從CPU、GPU到HPC，Xe架構(gòu)為計算帶來指數(shù)級加速

6月19日，英特爾在中國區(qū)微軟商城上線了全新的顯卡控制中心，這個全新的顯卡控制中心界面在上個月的Computex上披露。彼時，英特爾公布了基于10納米工藝的Ice Lake處理器的技術(shù)細(xì)節(jié)，除了全新的制程技術(shù)和架構(gòu)之外，Ice Lake有一個非常重要的新特性——它集成了Gen11核顯，顯示性能幾乎翻了一倍，顯卡控制中心也隨之翻新。然而，Gen11核顯只是一個開始。據(jù)悉，Ice Lake的后續(xù)版本還將應(yīng)用英特爾即將推出的Xe架構(gòu)，讓顯示性能實現(xiàn)更大的飛躍。

Xe架構(gòu)是什么?這個全新的GPU計算架構(gòu)，專為高性能計算領(lǐng)域打造。如果要給它起一個外號，那么圖形處理的“指數(shù)級加速伴侶”是再合適不過的了。在5月初的英特爾投資者大會上，英特爾首席工程官任沐新(Murthy)宣布，該公司2021年上市的首款7納米產(chǎn)品便將是基于英特爾Xe架構(gòu)的通用GPU。以全新架構(gòu)搭配全新工藝，這個Xe架構(gòu)不可小覷。

目前市場上的GPU正在面臨著一些架構(gòu)上的挑戰(zhàn)，例如顯存空間太小、性能無法完全滿足精細(xì)的圖形并行柵格化工作等等。為了達(dá)到最逼真的效果，工作室們對織物、液體和毛發(fā)等進(jìn)行復(fù)雜的物理處理，以及通過對光線的追蹤來模仿光的物理形態(tài)。這些算法受益于并行計算和矢量計算的組合，同時需要越來越大的內(nèi)存。因此，最佳解決方案應(yīng)當(dāng)包括一套整體的平臺設(shè)計，可以將計算任務(wù)分配給最合適的處理資源。

全新推出的英特爾Xe架構(gòu)，便可以幫助解決這些挑戰(zhàn)。在去年12月份的“架構(gòu)日”活動上，英特爾介紹了該公司在設(shè)計與模型工程方面的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變，將基于摩爾定律及六大技術(shù)支柱戰(zhàn)略，驅(qū)動英特爾不斷推進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)、引領(lǐng)未來創(chuàng)新，以滿足日益演進(jìn)的計算發(fā)展和行業(yè)需求。這六大技術(shù)支柱包括制程和封裝、架構(gòu)、內(nèi)存和存儲、互連、安全、軟件，它們是英特爾未來產(chǎn)品的基礎(chǔ)，并且每一個都同樣重要。在這個大膽的全新工程愿景中，英特爾Xe架構(gòu)便是一個非常關(guān)鍵的元素。它將幫助應(yīng)對圖形處理市場越來越復(fù)雜的需求，并在高性能計算領(lǐng)域一展拳腳。

英特爾Xe架構(gòu)同時提供兩個獨特的微架構(gòu)，針對數(shù)據(jù)中心和客戶端進(jìn)行優(yōu)化，以打造更加廣泛的產(chǎn)品系列?？蓴U(kuò)展性是它的核心優(yōu)勢，其應(yīng)用涉及多個計算和圖形細(xì)分市場，從主流筆記本電腦和發(fā)燒友級游戲系統(tǒng)到數(shù)據(jù)中心的高性能計算，滿足廣泛的市場和工作負(fù)載需求。

Xe架構(gòu)正在為英特爾至強(qiáng)處理器家族加速，通過打造一個整體的軟件和計算環(huán)境，充分利用工作流實現(xiàn)指數(shù)級優(yōu)勢，從而“讓每個晶體管都派上用場”。在經(jīng)過云端優(yōu)化的渲染場景下，其路線圖如今已有新的進(jìn)展，包括光線追蹤硬件加速、支持英特爾®渲染框架系列API和函數(shù)庫。對于當(dāng)前基于英特爾渲染框架開源產(chǎn)品的圖形和渲染解決方案的使用者來說，這些靈活的加速平臺將帶來指數(shù)級的性能優(yōu)勢。在渲染之外，作為各種仿真計算的一種通用計算技術(shù)，光線追蹤技術(shù)也正在快速發(fā)展。

為了確保專業(yè)渲染、科學(xué)可視化和虛擬設(shè)計社區(qū)能夠廣泛使用高級圖形和可視化功能，英特爾正在支持建立XeLLENCE英特爾圖形和可視化研究所(英特爾GVI)，與世界一流的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)合作，讓所有創(chuàng)造和科學(xué)社區(qū)更好地利用Xe架構(gòu)所支持的平臺。

此外，在高性能計算領(lǐng)域，Xe架構(gòu)也將支持指數(shù)級的計算性能。英特爾即將于2021年交付的首個百億億次級計算機(jī)系統(tǒng)，將采用未來的英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器、英特爾傲騰數(shù)據(jù)中心級持久內(nèi)存、英特爾Xe計算架構(gòu)和英特爾OneAPI編程框架。基于這些橫跨六大技術(shù)支柱的創(chuàng)新，助力計算實現(xiàn)真正的“指數(shù)級”增長。