Buzz
Tính năng quan trọng của Tiger Lake chính là Xe-LP với sự nâng cấp to lớn về kiến trúc. Tiến trình 10nm SuperFin hứa hẹn mang lại hiệu năng/điện năng vượt trội cho Xe-LP, từ đó làm cho những con SoC Tiger Lake trở nên hấp dẫn hơn rất nhiều. Đồng thời, Xe còn là kiến trúc linh hoạt có thể tăng hiệu suất, giúp chúng ta có cái nhìn rõ hơn về hiệu suất của Xe-HPG - card đồ họa dành cho game thủ đầu tiên của Intel.
SuperFin là sự kết hợp của nhiều ý tưởng độc đáo nhằm hoàn thiện tiến trình 10nm của Intel, giúp Tiger Lake đạt được tốc độ xử lý cao hơn và GPU tích hợp Xe-LP cũng được hưởng lợi từ tiến trình này. Theo biểu đồ, Xe-LP có thể đạt được tốc độ gần 1650 Mhz và lên đến 1800 MHz ở điện áp cao hơn, trong khi Iris Plus trên Ice Lake chỉ có thể đạt 1100 MHz - một tốc độ phổ biến của GPU tích hợp trên vi xử lý Intel trước đây.Intel đang phát triển nền tảng đồ họa Xe-LP với mong muốn tạo ra sự tiên tiến cho các sản phẩm tương lai. Xe-LP được tổ chức thành các phần nhỏ gọi là slice, mỗi slice có các đơn vị xử lý đầy đủ chức năng để thực hiện các hoạt động tính toán và kết xuất đồ họa.
Với Xe-LP, Intel đã nâng cấp mỗi slice lên 50%, bổ sung thêm EU, TMU và ROP để tăng khả năng xử lý. Xe-LP có 96 EU, 48 TMU và 24 ROP, cải thiện hiệu suất đồ họa hình học lên gấp đôi.
Một cải tiến khác của Xe-LP là tổ chức lại subslice bên trong slice chính. Xe-LP giảm số lượng subslice xuống còn 6, mỗi subslice có 16 EU và bộ đệm L1 riêng biệt, tối ưu hóa hiệu suất xử lý dữ liệu và texture.
Giảm xuống với EU: Đầu tiên hãy xem xét Gen11 trên Ice Lake. Một EU của GPU Gen11 bao gồm một đơn vị điều khiển luồng và hai nhóm SIMD chứa các ALU, mỗi SIMD có 4 luồng. Một SIMD sẽ tính toán dấu chấm động và số nguyên, trong khi SIMD còn lại sẽ tính toán các phép toán mở rộng.
Mặc dù vậy, độ rộng wavefront nhỏ nhất của GPU Gen11 là 8 luồng, nên để thực thi một wavefront đơn lẻ thì nó sẽ cần nhiều chu kỳ xung hơn và từ đó tạo ra độ trễ. Điều này đã được AMD gặp phải trên kiến trúc GCN5 của Vega và trên RDNA họ đã tăng độ rộng của SIMD từ 16 lên 32 để giảm độ trễ và tăng hiệu suất.
Trên Xe-LP, Intel thực hiện một cách khéo léo hơn, với mỗi EU không còn là một khối độc lập mà thay vào đó 2 EU chia sẻ một đơn vị kiểm soát luồng. Bộ điều khiển này có thể chia việc cho 2 EU cùng lúc và các khối SIMD được tổ chức lại. SIMD được chia thành SIMD8 + SIMD2 trong đó SIMD8 xử lý FP và Integer, còn SIMD2 dành riêng cho EM.
Xe-LP giờ có bộ nhớ đệm L1 riêng biệt cho dữ liệu và texture cho mỗi subslice với dung lượng 64 KB. Ngoài ra, GPU Xe-LP có khả năng sử dụng bộ đệm L3 lên đến 16 MB so với chỉ 3 MB của Gen11. Trên Tiger Lake, bộ nhớ đệm L3 riêng cho Xe-LP là 3,8 MB nhưng có thể tăng lên đến 16 MB khi Xe-LP được tích hợp vào các card đồ họa rời như DG1 hoặc các giải pháp GPU rời khác.
Bên cạnh việc tăng dung lượng, tốc độ truy xuất bộ nhớ đệm L3 trên Xe-LP cũng được cải thiện, với tốc độ truyền tải gấp đôi so với Gen11, với 128 byte/chu kỳ xung. Với xung nhịp GPU là 1,6 GHz, băng thông của L3 có thể đạt 190 GB/s. Điều này đáp ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu lớn hơn với các thành phần mới trên GPU, và giúp thúc đẩy hiệu suất GPU gấp đôi như mục tiêu đã đề ra.
