AdityaDees

Syarif soden - Intel telah meningkatkan Xe Graphics selama sekitar dua tahun, tetapi GPU Intel Arc Alchemist akhirnya akan membawa beberapa kinerja dan persaingan yang dibutuhkan untuk Tim biru - di ruang GPU diskrit. Ini adalah GPU Intel khusus 'nyata' pertama sejak i740 pada tahun 1998 — atau secara teknis, GPU diskrit yang tepat setelah Intel Xe DG1 membuka jalan awal tahun ini. Persaingan di antara kartu grafis terbaik sangat ketat, dan solusi grafis terintegrasi (Intel UHD Graphics 630 berada di 1,8% dari RTX 3090 hanya berdasarkan kinerja menengah 1080p).

Mungkinkah Intel, pemasok GPU terintegrasi berkinerja rendah—"GPU paling populer di dunia"—mungkin berharap untuk bersaing? Ya, sebenarnya, itu bisa. Masih banyak pertanyaan, tetapi setelah Intel mengungkapkan detail tambahan dari arsitektur GPU Arc Alchemist-nya di Intel Architecture Day 2021 , kami sangat berharap bahwa hasil akhirnya akan lebih baik daripada upaya sebelumnya. Intel juga telah mempersiapkan tim drivernya untuk peluncuran, memperbaiki masalah kompatibilitas dan kinerja pada solusi grafis yang ada. Terus terang, tidak ada tempat untuk pergi dari sini kecuali ke atas.

Kesulitan yang dihadapi Intel dalam memecahkan pasar GPU khusus tidak dapat diremehkan. AMD Big Navi / rDNA 2 arsitektur telah berkompetisi dengan arsitektur Ampere Nvidia sejak akhir 2020. Sementara GPU Xe pertama tiba pada tahun 2020, dalam bentuk prosesor seluler Tiger Lake , dan Xe DG1 muncul pada pertengahan tahun 2021, tidak ada yang bisa berharap untuk bersaing bahkan dengan GPU dari beberapa generasi sebelumnya. Secara keseluruhan, kinerja Xe DG1 hampir sama dengan Nvidia GT 1030 GDDR5 , GPU lemah yang berasal dari Mei 2017. Ini juga sedikit lebih baik daripada setengah kinerja GTX 1050 2GB 2016, meskipun memiliki memori dua kali lebih banyak.

Jadi ya, Intel memiliki gunung terjal untuk didaki jika ingin dianggap serius di ruang GPU khusus. Berikut rincian arsitektur Arc Alchemist, yang memberi kita gambaran sekilas tentang harapan Intel untuk mencapai puncak. Sebenarnya, kami hanya berharap Intel dapat mencapai base camp, meninggalkan pertemuan puncak yang sebenarnya untuk arsitektur Battlemage, Celestial, dan Druid di masa depan. Tapi kami akan meninggalkan mereka untuk diskusi masa depan. 

        Sekilas Tentang Intel Arc Alchemist 

Spesifikasi: Hingga 512 Vector Unit / 4096 Shader Cores

Memori: Kemungkinan hingga 16GB GDDR6

Proses: TSMC N6 (refined N7)

Performa: Level RTX 3070 / RX 6800, mungkin

Tanggal Rilis: Q1 2022

Harga: Intel harus kompetitif 

Aspirasi Intel Xe Graphics menjadi pusat perhatian pada awal 2018, dimulai dengan perekrutan Raja Koduri dari AMD, diikuti oleh arsitek chip Jim Keller dan pemasar grafis Chris Hook , untuk menyebutkan beberapa saja. Raja adalah kekuatan pendorong di belakang AMD's Radeon Technologies Group , yang dibuat pada November 2015, bersama dengan arsitektur Vega dan Navi. Jelas, harapannya adalah dia dapat membantu memimpin divisi GPU Intel ke perbatasan baru. Jelas, Arc Alchemist mewakili hasil kerja keras selama beberapa tahun.

