在顯卡這條路上,英特爾為什麼要不遺餘力?

2021-01-12 中關村在線

沒錯,我們中的絕大多數人,對於英特爾的了解只局限於處理器層面。但如果我跟你說英特爾也是世界上數一數二的GPU廠商,你肯定會覺得我在做夢。GPU廠商不是AMD和NVIDIA嗎?什麼時候英特爾也參與其中了?

我們所說的GPU,其實並非大家所廣泛認知的獨立顯卡,因為GPU是一個廣義的概念,而獨立顯卡只是GPU的一部分。

·英特爾「短暫」的顯卡史

誠然,在做獨立顯卡方面,英特爾此前並未取得顯著成就。1998年與Real3D公司合作的i740曇花一現,再無後續;十年之後雄心勃勃的Larrabee GPU也因達不到既定的技術指標而被取消上市計劃。


滿懷期待的Larrabee GPU因技術問題被取消

·核顯改變了英特爾,也改變了PC發展趨勢

不過,之所以說英特爾是當今數一數二的GPU大廠,自然是因為廣泛集成在處理器中的英特爾核芯顯卡了。

一提到「集成顯卡」,人們往往會投來鄙視的目光。曾幾何時,集成顯卡的性能確實拉胯,即便是硬解1080P都費勁,更不要說去做渲染、去玩遊戲。在很長一段時間裡,人們對於輕薄型筆記本電腦的不認可,一部分來自於處理器性能的羸弱,更大一部分原因則是來自於貧瘠的圖形性能,這讓輕薄本在不少用戶眼中成為「雞肋」的代名詞。

契機出現在2010年前後,當時的英特爾正在大力推廣「真融合」概念。也就是取消以往主要承載GPU晶片的北橋,將CPU與GPU融合到整個處理器的封裝之中。這種設計直接將北橋這種發熱量大,佔用一定主板面積,且需要額外通信通道的晶片徹底抹除,從而有利於筆記本電腦主板做的更小、散熱壓力更小,同時在一定程度上提升性能。

CPU與GPU融合之後,英特爾為整合在處理器中的GPU晶片取名為核芯顯卡。


Intel HD Graphics

核芯顯卡大放異彩是從人盡皆知的Sandy Bridge平臺開始,也就是第二代酷睿處理器。同年(2011年),英特爾超極本項目也正式啟動。而後來的事情,我們中的很多人都成為了親歷者和見證者。

伴隨著超極本逐步成功、廣為人知,核芯顯卡也在近十年時間裡不斷提升,並且英特爾還推出了性能媲美入門級獨立顯卡的Iris、Iris Plus銳炬核顯。其驚人的圖形性能徹底扭轉了用戶對於「集成顯卡」四個字的認知。


Iris Plus核顯改變了人們對集成顯卡性能的認知

現在,你知道為什麼說英特爾是數一數二的GPU大廠了吧?在世界範圍內,基於英特爾酷睿平臺的各類PC市佔率極高,而每一臺酷睿平臺PC,都有一顆Intel HD(Iris/Iris Plus) Graphics晶片,雖然在性能方面不如強大的獨立顯卡,但在覆蓋面、市佔率上,英特爾核顯優勢明顯。

看到這裡,我想大家也明白了,英特爾顯卡量大,但性能不夠好。因此,彌補性能這塊短板,一直以來都是英特爾想要去做的事。這一點,Iris銳炬核顯就很能說明問題。

·英特爾為何要著力發展GPU技術?

那麼有的小夥伴可能要問了,核顯性能提升有啥意義呢?玩遊戲直接選獨顯,不玩遊戲的話顯卡性能也無所謂了。

其實這個問題就是我們前面所提到的「輕薄本發展之殤」。

對於筆記本電腦來說,輕量化、纖薄化是發展的大方向。但是在做輕量化、纖薄化的同時,又需要筆記本電腦擁有足以讓用戶信賴的性能。試想,如果一臺15或17英寸筆記本電腦,重量只有1kg、厚度不到1.5cm、而且還能夠順暢遊玩大型3A遊戲,這對於很多用戶來說,其實就是筆記本的終極形態——輕便易於攜帶的同時,有著大屏和更加全面的功能,何樂而不為?

