiene un rendimiento de 2,1 FP32 teraFLOP. [37] [38] La Xe MAX no reemplaza la GPU integrada del sistema; En cambio, fue diseñado para funcionar junto con él, por lo que las tareas se dividen entre las GPU integradas y discretas. [39] Inicialmente, estaba disponible solo en 3 computadoras portátiles: Asus VivoBook Flip 14 TP470, Acer Swift 3X y Dell Inspiron 15 7000. Las GPU Intel Xe MAX solo se pueden encontrar en sistemas con procesadores Tiger Lake.
Intel anunció oficialmente las tarjetas gráficas de escritorio Intel Iris Xe para OEM e integradores de sistemas el 26 de enero de 2021. Está dirigida a las PC de escritorio y comerciales convencionales como una mejora con respecto a otras opciones gráficas en decodificación de video AV1 , compatibilidad con video HDR (alto rango dinámico) e inferencia de aprendizaje profundo, y no es tan potente como su contraparte portátil, con solo 80 UE habilitadas. Las primeras tarjetas están fabricadas por Asus, tienen salidas DisplayPort 1.4, HDMI 2.0, Dual Link DL-DVI-D y están enfriadas pasivamente. [40] [41] [42] [43]
Intel Arc es una línea de gráficos discretos de alto rendimiento optimizada para juegos. Competirá directamente con las líneas de unidades de procesamiento gráfico Radeon y GeForce . La primera generación (con nombre en código "Alchemist") se desarrolló bajo el nombre "DG2" y se basa en la arquitectura Xe-HPG. Las generaciones futuras tienen el nombre en código Battlemage ("DG3", basado en Xe 2 ), Celestial ("DG4", basado en Xe 3 ) y Druid ("DG5").
El 11 de noviembre de 2020, Intel lanzó la GPU para centros de datos H3C XG310, que consta de cuatro GPU DG1 con 32 GB de memoria LPDDR4X en una tarjeta PCIe de una sola ranura. [47] [48] Cada GPU está conectada a 8 GB de memoria a través de un bus de 128 bits y la tarjeta utiliza una conexión PCIe 3.0 x16 con el resto del sistema. Las GPU utilizan la arquitectura Xe-LP (Gen 12.1).
Intel anunció oficialmente su GPU general HPC / AI Xe con nombre en código Ponte Vecchio el 17 de noviembre de 2019. Se reveló que usaría la variante Xe-HPC de la arquitectura [49] y el 'Puente de interconexión multimatriz integrado' (EMIB) de Intel y el empaquetado de apilamiento de matrices Foveros en un nodo Intel 4 (anteriormente denominado 7 nm). Intel confirmó más tarde en el Architecture Day 2021 que Ponte Vecchio usaría Compute Tiles fabricados en TSMC N5, Base Tiles y Rambo Cache Tiles fabricados con Intel 7 (anteriormente denominado 10 nm Enhanced SuperFin) y Xe Link Tiles fabricados en el proceso TSMC N7. Se espera que la nueva GPU se utilice en la nueva supercomputadora a exaescala del Laboratorio Nacional Argonne , Aurora , con nodos de cómputo que comprenden dos CPU Intel Xeon de próxima generación (nombre en código " Sapphire Rapids ") y seis GPU Ponte Vecchio . [50] [51]
Intel anunció oficialmente el sucesor de Ponte Vecchio, la GPU con nombre en código Rialto Bridge , el 31 de mayo de 2022. [55] El 3 de marzo de 2023, Intel anunció la discontinuación de Rialto Bridge a favor de su Falcon Shores XPU (CPU + GPU) flexible y escalable basada en mosaicos que llegará en 2025. [56]
Bajo el nombre clave Arctic Sound, Intel desarrolló GPU para centros de datos para la nube visual y la inferencia de IA basadas en la arquitectura Xe-HP (Gen 12.5). [57] Se suponía que las GPU se fabricarían en el nodo de 10 nm de Intel y tendrían un tamaño de matriz de alrededor de 190 mm2 con 8 mil millones de transistores. [58] Se podrían combinar hasta cuatro mosaicos de GPU en un solo paquete junto con la memoria HBM2e . En octubre de 2021, Raja Koduri anunció que Xe-HP no se comercializaría como producto final. [57] En cambio, las tarjetas Arctic Sound se basarán en la arquitectura Xe-HPG (Gen 12.7), la misma que las tarjetas gráficas de consumo Alchemist. [59] Se lanzaron el 24 de agosto de 2022 como la serie Intel Data Center GPU Flex. El 3 de marzo de 2023, Intel anunció que descontinuaría el desarrollo de Lancaster Sound, que se suponía que sucedería a Arctic Sound en 2023 con mejoras incrementales. En su lugar, Intel acelerará el desarrollo de Melville Sound, que supondrá un salto arquitectónico significativo en términos de rendimiento y características. [56]
Intel utilizará la marca X
e
para su gama de gráficos que se denominaron extraoficialmente 'Gen12' en discusiones anteriores
Basadas en la arquitectura Xe HPC que utiliza tecnologías de empaquetado EMIB 2.5D y Foveros para combinar 47 mosaicos activos en una sola GPU, fabricada en cinco nodos de proceso diferentes, las GPU Intel Max Series permiten una mayor flexibilidad y modularidad en la construcción del SOC.