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Gen11 與 Xe

多數人認為 Intel 處理器內建顯示一直都是「點亮螢幕」就好的狀態,近來加強多媒體編解碼能力,終於讓人感受到它的存在。不過從 AMD 跳槽 Intel 的 Raja Koduri 並不這樣認為,表示下一世代 Gen11 能夠以中低畫質設定遊玩大部分的遊戲。(Gen10?Gen10 就是那 Core i3-8121U 砍掉的內建顯示 XD)

Intel 架構日,Sunny Cove、Tremont、Gen11 GT2、Xe、Foveros 一次看懂
▲Intel 公布的內建繪圖顯示 IP 直接忘記 Gen10。

已知 Gen11 GT2 規模將放入 64 個 EU,對比 Gen9.5 GT2 僅有 24 個 EU,即便架構完全沒有變化,玩家理論上至少能夠獲得 2.6 倍以上的效能。這 64 個 EU 分成 4 個 slice 與 8 個 sub-slice,每個 sub-slice 擁有獨立的指令快取和 3D sampler,每個 slice 則擁有 2 個 Media Sampler、1 個載入/儲存單元、1 個 PixelFE。所有 slice 共享 1 個光柵化單元、1 個 L3/Tile 指令/URB 快取、2 個 Z 軸/像素管線快取。

Gen11 GT2 功能方塊圖
▲Gen11 GT2 功能方塊圖,左方隱約還可以看到 Type-C 字樣,或許可以藉由此介面輸出視訊。(點圖放大)

Gen11 EU 的 FPU 介面經過重新設計,FPU16 效能提升 2 倍,每個 EU 依舊可同時處理 7 個執行緒,L3 快取也加大至 3MB,讓 Gen11 GT2 達成 1TFLOPs 以上的效能指標。(參考數據:具備 384 個 CUDA 核心的 NVIDIA GeForce GT 1030 約為 0.94TFLOPs,具備 8 個 CU 的 AMD Radeon RX 550 約為 1.2TFLOPs。)

已在行動市場伸展拳腳,NVIDIA 與 AMD 也先後加入的 tile-based rendering,也會在 Gen11 當中出現。Coarse Pixel Shading 作用則是相當於近日 NVIDIA 引薦的 Variable Rate Shading,渲染繪製與螢幕畫面解析度不再是 1:1 的對應關係,有可能 2x2 4 個點才渲染繪製 1 次,降低對效能的衝擊,但對畫面畫質表現則是負面結果,因此需要遊戲開發商評估過後,於部分畫面區域啟用。

Intel 架構日,Sunny Cove、Tremont、Gen11 GT2、Xe、Foveros 一次看懂
▲Gen11 GT2 規格包含 64 個 EU,相對過去內建數量增加不少。

Gen11 多媒體固定功能區域,Intel 將放入重新設計的 HEVC 編碼引擎,支援更高畫質編解碼作業,2 個解碼引擎支援雙串流同步解碼,亦可合併成 1 個,未來有機會將最高解碼解析度推往 8K。顯示部分繼續支援多螢幕、HDR,傳聞許久的 Adaptive Sync 也會在 Gen11 當中列為標配。

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▲Gen11 多媒體固定功能單元強調高品質編碼、高輸出解碼,並可享有資料中心等級的串流品質。

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▲Gen11 顯示功能將支援可變畫面更新率 Adaptive Sync。

Gen11 之後,Intel 繪圖顯示系列產品將統一品牌名稱為「Xe」,無論是從處理器內建繪圖顯示、2020 年即將發售的獨立型顯示卡,或是資料中心∕AI 運算加速產品,都會使用 X這個品牌。

大小核 Foveros 包一起

Intel 代號 Hades Canyon 的 NUC 產品,讓人見識到 EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)的威力,處理器、獨立繪圖顯示晶片、HBM 全部封裝在一起,於能夠單手拿著走的主機當中,提供足以執行 VR 遊戲的效能。如今 Intel 更進一步提出 3D 封裝 Foveros。

想了解 Foveros,可能先從 AMD Radeon Vega 系列顯示卡的封裝談起比較容易理解,Radeon Vega 系列顯示晶片為了與 HBM 記憶體 1024bit 匯流排相互連結,2 者堆疊於另外 1 個矽晶片身上,而這個矽晶片內建上方晶片所需要的連結線路,稱之為 interposer。

Intel 架構日,Sunny Cove、Tremont、Gen11 GT2、Xe、Foveros 一次看懂
▲AMD 利用 interposer 連結 GPU 與 HBM 記憶體。

Intel 在 Architecture Day 所提出的 Foveros,大致上的觀念與 interposer 相符,上方可以承載因效能、成本、用途等各種不同考量,而採用不同製程的晶粒,但下層 interposer 卻不只是連結線路而已,可以是晶片組或是其它具備主動功能的晶粒,因此稱為 active interposer。

Intel 架構日,Sunny Cove、Tremont、Gen11 GT2、Xe、Foveros 一次看懂
▲Intel 所提出的 3D 封裝 Foveros,下方負責連結線路的 active interposer 同時具備其它功能用途。

現場 Intel 展示 1 顆應用 Foveros 的 12 x 12(mm)封裝,底部晶片為晶片組功能(22FFL 製程),卻也同時連結上方運算核心;上方運算核心則採用單核 Sunny Cove 和四核 Atom(10nm 製程),待機 standby 耗電量僅有 2mW,目標市場則是 7W 以下的無風扇被動散熱裝置。

Intel 架構日,Sunny Cove、Tremont、Gen11 GT2、Xe、Foveros 一次看懂
▲Intel 利用 Foveros 製造出第一個混合式 x86 架構,除了 active interposer 晶片組功能,以及 compute 運算核心,最上方還以 PoP(Package on Package)封裝加上記憶體。

當然,Intel 提出 Foveros 並不僅限於傳統電腦應用,該公司旗下還有處理器、繪圖處理器、AI 加速器、非揮發式記憶體等晶片,之後有可能將這些異質晶片整合在同一個 Foveros 封裝當中,提供未來 5G、AI、邊緣運算等實際應用需求,並透過 One API 提供程式開發人員統一的介面,進而利用這些架構大異其趣的運算能量。

 

資料來源

Fact Sheet: New Intel Architectures and Technologies Target Expanded Market Opportunities

Intel's Architecture Day 2018: The Future of Core, Intel GPUs, 10nm, and Hybrid x86

Intel Sunny Cove CPU Architecture and Next Generation Roadmap Revealed

Intel’s 10nm Gen 11 Graphics Detailed – 1 TFLOPs of Power and Landing in 2019

Intel Unveils ‘Foveros’, A Brand New Way To 3D Stack Chips With An Active Interposer

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