Việc sử dụng dual ring bus tạo ra một vòng lặp thứ hai kết nối 4 nhân CPU với Xe-LP và bộ điều khiển bộ nhớ DRAM tích hợp (IMC). Thiết kế này tăng gấp đôi băng thông giữa GPU và IMC, cho phép mỗi chu kỳ xung dual ring bus gửi gấp đôi lượng dữ liệu qua 2 giao thức đồ họa (Graphics Technology Interface - GTI).
Với việc sử dụng 8 ALU cho FP/Integer, hiệu suất của Xe-LP và Gen11 vẫn tương đương: 16 ops/chu kỳ xung cho FP32 và FP16. Tuy nhiên, hiệu suất xử lý Integer của Xe-LP gấp đôi Gen11 với INT32 là 8 ops/chu kỳ xung và INT16 là 32 ops/chu kỳ xung. Điều đặc biệt là Xe-LP hỗ trợ tính toán INT8, tăng hiệu suất xử lý AI.
Xe-LP trên Tiger Lake cũng hỗ trợ giải mã AV1 và tăng gấp đôi thông lượng mã hóa/giải mã các codec phổ biến. Do đó, Xe-LP trên Tiger Lake có thể hỗ trợ hoàn toàn video 12-bit HDR và phát video 8K ở tốc độ 60 frame.
GPU này cũng hỗ trợ xuất tối đa 4 màn hình 4K, đồng thời xuất qua các cổng DisplayPort 1.4, HDMI 2.0, Thunderbolt 4 và USB4. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ Adaptive Sync và màn hình có tốc độ làm tươi đến 360 Hz.Kiến trúc Xe của Intel đang nhận được nhiều sự chú ý với tính năng Scalable, cho phép mở rộng linh hoạt trên nhiều nền tảng khác nhau. Xe-LP trên Tiger Lake là phiên bản nhỏ gọn nhất của dòng Xe, là lựa chọn tích hợp và GPU có giá thành hợp lý. Intel đang phát triển Xe cho nhiều thị trường khác nhau như Xe-HPC dành cho tính toán hiệu năng cao, Xe-HP dành cho trung tâm dữ liệu và trí tuệ nhân tạo, cũng như Xe-HPG là dòng card đồ họa dành cho game thủ và giải pháp đồ họa tầm trung.
Xe-HPG là một trong những dòng sản phẩm Xe mà người dùng sẽ được trải nghiệm sớm nhất, với sự hướng đến cộng đồng game thủ. Xe-HPG hỗ trợ bộ nhớ GDDR6 - loại bộ nhớ tốc độ cao, cung cấp băng thông đủ lớn để xử lý các tác vụ đồ họa cao cấp như game với chi phí thấp hơn so với HBM. Ngoài ra, dòng Xe-HPG cũng được trang bị phần cứng đặc biệt cho công nghệ Ray Tracing.
Trong khi đó, Xe-HP và Xe-HPC được phát triển để phục vụ các trung tâm dữ liệu và nhu cầu tính toán hiệu năng cao. Các GPU này sẽ tích hợp hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn EU Xe-LP, với tốc độ xung cực đại và kèm theo bộ nhớ HBM để tối ưu về dung lượng và băng thông, từ đó cung cấp hiệu suất tính toán FP tốt nhất. Dòng Xe-HP có 3 tile, mỗi tile tương ứng với một phiên bản, với tile sau có hiệu suất gấp đôi so với tile trước.
Trong sự kiện này, Intel đã tiết lộ chi tiết về các thành phần mà hãng tự sản xuất và những thành phần mà họ thuê gia công. Với dòng Xe-LP, GPU được tích hợp vào Tiger Lake, bao gồm card đồ họa DG1 dành cho phân khúc trung cấp và SG1 dành cho máy chủ, tất cả đều được sản xuất trên công nghệ tiến tiến 10nm SuperFin. Đối với Xe-HPG, đây là dòng GPU duy nhất được sản xuất bởi một đối tác thứ ba, có thể là TSMC hoặc Intel có thể hợp tác với các hãng khác như Samsung. Xe-HPC với tên mã Ponte Vecchio, Intel đã nêu rõ hơn. Phần cơ bản sẽ sử dụng công nghệ 10nm SuperFin, phần tính toán sẽ sử dụng công nghệ tiếp theo của Intel và phần bộ đệm Rambo cache sẽ sử dụng công nghệ 10nm Enhanced SuperFin, là một bản cải tiến từ công nghệ 10nm SuperFin hiện tại. Riêng phần Xe Link (cầu nối giữa các GPU) và khối xử lý I/O sẽ được thuê sản xuất.Tham khảo: Intel; Anandtech
