Arsitektur Intel Gen11 GPU dan kartu grafis diskrit dari Intel

Kartu grafis entry-level diskrit Intel Graphics Xe, pengumuman resmi berlangsung pada 20 Maret di konferensi game GDC 2019

Intel telah menerbitkan dokumentasi untuk GPU Gen11 dengan deskripsi bagaimana mereka akan berbeda dari generasi sebelumnya. Diharapkan bahwa arsitektur Intel Gen11 akan menjadi dasar untuk arsitektur masa depan kartu video Xe diskrit, sehingga teknologi yang dijelaskan di sini dapat dianggap sebagai pratinjau setidaknya beberapa fungsi yang diterapkan dalam kartu video ini. Sejauh ini, Intel belum mengatakan apa-apa tentang kartu video masa depan, hanya menunjukkan beberapa foto (atau rendering).


Arsitektur prosesor Intel Core, sistem pada chip (SoC) dan sistem dering koneksi internal (Ring Interconnect)

Secara historis, prosesor grafis mid-range GT2 untuk komputer desktop dan beberapa chip ponsel lebih rendah kinerjanya dibandingkan chip AMD. Dalam perbandingan seperti itu, Intel secara historis memperoleh keuntungan dengan prosesor yang lebih kuat dibandingkan dengan APU yang berasal dari arsitektur mikro AMD Bulldozer. Sekarang situasinya telah berubah. Ryzen memiliki inti prosesor yang jauh lebih efisien, dan prosesor seluler AMD Ryzen jauh lebih kompetitif dengan Intel. Karena itu, yang terakhir perlu melakukan sesuatu, termasuk menyelesaikan masalah dengan kinerja GPU.


Detail Diagram Blok Gen11

Dokumentasi teknis membuatnya sulit untuk menilai kinerja Gen11. Tetapi beberapa ahli percaya bahwa Intel akan dapat bersaing dengan AMD jauh lebih efektif. Setidaknya lebih efektif daripada sebelumnya.

Arsitektur Intel GT2 yang baru menyediakan 64 unit eksekusi EU, dibandingkan dengan 24 unit dalam prosesor kelas Skylake. Perluasan sumber daya yang signifikan pada chip ini harus meningkatkan kinerja keseluruhan dibandingkan dengan generasi sebelumnya. Tabel di bawah ini menunjukkan karakteristik komparatif dari subsistem grafis Gen9 dan Gen11.


Metrik kunci Gen9 dan Gen11

Berdasarkan karakteristik teknis, kinerja komputasi dalam Gen11 akan meningkat sekitar 2,67 kali, serta throughput untuk tekstur (sampling tekstur). Bandwidth unit operasi raster (ROP) telah berlipat ganda, seperti halnya jumlah tes Z tinggi per jam.

Cache L3 telah empat kali lipat, dan throughput penulisan GPU telah dua kali lipat menjadi 64 byte per jam. Bandwidth memori saat menggunakan DDR4 harus tetap sama, tetapi dukungan LPDDR4 secara teoritis memungkinkan kecepatan clock yang lebih tinggi.

Cache tingkat terakhir dibagi antara GPU dan CPU untuk mengurangi lalu lintas data. Blok decoder video ditingkatkan untuk mengurangi bitrate. Mereka memungkinkan decoding simultan dari beberapa aliran 4K dan 8K. Dukungan tambahan untuk sinkronisasi adaptif dan peningkatan decoding HD-video.

GPU sekarang telah berbagi memori lokal, yang tidak memblokir akses ke cache L3 saat membaca. Intel mengklaim bahwa ini mengurangi latensi dan meningkatkan efisiensi operasi atom.


Hirarki memori pada level chip SoC dan throughput teoretis maksimumnya

Intel mengklaim telah meningkatkan bandwidth memori keseluruhan secara signifikan di Gen11.

Dokumentasi menjelaskan dua teknologi baru yang diimplementasikan Intel dalam akselerator grafis:

• naungan piksel kasar (Kasar Piksel Kasar, CPS);
  
• naungan berdasarkan posisi (Posisi Hanya Pembayang, POSH).

Naungan piksel kasar mengurangi beban pada GPU, mengurangi jumlah sampel warna yang digunakan untuk membuat gambar. Tangkapan layar menggambarkan bahwa CPS hampir tidak berpengaruh pada kualitas render.


Ditembak dari permainan Citadel 1 dalam resolusi 2560 × 1440 (tingkat piksel 1 × 1 di sebelah kiri dan 2 × 2 di sebelah kanan). Meskipun naungan piksel kasar mengurangi jumlah panggilan shader, hampir tidak ada perbedaan nyata pada tampilan kerapatan piksel tinggi. Sebagai perbandingan, gambar dalam skala tanpa anti-aliasing juga ditampilkan, dalam resolusi 1280 × 720

Mengurangi jumlah panggilan ke pixel shader menghemat energi dan meningkatkan kinerja, yaitu, frame rate, sebesar 20-40%.


Dalam gambar ini, objek dalam bingkai merah diidentifikasi sebagai cukup jauh dari kamera dan tidak terlalu penting untuk kualitas gambar secara keseluruhan, sehingga detail dapat dikurangi tanpa efek nyata pada kualitas gambar dengan peningkatan frame rate berikutnya.

Pipa POSH menjalankan posisi shader secara paralel dengan aplikasi utama, yang biasanya memungkinkan Anda untuk menghasilkan hasil lebih cepat, kata dokumentasi. Ini adalah bagian dari sistem rendering Position Only Tile-Based Rendering (PTBR).



Secara umum, Gen11 akan menjadi pembaruan signifikan untuk prosesor Intel. Dua generasi pertama AMD Ryzen Mobile bersaing dengan grafis Skylake yang lemah. Generasi ketiga Ryzen Mobile APU, kapan pun keluar, harus bersaing dengan chip Intel yang jauh lebih kuat, tulis ExtremeTech .