如今玩游戏已经变成一个上万亿元的大产业了,但是殊不知,人们真正用上3D GPU,不过才短短20多年的时间,直到上世纪90年代末才有了3D加速卡。那时候的GPU市场群雄逐鹿,非常热闹,可不是现在这样的AMD、NVIDIA二人转。

1998年的时候,Intel也推出了自己的3D显卡i740,准确来说这是跟当时合资的公司Real3D合作的,后者设计、Intel生产,但无论如何Intel借此进入了GPU市场,只不过第二年Intel就退出了独显市场,风云变幻实在太快,i740也成了Intel独显的唯一作品。

在那之后,Intel反而在核显市场活得很好,买CPU送GPU,多年来在全球GPU市场上的总份额依然在70%左右。

话说回来,Intel独显这一退就是22年,直到2020年才重新推出了高性能独显GPU,而且这一次是全新自研的Xe架构。

士别三日当刮目相看,现在离开22年之后又该如何看待Intel重返独显市场的梦想呢?

不止是玩游戏 22年GPU市场沧海桑田:新赛道出现

从20多年前的GPU市场上存活下来的公司没几家了,Intel、AMD(收购ATI)及NVIDIA是三家胜利者,不同的是AMD、NVIDIA在独立显卡市场上正面厮杀,AMD还有与自家CPU融合的APU。

Intel则凭借无处不在的核芯显卡,掌握这全球最大的GPU市场,只是核显应用范围有限,只能满足视频显示与输出、网游级别的基本日常需要,面对高性能游戏、高性能计算就力不从心了。

22年后的今天,独显其实已经不一样了,高性能GPU的内涵更加广泛了。以前提到高端GPU大家想到的就是玩游戏,但这只是GPU市场的一部分,哪怕是非常重要的一部分,可它并不是全部。

我们可以这样定义现在的GPU——这是一种与CPU有所不同、也有所互补的算力,用在游戏上可以提升游戏性能,用在AI上可以加速人工智能进化,用在HPC超算上可以提升计算规模。

如今的GPU可以用在笔记本上,用在台式机上,用在工作站上,用在汽车上,用在超算上,还有很多全新的产品种类正在不断进化,GPU在当前时代的作用早就不是显示、玩游戏那么简单了。

针对不同领域,我们可以简单列下GPU会有多少形态,哪怕只是在计算机这个领域就有如下要求:

·轻薄办公本:对性能要求不高,对功耗敏感,核显即可满足要求,价位在5000元内。

·主流办公本:游戏性能有一定要求,主要是网游,功耗不能太高,价位5000-7000元。

·高性能游戏本:玩转3A大作,功耗限制较小,价位通常超过8000元。

·家用台式机:1080p游戏即可,显卡价格2000元内。

·高端游戏台式机:游戏性能要求高,2K 144Hz是基础要求,显卡价格3000元-4000元。

·发烧级游戏台式机:面向4K分辨率,还要支持光追等等,显卡价格轻松超过5000元。

·HPC加速卡:对价格不敏感,追求极致性能,需要大规模运算等。

这样随便划分下,高性能独显就得满足至少4-5档价位的需求,同时还要考虑功耗与性能的均衡,需要拿捏好每种产品区间的尺度,这对Intel这样的新来者挑战可不小。

Xe架构横空出世:统一架构、统一编程 Intel算盘打得叮当响

如今GPU市场之复杂,相关厂商往往是针对不同定位开发不同的GPU架构,但是对Intel来说,他们不太可能一次性就针对所有市场量身定做GPU架构,而是推出了一个统一架构Xe,设计极为灵活,可根据不同需求衍生出不同版本,满足从核显到HPC加速在内的全场景需求。

Xe架构的描述就是“并行矢量矩阵架构”,可以看出Intel追求的是高度并行,灵活扩展核心的策略。

具体来说,Xe架构有不同的分支,有Xe LP、Xe HPG、Xe HP及Xe HPC四种变种,这四大金刚分别适合LP低功耗、HPG高性能游戏、HP高性能数据中心及HPC超算等。

在这些GPU中,Intel几乎重做了全部的底层架构,执行单元数量增加了50%以上,L1新增了数据缓存,并支持端对端压缩,L3缓存从Gen11的3MB大幅提升到16MB,同时GTI(Graphics Technology Interface 图形技术接口)带宽翻倍。

在AI上,Xe架构之前的GPU主要是支持FP32、FP16及Int16浮点,而Xe GPU开始支持INT8指令,AI性能是FP32的4倍。

多媒体方面,Xe架构支持AV1加速,同时支持4K/8K60播放,还有HDR、杜比音效等等。

接口上,Xe架构也支持双eDP,接口支持DP 1．4、HDMI 2．0、TBT4及USB4,并支持8K UHD输出,还有360Hz高刷、自适应Sync,几乎是目前A/N显卡的同级水平。

Intel不仅打造了先进而且有弹性的Xe架构,同时还有个重要的变化,那就是一开始就非常重视软件及生态优化,以往Intel GPU被人吐槽最多的就是驱动不稳定、兼容性差,这些问题就是Xe GPU的改进重点。

从底层的驱动及编译器开始,Intel动用大量资源给Xe GPU优化,改变了调度设计,支持AI优化指令,降低了DX11中的驱动开销(overhead),减少了API延迟等等。

对显卡玩家来说,Intel这次重新设计了IGCC驱动面板,加入了大量游戏辅助功能,可以在游戏中截屏,也可以一键锐化显示效果,甚至可以直接在游戏中直播。

在更高层次上,Intel还推出了一个OneAPI的战略,它统一了不同架构中的编程规范,实现了跨架构的开发,为开发者创造一个更具移植性、更高效且性能更高的编程环境,来帮助开发者应对未来的挑战。

