Architecture GPU Intel Gen11 et carte graphique discrète d'Intel

Carte graphique d'entrée de gamme discrète Intel Graphics Xe, l' annonce officielle a eu lieu le 20 mars lors de la conférence de jeu GDC 2019

Intel a publié une documentation pour les GPU Gen11 avec une description de la façon dont ils différeront de la génération précédente. L'architecture Intel Gen11 devrait devenir la base de la future architecture de la carte vidéo Xe discrète, de sorte que les technologies décrites ici peuvent être considérées comme un aperçu d'au moins certaines des fonctions implémentées dans ces cartes vidéo. Jusqu'à présent, Intel n'a rien dit sur les futures cartes vidéo, il n'a montré que quelques photos (ou rendus).


Architecture du processeur Intel Core, système sur puce (SoC) et système en anneau de connexions internes (Ring Interconnect)

Historiquement, les processeurs graphiques milieu de gamme Intel GT2 pour ordinateurs de bureau et certaines puces mobiles étaient inférieurs en termes de performances aux puces AMD. Dans ces comparaisons, Intel a historiquement acquis un avantage avec un processeur plus puissant par rapport aux APU dérivés de la microarchitecture AMD Bulldozer. Maintenant, la situation a changé. Ryzen a un cœur de processeur beaucoup plus efficace et les processeurs mobiles AMD Ryzen sont beaucoup plus compétitifs avec Intel. Par conséquent, ce dernier doit faire quelque chose, notamment résoudre le problème de performances du GPU.


Schéma fonctionnel détaillé de Gen11

La documentation technique rend difficile l'évaluation des performances de Gen11. Mais certains experts pensent qu'Intel sera en mesure de concurrencer AMD beaucoup plus efficacement. Au moins plus efficace que jamais.

La nouvelle architecture Intel GT2 fournit 64 unités d'exécution UE, contre 24 unités dans les processeurs de classe Skylake. Cette expansion importante des ressources sur la puce devrait améliorer les performances globales par rapport à la génération précédente. Le tableau ci-dessous présente les caractéristiques comparatives des sous-systèmes graphiques Gen9 et Gen11.


Mesures clés Gen9 et Gen11

Sur la base des caractéristiques techniques, les performances de calcul dans Gen11 augmenteront d'environ 2,67 fois, ainsi que le débit pour les textures (échantillonnage de texture). La bande passante des unités d'opérations de trame (ROP) a doublé, tout comme le nombre de tests Z élevés par horloge.

Le cache L3 a quadruplé et le débit d'écriture du GPU a doublé pour atteindre 64 octets par horloge. La bande passante mémoire lors de l'utilisation de DDR4 doit rester la même, mais la prise en charge LPDDR4 permet théoriquement des vitesses d'horloge plus élevées.

Le cache de dernier niveau est partagé entre le GPU et le CPU pour réduire le trafic de données. Les blocs du décodeur vidéo sont améliorés pour réduire le débit binaire. Ils permettent le décodage simultané de plusieurs flux de 4K et 8K. Ajout de la prise en charge de la synchronisation adaptative et du décodage amélioré de la vidéo HD.

Le GPU dispose désormais d'une mémoire locale partagée, ce qui ne bloque pas l'accès au cache L3 lors de la lecture. Intel affirme que cela réduit la latence et améliore l'efficacité des opérations atomiques.


Hiérarchie de la mémoire au niveau de la puce SoC et son débit théorique maximal

Intel prétend avoir considérablement amélioré la bande passante mémoire globale de Gen11.

La documentation décrit deux nouvelles technologies qu'Intel a implémentées dans l'accélérateur graphique:

• ombrage de pixels grossiers (Ombrage de pixels grossiers, CPS);
  
• ombrage par position (Position Only SHading, POSH).

Un ombrage grossier des pixels réduit la charge sur le GPU, ce qui réduit le nombre d'échantillons de couleurs utilisés pour le rendu de l'image. La capture d'écran illustre que CPS n'a presque aucun effet sur la qualité du rendu.


Tiré du jeu Citadel 1 dans la résolution de 2560 × 1440 (taux de pixels 1 × 1 à gauche et 2 × 2 à droite). Bien que l'ombrage des pixels grossiers réduit le nombre d'appels de shader, il n'y a pratiquement aucune différence notable sur un affichage à haute densité de pixels. A titre de comparaison, une image à l'échelle sans anti-crénelage est également affichée, dans une résolution de 1280 × 720

La réduction du nombre d'appels au pixel shader permet d'économiser de l'énergie et d'améliorer les performances, c'est-à-dire la fréquence d'images, de 20 à 40%.


Dans cette image, les objets dans des cadres rouges sont identifiés comme étant assez éloignés de l'appareil photo et peu importants pour la qualité globale de l'image, de sorte que les détails peuvent être réduits sans effet notable sur la qualité de l'image avec une augmentation ultérieure de la fréquence d'images

Le pipeline POSH exécute le shader de position en parallèle avec l'application principale, ce qui vous permet généralement de générer le résultat beaucoup plus rapidement, indique la documentation. Cela fait partie du système de rendu PTBR (Position Only Tile-Based Rendering).



En général, Gen11 sera une mise à jour importante pour les processeurs Intel. Les deux premières générations d'AMD Ryzen Mobile rivalisaient avec les graphismes faibles de Skylake. L'APU Ryzen Mobile de troisième génération, chaque fois qu'il sortira, devra rivaliser avec une puce Intel beaucoup plus puissante, écrit ExtremeTech .