近期,Intel正式發布了代號為Tiger Lake的11代低功耗處理器,此次,全新一代處理器的發布,可以說是Intel在最近幾年最大的一次更新,其中,Xe LP架構核顯的加入更讓其CPU在計算能力上有了質的飛躍。還不僅如此,Intel還計劃在2021年正式推出Xe架構的獨立顯卡。
其實,不僅是Intel,蘋果代號為「Lifuka」的自研GPU也將在明年下半年推出,而且,將會採用臺積電5nm工藝。這兩大巨頭為什麼一時間對GPU產生如此大的興趣呢?
也許從大廠的舉動可以看出,傳統的計算模式將會發生變化,在AI大數據時代下,更擅長處理密集型運算,如視頻分析、圖形渲染、深度學習、大數據分析等應用的GPU也許才是未來計算的核心。
Intel的獨顯之路
GPU這一概念的起源可以追溯到40年前,電腦遊戲的出現,讓很多人開始意識到僅僅依靠CPU的計算能力,遠遠不夠,所以,最初的2D顯示晶片就應運而生,而後到了90年代,3D顯示出現後,更加逼真的畫面呈現在人們面前,也使得顯卡成為人所共知的IT硬體之一。
其實,Intel對於獨顯渴望由來已久,不過,一直沒有太大的作為。1998年2月他們發布了Intel740,這也是目前Intel歷史上唯一一款上市的獨立顯卡,不過在短短18個月後便停止了發行,但它的技術仍活在Intel Extreme Graphics系列中。Intel第二次嘗試在2008年,他們在Larrabee項目中試圖打造x86架構顯卡,結果還是沒有堅持下來,僅在一年之後該項目就被取消了。
近年來,Intel挖來了Raja Koduri、Jim Keller等技術大牛,正式拉開了Intel再一次回歸獨顯市場的帷幕。隨後,在2020年Intel年度架構日中,Intel大篇幅的討論了公司GPU架構的計劃。
在架構日中,Intel GPU首席架構師Raja Koduri公開展示了四晶片封裝的Intel Xe HP高性能版本,並首次亮出了它的背面封裝設計,可以看到其電容等元器件分為多達16個區域,每四個區域對應一顆晶片。
據了解,Xe HP的封裝規模有1Tile、2Tile和4Tile三種,其中1Tile集成512組EU單元,每個EU為8核,所以總計4096核心,以此類推,4Tile為16384核,核心頻率可以達到1.3GHz。而Intel實驗室給出了一組測試數據顯示,4Tile的單精度浮點性能達到了42TFLOPS。
Xe HP的浮點性能即便是面對NVIDIA的A100安培核心時,也有相當的優勢。A100內建了6912個CUDA核心,單精度浮點約19.5TFLOPS。
此外,除了Xe HP之外,Xe架構GPU將還將會有三個級別產品:
Xe LP:低功耗設計,可以集成在處理器內,在不久前Intel的11代酷睿發布會上,Xe LP架構也一同亮相;
Xe HPG:針對遊戲優化,支持光線追蹤、GDDR6顯存,目前還未正式公布;
Xe HPC:針對高性能計算與機器學習進行優化,不同版本擁有不同的工藝,其中包含Intel 10nm SuperFin及增強版、7nm工藝、外包共四種。1/2 Tile封裝,HBM2e顯存,Xe Link互連總線,Co-EMIB封裝,支持六顆晶片並行。
據悉,全新的Intel獨顯將會臺積電代工,採用6nm工藝,在2021年推出。
大廠入局GPU市場,各有各的小心思
蘋果和Intel這兩家極具代表性的公司選擇自研GPU,除了看好該領域未來的發展外,策略和方向還是有些不同的。
Intel發展GPU領域目標之一是AI,AI作為未來主流的科技發展方向,是眾多廠商著力發展的目標。而GPU的圖像識別和計算能力將會是AI的核心。我們看到,NVIDIA憑藉著自己在GPU領域幾乎壟斷的實力,成為了近幾年全球最大的AI受益者,並且市值已經超越Intel。
此外,Intel在最近幾年時間裡,一直在淡化自身CPU為核心的屬性,因為,隨著網際網路用戶的增加,數據體量的成指數級增長,數據中心對算力的需求也在迅猛上漲,諸如深度學習、直播中的視頻轉碼、圖片壓縮解壓縮以及HTTPS加密等各類應用對計算的需求已遠遠超出了傳統CPU處理器的能力所及。而且,近年來,晶片製程工藝推進明顯放緩,研發成本晶片研發企業不得不考慮的實際問題。
所以,Intel憑藉自身在晶片領域設計、製造、封裝為一體的優勢,提出的「超異構計算」概念,超異構解決方案藉助更加靈活、可定製化特性,能將不同製程的晶片整合,因此,不僅在成本節約方面會發揮極大的作用,在性能方面也將的到很大程度提升。
而蘋果不同於Intel的是,他們不是CPU或GPU產品的供應商,而是提供一體化的終端以及軟體產品,就像他們在WWDC上提出自研Mac CPU一樣,蘋果此次自研GPU還是要進行場景融合,打通iPhone、iPad、Mac等硬體產品之間的壁壘,實現數據互通,從而使得蘋果的閉環生態系統更加完善。
僅就Intel和蘋果這兩家公司而言,任務更艱巨的無疑是Intel,因為他們將會與目前如日中天的NVIDIA和虎視眈眈的AMD產生直接競爭。9月初,NVIDIA也發布了自家全新的消費級RTX3090顯卡,再一次刷新了消費級顯卡性能的巔峰,而10月AMD也將發布自己基於7nm工藝的RX 6000系列顯卡。硝煙已經開始瀰漫,Intel的獨顯能搶得一片市場嗎?
針對GPU領域,Intel繼續尋求晶片行業中的突破,而蘋果則是要整合自家的生態。他們雖然有著不同的研發方向和發展策略,但賺取更多利潤是任何公司不變的目標。那麼,誰將會重新定義GPU市場呢?新玩家入局能否攪動這片市場呢?答案也許要等到產品量產或新興技術更加成熟後才能見分曉。