Bukan berarti Intel belum pernah mencoba ini sebelumnya. Selain i740 pada tahun 1998, Larrabee dan Xeon Phi memiliki tujuan yang sama pada tahun 2009, meskipun aspek GPU tidak pernah benar-benar berhasil. Selain itu, Intel terus meningkatkan kinerja dan fitur dalam solusi grafis terintegrasinya selama beberapa dekade terakhir (walaupun dengan kecepatan siput yang lambat dan stabil). Jadi, pesona ketiga kalinya, kan?

Tentu saja, ada lebih banyak hal untuk membangun GPU yang bagus daripada sekadar mengatakan Anda ingin membuatnya, dan Intel memiliki banyak hal untuk dibuktikan. Inilah semua yang kami ketahui tentang Intel Arc Alchemist yang akan datang, termasuk spesifikasi, ekspektasi kinerja, tanggal rilis, dan banyak lagi.

Spesifikasi dan Potensi Harga Intel Arc Alchemist

Kita akan masuk ke detail arsitektur Arc Alchemist di bawah ini, tapi mari kita mulai dengan ikhtisar tingkat tinggi. Kita tahu bahwa Intel memiliki setidaknya dua GPU yang berbeda yang direncanakan untuk Arc Alchemist, dan kami berharap akan ada GPU ketiga di ruang tengah yang menggunakan chip yang dipanen dengan die yang lebih besar. Mungkin ada lebih banyak konfigurasi dari tiga, tapi itulah minimum yang kami harapkan. Inilah yang kami harapkan dari segi spesifikasi.

Spesifikasi yang Diharapkan Intel Arc Alchemist

Saat kita menggali lebih dalam di seluruh artikel ini, kita akan membahas dari mana beberapa informasi di atas berasal, tetapi kita cukup yakin tentang banyak spesifikasi inti pada chip Arc Alchemist besar dan kecil. Berdasarkan wafer dan die shot, bersama dengan informasi lainnya, kami berharap Intel memasuki pasar GPU khusus (tidak termasuk DG1) dengan produk yang mencakup seluruh anggaran hingga kisaran kelas atas.

Untuk saat ini, kami mengantisipasi tiga produk yang dibuat dari dua chip, tetapi itu bisa berubah. Intel hanya memiliki beberapa variasi pada inti CPU-nya, misalnya, tetapi akhirnya menjual lusinan produk yang berbeda. Tetapi Intel telah menguasai dunia CPU selama beberapa dekade, sementara upaya GPU-nya jauh di belakang persaingan. Jadi menghilangkan cruft dan fokus hanya pada tiga produk inti akan lebih masuk akal dalam pandangan kami.

Nama produk sebenarnya belum diumumkan, meskipun merek Intel Arc akan digunakan. Kita bisa melihat Sesuatu seperti Arc 1800, Arc 1600, dan Arc 1200 kira-kira sesuai dengan branding CPU i7, i5, dan i3, atau kita bisa melihat sesuatu yang sama sekali berbeda. Tidak ada gunanya tersesat di gulma sekarang, karena Intel pada akhirnya akan memutuskan dan mengungkapkan nama sebenarnya.

Harga dan beberapa detail yang lebih baik adalah perkiraan berdasarkan kinerja yang diharapkan dan kondisi pasar. Tentu saja, kinerja dunia nyata yang sebenarnya akan memainkan peran besar dalam menentukan berapa banyak yang dapat dikenakan biaya Intel untuk berbagai model kartu grafis, tetapi jika — dan itu cukup besar jika! — kartu kelas atas dapat bersaing dengan AMD RX 6800 dan Nvidia RTX 3070 Ti, kami berharap Intel memberikan harga yang sesuai.

Ada pandangan alternatif juga. Intel dapat menurunkan harga dan berusaha membuat percikan di pasar kartu grafis khusus. Mempertimbangkan kekurangan pada GPU AMD dan Nvidia saat ini dan harga ekstrem yang kami lihat di toko online — seringkali tidak jauh lebih baik daripada harga calo eBay yang kami lacak dalam indeks harga GPU kami— banyak gamer mungkin lebih tertarik untuk mencoba GPU Intel jika harganya setengah dari biaya kompetisi, meskipun lebih lambat. Itu mungkin pemikiran yang terlalu angan-angan, karena Intel ingin mendapat untung, dan permintaan ekstrim untuk GPU berarti Intel kemungkinan tidak perlu melemahkan pesaingnya sebanyak itu.