英特爾著力提升核顯性能的目的就在於此。

現如今,一款搭載Iris Plus核顯的輕薄本,可以在4K解析度下,以高於40fps的流暢度在最高畫質下運行《英雄聯盟》。這放在數年以前是非常難以想像的事情。因為當時的獨立顯卡都無法在4K解析度下流暢帶動PC系統運行,更別說打開遊戲還要流暢的玩耍了。


4K最高畫質運行《英雄聯盟》


Iris Plus核顯4K解析度流暢度平均高於40fps

不過,核顯技術再如何發展,目前來看,也只能是做到與入門級獨顯相抗爭的地步,這對於英特爾來說還遠遠不夠。

·加入高性能GPU競爭 衝擊傳統格局

於是,英特爾請來了大神Raja Koduri,並在他的帶領下,開發出了頗為讓人期待的Xe GPU架構。


Xe架構厲害的地方在於一個架構適應多種應用。它覆蓋了最高端的HPC到低功耗的筆記本電腦,針對不同定位的產品分為三個級別——Xe HPC、Xe HP及Xe LP。

其中,Xe HPC架構中,EU單元對外通過XEMF(Xe Memory Fabric)總線連接HBM高帶寬顯存,同時集成大容量的一致性緩存「Rambo」,CPU和GPU均可訪問,並藉此將多個GPU連接在一起,提供更大的顯存帶寬和FP64浮點性能,且支持顯存/緩存ECC糾錯、至強級RAS。其與Xe HP架構一樣,都是面向數據中心、伺服器、工作站級別的超高性能GPU架構。

此前,英特爾也披露了Xe HPC架構的三個特徵:

其一,擁有針對AI領域的彈性數據並行向量矩陣引擎,它可以有效加速AI訓練;

其二,支持雙精度浮點單元。雖然目前普通遊戲圖形對於雙精度計算的需求並不高,不過在傳統高性能計算市場中的需求卻頗為旺盛,因此雙精度計算單元仍然是高性能通用GPU架構中一個不可或缺的要素;

其三,擁有超高的緩存和內存帶寬,對於通用GPU來說這是幫助它實現高計算吞吐量的助推器。

Xe LP架構的優勢在於低功耗、高性能,主要應用在遊戲顯卡、筆記本電腦等設備之上。目前英特爾已經公布了代號為DG1的首款Xe架構顯卡,其性能結語GTX 950和GTX 1050之間,但功耗不超過75W,非常適合作為下一代筆記本電腦的核芯顯卡來使用。

此外,Xe架構的GPU晶片還將全面採用7nm製程工藝打造。


英特爾首席性能策略師Ryan Shrout在推特放出的演示

對於普通用戶來說,我們最早能夠與Xe架構顯卡接觸的時間點應該會在今年的9月或10月份,因為按照慣例,英特爾將在這一時間點發布全新的酷睿平臺低功耗處理器,也就是第十一代Tiger Lake處理器。此前,英特爾官方已經放出了Tiger Lake Xe核顯性能的演示,《戰地5》這種一度是顯卡殺手級的遊戲,能夠在最高畫質下跑到30fps以上,從中可見Xe架構核顯在性能方面的提升可以用「飛躍」來形容。

除了為輕薄型筆記本賦予更加強勁的圖形性能,增強輕薄型筆記本泛用性之外,英特爾還將通過Xe架構涉足獨立顯卡領域,衝擊現有的以AMD和NVIDIA兩強為首的獨立顯卡市場格局,這將對未來十年PC行業的發展產生深遠影響,也將為英特爾開闢新的發展之路。

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