英特尔GPU架构深度解读 _GPU架构

在英特尔2020年度架构日中，英特尔将大量时间用于讨论公司的GPU架构计划。虽然这对英特尔来说并非罕见，但目前该公司仍然以CPU内核而闻名。因此，他们在图形方面的市场关注度一直较弱。但是正如英特尔在其他领域的举措，随着时代的变化，英特尔不仅将越来越多的裸芯片投入到GPU中，而且在接下来的两年中，他们正在转变为PC GPU领域真正意义上的第三人，并且推出了他们的首个产品：独立GPU 。
从英特尔曾宣布的Xe GPU架构可以看出，该公司打算成为一家自上而下的GPU供应商。这意味着Intel要为数据中心和HPC集群到高端游戏机和笔记本电脑的所有产品提供分离式和集成的GPU 。由于这些涉及到大量的工程设计，因此对于一家在过去十年中仅提供集成GPU的公司来说，这是一次巨大的飞跃。但终于在经过数年的讨论和展望之后，英特尔客户想象中的Xe即将成为现实。
我们将在其他文章中重点介绍与Xe相关的内容，本文的重点内容是Xe-LP 。我们先快速回顾一下英特尔Xe计划的现状，目前的最新动态以及Xe-LP更大的适用范围。
早在2018年首次宣布时，英特尔就制定了针对单个GPU架构Xe的计划，该架构由三个不同的微架构组成：Xe-LP ， Xe-HP和Xe-HPC 。Xe-LP分别从底部到顶部跨越市场，并进入集成和入门级离散图形，然后Xe-HP进入发烧级和数据中心部分，最终Xe-HPC将用于高性能计算集群。例如，即将到来的Aurora正是美国能源部期待已久的超级计算机。

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从那时起，英特尔对该计划进行了一些修订，曾经的三个微体系结构变成了四个。在今天的英特尔年度架构日中，英特尔宣布推出Xe-HPG ，这是针对游戏芯片的另一种微架构。本文将重点讨论Xe-HPG ，而这正是英特尔产品堆栈中缺失的高层次难题，因为与Xe-HP相比，它提供了高性能的游戏和图形芯片。该芯片聚焦于数据中心功能，例如FP64和多区块可伸缩性。Xe-HPG计划将于2021年启动，与Xe系列的其他产品不同的是， Xe-HPG将完全由第三方工厂制造。

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由于Xe-LP再次引发热议，今年英特尔首款Xe微体系结构的推出变得更加重要。为了应用于更广泛的设计，英特尔针对Xe的计划包括建立连续的Xe部件（对Xe-HPC而言，这一点尤为重要）。该设计包含越来越多的基本构建基块以扩展GPU的数量（即便如此还是不够）。因此， Xe-LP是Xe系列的基础，这一点不仅适用于图形，也适用于架构。英特尔为Xe-LP设计的产品将对整个Xe产品堆栈产生重大影响。
Xe-LP：与Tiger Lake集成，但属于分离式
【英特尔GPU架构深度解读】英特尔针对Xe的产品计划虽然看似将它们推广到了更广泛的领域，但这正是由于英特尔GPU始终具有一个相同的起点：集成显卡。作为英特尔新推出的Tiger Lake SoC的一部分， Xe和Xe-LP将在市场上首次亮相，该公司将于9月2日推出该芯片。尽管英特尔并没有谈论Tiger Lake产品方面的其他内容（英特尔宁愿保留今天的架构，也不愿在9月发布产品），但Tiger Lake显然是Xe-LP设计的重点。因此，正如我们在讨论Xe-LP的功能时所得出的结论：是 Tiger Lake促成了这一切。
今日，据英特尔官方透露， Tiger Lake的零件只用一个Xe-LP切片就明显达到极限。现在，这一代产品已经成为Intel基本的GPU执行单元（EU）中的96个。总体而言，该公司的目标是使Ice Lake（Gen11）图形的性能提升至2倍。

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但是Xe-LP不仅仅应用于Tiger Lake 。正如英特尔先前所披露，该公司正在开发分布式GPU版本，他们将其称为DG1 。DG1的设计用于与笔记本电脑和其他移动设备中的Tiger Lake配对。DG1是20多年来英特尔首款分布式GPU ，也是英特尔GT3和GT4e集成GPU配置的精神继任者。相较于使用大型GPU来构建小批量CPU设计，英特尔更倾向于OEM厂商出售的分布式GPU ，该GPU基于集成GPU的体系结构和10nm SuperFin工艺。