有了OneAPI,程序员针对Xe架构开发应用就容易多了,开发完成之后还可以轻松跨平台使用,未来在Intel GPU上开发游戏、高性能计算也是如此。

Xe 在笔记本电脑上首发 Intel GPU先筑护城河:打好地基

在高性能GPU上,Intel的地位及技术优势都已经明确了,还有一个关键就是市场策略,这是后来者能不能追上市场领先者的关键,在这方面我们可以看到Intel的选择是从笔记本市场入手。

前面说了,每种Xe架构下还有更细的子分类,最早推出的就是Xe LP,而它还有面向核显、面向笔记本入门的独显两个版本。

我们现在已经知道,这两个分别是十一代酷睿上的Iris Xe及Iris Xe Max,二者都是最多96个执行单元(768个流处理器)、48个纹理单元、24个ROP光栅单元,主要是核心频率不同,核显版是1．15GHz最高,独显版频率可达1．35GHz。

明年初Xe还会有面向台式机的DG1独显,规格跟核显的差不多,不过频率提升到1．65GHz,初期只要面向OEM市场,不零售。

从这几款产品的布局来看,Intel第一波高性能GPU主要围绕笔记本市场,性能相比之前的核显几近翻倍,但能效依然优先,Xe Max独显也就是25W TDP级别的。

那么问题来了,为什么首款独显选择了笔记本市场?大家的第一想法就是笔记本GPU性能要求不高,容易做——这个理由对了一部分,但不是全部,这不是技术难易的问题,因为Intel Xe架构第二个重磅产品就是Ponte Vecchio,是面向百亿亿次HPC超算的,技术难度比这个高多了。

笔者认为,Intel的Xe GPU选择笔记本首发主要还是因为笔记本市场对Intel来说太重要,而且面临的竞争最多,Intel急需筑好护城河,保卫笔记本市场。

这几年中,NVIDIA的MX150/MX250/MX350及最新的MX450入门级独显颇受欢迎,AMD的锐龙4000整合的集显GPU性能也提升上来了,它们相对核显优势很大,已经可以满足基本的3A游戏需求了。

全球笔记本市场一年出货2．5亿到3亿台,现在70-80%的份额都在Intel手里,这是快肥肉,不能有闪失。

其次,这些笔记本中之前大部分都是办公本,对性能要求不高,现在轻薄办公本的发展趋势是全能,游戏、AI的要求都更高了,Xe之前的核显GPU性能较弱,支撑不起来新的应用需求,比如大家现在都习惯了一边视频会议,一边Office办公。

下班了还会拿笔记本打打游戏,玩的游戏要求也不算多高,不可能专门去买高端游戏本,所以办公本也要客串下轻度游戏本。

在这样的情况下,Intel一方面推出了Xe架构的核显Iris Xe,一方面又推出了性能更强的Xe Max独显,后者已经在华硕、宏碁等公司的笔记本上应用,实测的跑分性能甚至超过了MX450独显,Intel顺利保住了自己的份额。

可以预见,在有了性能、技术都拿得出手的高性能GPU之后,Intel在笔记本厂商那里又多了一重保障,不用独显可以考虑Xe核显,性能也能满足热门网游的需要,而需要更高性能的话,酷睿CPU+Xe独显也是一对黄金搭档,性能不输其他的独显。

对Intel来说,一手核显一首集显还可以让这套平台发挥协同作用,Deep Link技术就是其中的成果之一,它过通用软件框架,聚合多个处理引擎,提供全新的功能,最大限度地提高性能,增强AI人工智能创作性能、视频编码能力。

此外,Deep Link还可以让核显、独显GPU协同运行,两边共享资源,共同加速工作负载,比如AI性能就能提升7倍,靠的就是两边的GPU同时工作。

可以预期,日后随着Intel Xe架构GPU的遍地开花,CPU与GPU、GPU与GPU之间的协同会更多,加上OneAPI打通了编程上的鸿沟,Intel完全可以自己撑起一套生态,让对手再无抢份额的能力,至少技术上拼不过这种生态优势的。

总结:GPU市场风雨欲来 Intel前途光明 路程要稳

22年前Intel做独显GPU的时候,大家拼的都是游戏性能,如今的GPU已经不止是游戏卡,它可以用于各种各样的场合,是我们这个数据洪流时代的一种高性能算力来源,它太重要了,所以Intel重返高性能GPU市场一点也不让人意外。

经过多年的开发,今年下半年Xe架构GPU终于随着十一代酷睿处理器而呱呱落地,并一步步从核显、入门级独显扩展到未来的游戏卡、光追卡、计算卡等市场上。

由于国内多年中GPU市场主要是AMD及NVIDIA把持着,整个业界其实是盼着有别的厂商能够加进来打破垄断,提供更多的选择的,很早之前就有显卡厂商对此表示欢迎了,等到Xe游戏卡上市时这个趋势会更加明朗。

Intel现在做高性能GPU真的是天时地利人和了,方向显然是把握住了,目前走出的几步也都是谨慎但很成功的,Iris Xe及Xe Max独显已经开始收复曾经被对手占据的市场了。

至于未来,Intel还有几块硬骨头要啃,高性能游戏卡及计算卡市场的竞争非常激烈,也是两家GPU厂商的根基,Intel要随时准备对手的反扑才行,这个过程不会一蹴而就,只能等待时间来揭示了。

作者:宪瑞来源:快科技