Itu menangani ikhtisar tingkat tinggi. Sekarang mari kita gali poin-poin yang lebih baik dan diskusikan dari mana perkiraan ini berasal.

Arc Alchemist: Melampaui Penghalang Grafis Terintegrasi 

Selama dekade terakhir, kami telah melihat beberapa contoh di mana GPU terintegrasi Intel pada dasarnya berlipat ganda dalam kinerja teoretis. Meskipun ada peningkatan, Intel terus terang mengakui bahwa solusi grafis terintegrasi dibatasi oleh banyak faktor: Bandwidth dan kapasitas memori, ukuran chip, dan kebutuhan daya total semuanya berperan.

Meskipun ada CPU yang mengonsumsi daya hingga 250W — Intel Core i9-10900K dan Core i9-11900K keduanya termasuk dalam kategori ini — CPU yang bersaing dengan daya sekitar 145W jauh lebih umum (misalnya, seri Ryzen 5000 AMD). Plus, grafis terintegrasi harus berbagi semua sumber daya tersebut dengan CPU, yang berarti biasanya terbatas pada sekitar setengah dari total anggaran daya. Sebaliknya, solusi grafis khusus memiliki kendala yang jauh lebih sedikit.

Pertimbangkan Grafik Xe-LP generasi pertama yang ditemukan di Tiger Lake (TGL). Sebagian besar chip memiliki TDP 15W, dan bahkan chip TGL-H 8-inti generasi terbaru hanya menggunakan hingga 45W (TDP yang dapat dikonfigurasi 65W). Kecuali TGL-H juga memotong anggaran GPU hingga 32 EU (Unit Eksekusi), di mana chip TGL berdaya lebih rendah memiliki 96 EU.

Sebaliknya, kartu grafis khusus AMD dan Nvidia teratas seperti Radeon RX 6900 XT dan GeForce RTX 3080 Ti memiliki anggaran daya 300W hingga 350W untuk desain referensi, dengan kartu khusus menarik hingga 400W.

Kami tidak tahu persis seberapa tinggi rencana Intel untuk menggunakan daya dengan Arc Alchemist, alias Xe HPG, tetapi kami berharap itu akan mendarat di stadion baseball yang sama dengan GPU AMD dan Nvidia — sekitar 300W. Apa yang bisa dilakukan GPU Intel dengan 20X lebih banyak daya yang tersedia? Kami akan mencari tahu kapan Intel Arc Alchemist GPU diluncurkan.

Arsitektur Intel Arc Alchemist 

Intel mungkin pendatang baru di pasar kartu grafis khusus, tetapi ini sama sekali bukan hal baru dalam pembuatan GPU. CPU Rocket Lake dan Tiger Lake saat ini menggunakan arsitektur Xe Graphics, pembaruan grafis generasi ke-12. Grafik Intel generasi pertama ditemukan pada chipset i740 dan 810/815 untuk soket 370, pada tahun 1998-2000. Arc Alchemist, dalam arti tertentu, adalah Xe Graphics generasi kedua (yaitu, Gen13 secara keseluruhan), dan itu umum untuk setiap generasi GPU untuk membangun arsitektur sebelumnya, menambahkan berbagai peningkatan dan peningkatan. Perubahan arsitektur Arc Alchemist tampaknya cukup besar sehingga Intel telah membuang penamaan Execution Unit dari arsitektur sebelumnya dan blok bangunan utama sekarang disebut Xe-core.

Untuk memulai, Arc Alchemist akan mendukung DirectX 12 Ultimate sepenuhnyakumpulan fitur. Itu berarti penambahan beberapa teknologi kunci. Item utama adalah dukungan ray tracing , meskipun itu mungkin bukan yang paling penting dalam praktiknya. Variable rate shading , mesh shader, dan sampler feedback juga diperlukan — semuanya juga didukung oleh arsitektur Turing seri RTX 20 Nvidia mulai 2018, jika Anda bertanya-tanya. Umpan balik sampler membantu mengoptimalkan cara kerja shader pada data dan dapat meningkatkan kinerja tanpa mengurangi kualitas gambar.

Xe-core berisi 16 Mesin Vektor (sebelumnya disebut Unit Eksekusi), yang masing-masing beroperasi pada potongan SIMD 256-bit (instruksi tunggal beberapa data). Mesin Vektor dapat memproses delapan instruksi FP32 secara bersamaan, yang masing-masing secara tradisional disebut "inti GPU" dalam arsitektur AMD dan Nvidia, meskipun itu keliru. Tidak jelas tipe data lain apa yang didukung oleh Vector Engine (mungkin FP16 dan DP4a), tetapi bergabung dengan pipeline baru kedua, XMX Engine (Xe Matrix eXtensions).

Setiap pipa XMX beroperasi pada potongan data 1024-bit, yang dapat berisi 64 bagian data FP16 individu. Mesin Matrix secara efektif setara Intel dengan inti Tensor Nvidia, dan mereka digunakan untuk penggunaan serupa. Mereka menawarkan sejumlah besar potensi kinerja komputasi FP16, dan harus terbukti sangat mampu dalam beban kerja AI dan pembelajaran mesin. Lebih lanjut tentang ini di bawah ini.

Xe-core hanya mewakili salah satu blok bangunan yang digunakan untuk GPU Arc Intel. Seperti desain sebelumnya, level berikutnya dari Xe-core disebut render slice (sama dengan Nvidia GPC, semacamnya) yang berisi empat blok Xe-core. Secara total, irisan render berisi 64 Mesin Vektor dan Matriks, ditambah perangkat keras tambahan. Perangkat keras tambahan itu mencakup empat unit ray tracing (satu per Xe-core), pipa geometri dan rasterisasi, sampler (TMU, alias Unit Pemetaan Tekstur), dan backend piksel (ROP).

Diagram blok di atas mungkin atau mungkin tidak sepenuhnya akurat sampai ke tingkat blok individu. Misalnya, melihat diagram, akan muncul setiap irisan render berisi 32 TMU dan 16 ROP. Itu masuk akal, tetapi Intel belum mengkonfirmasi angka-angka itu (meskipun itulah yang kami gunakan dalam tabel spesifikasi di atas).

Unit ray tracing mungkin merupakan tambahan yang paling menarik, tetapi selain kehadiran dan kemampuannya — unit ini dapat melakukan ray traversal, persimpangan kotak pembatas, dan persimpangan segitiga — kami tidak memiliki detail tentang bagaimana unit RT dibandingkan dengan sinar AMD akselerator atau inti RT Nvidia. Apakah mereka lebih cepat, lebih lambat, atau serupa dalam kinerja keseluruhan? Kami harus menunggu untuk mendapatkan perangkat keras untuk mengetahui dengan pasti.

Intel memang menyediakan demo Alchemist yang menjalankan demo Unreal Engine yang menggunakan ray tracing, tetapi ini untuk game yang tidak dikenal, berjalan pada pengaturan yang tidak diketahui ... dan berjalan agak buruk, terus terang. Mudah-mudahan itu karena ini adalah perangkat keras dan driver awal, tetapi lompat ke tanda 4:57 dalam video Arc Alchemist dari Intel ini untuk melihatnya beraksi. Berdasarkan apa yang ditampilkan di sana, kami menduga Unit Ray Tracing Intel akan mirip dengan AMD Ray Accelerators, yang berarti bahkan GPU Arc Alchemist teratas hanya akan secara kasar sebanding dengan AMD Radeon RX 6600 XT — bukan tempat yang bagus untuk memulai, tapi kemudian Performa dan adopsi RT masih bukan faktor utama bagi sebagian besar gamer.

Terakhir, Intel menggunakan beberapa irisan render untuk membuat keseluruhan GPU, dengan cache L2 dan struktur memori yang mengikat semuanya. Juga tidak ditampilkan adalah blok pemrosesan video dan perangkat keras keluaran, dan yang memakan ruang tambahan pada GPU. Konfigurasi Xe HPG maksimum untuk peluncuran awal Arc Alchemist akan memiliki hingga delapan irisan render. Mengabaikan perubahan penamaan dari EU menjadi Vector Engine, yang masih memberikan konfigurasi maksimum yang sama dengan 512 EU/Vector Engine yang dikabarkan selama lebih dari setahun.

Intel tidak mengutip jumlah tertentu dari cache L2 per irisan render atau untuk keseluruhan GPU. Kami tahu akan ada beberapa konfigurasi Arc. Sejauh ini, Intel telah menunjukkan satu dengan dua irisan render dan chip yang lebih besar yang digunakan dalam diagram blok di atas yang dilengkapi dengan delapan irisan render. Intel juga mengungkapkan bahwa GPU Xe HPC-nya (alias Ponte Vecchio ) akan memiliki cache L1 512KB per Xe-core, dan hingga 144MB L2 "Rambo Cache" per tumpukan, tetapi itu adalah bagian yang sama sekali berbeda, dan GPU Xe HPG akan kemungkinan memiliki cache L1 dan L2 yang lebih sedikit. Namun, mengingat betapa banyak manfaat yang dilihat AMD dari Infinity Cache-nya, kami tidak akan terkejut melihat total cache 32MB atau lebih pada GPU Arc terbesar.

Meskipun tidak terdengar seperti Intel secara khusus meningkatkan throughput pada Vector Engine dibandingkan dengan UE dalam solusi Gen11/Gen12, itu tidak berarti kinerja tidak meningkat. DX12 Ultimate menyertakan beberapa fitur baru yang juga dapat membantu kinerja, tetapi perubahan terbesar datang melalui peningkatan kecepatan clock. Intel tidak memberikan angka spesifik, tetapi menyatakan bahwa Arc Alchemist dapat berjalan pada frekuensi 1,5X dibandingkan dengan Xe LP, dan juga mengatakan bahwa Alchemist (Xe HPG) memberikan peningkatan kinerja 1,5X per watt. Secara keseluruhan, kami melihat potensi kecepatan clock 2,0–2,3GHz untuk GPU Arc, yang akan menghasilkan jumlah komputasi mentah yang signifikan.

Konfigurasi maksimum Arc Alchemist akan memiliki hingga delapan irisan render, masing-masing dengan empat inti Xe, 16 Mesin Vektor per inti Xe, dan setiap Mesin Vektor dapat melakukan delapan operasi FP32 per jam. Dua kali lipat untuk operasi FMA (Fused Multiply Add, operasi matriks umum yang digunakan dalam beban kerja grafis), kemudian kalikan dengan potensi kecepatan clock 2.0–2.3GHz, dan kami mendapatkan kinerja teoretis dalam GFLOPS:

8 (RS) * 4 (Xe- inti) *16 (VE) * 8 (FP32) * 2 (FMA) * 2,0–2,3 (GHz) = 16.384–18.841,6 GFLOPS

Jelas, GFLOPS (atau TFLOPS) sendiri tidak memberi tahu kita segalanya, tetapi 16-19 TFLOPS untuk konfigurasi teratas tentu saja tidak ada yang bisa dicemooh. GPU Ampere Nvidia secara teoritis memiliki lebih banyak komputasi — RTX 3080, sebagai contoh, memiliki maksimum 29,8 TFLOPS — tetapi beberapa di antaranya dibagikan dengan perhitungan INT32. AMD RX 6800 XT, sebagai perbandingan 'hanya' memiliki 20,7 TFLOPS, tetapi di banyak game, kinerjanya mirip dengan RTX 3080. Dengan kata lain, komputasi teoritis mentah sama sekali tidak menceritakan keseluruhan cerita; Arc Alchemist bisa meninju di atas — atau di bawah! — kelas bobot teoretisnya.

Namun, mari kita beri Intel manfaat dari keraguan sejenak. Bergantung pada kecepatan clock akhir, Arc Alchemist berada di bawah level teoritis GPU AMD dan Nvidia teratas saat ini, tetapi tidak banyak. Di atas kertas, setidaknya, sepertinya Intel bisa mendarat di sekitar RTX 3070/3070 Ti dan RX 6800 — dengan asumsi driver dan yang lainnya tidak menahannya.