รู้จัก Intel Xe จีพียูใหม่อินเทล สถาปัตยกรรมเดียวครองพิภพ ตั้งแต่โน้ตบุ๊กจนถึงซูเปอร์คอม

ในงาน Intel Architecture Day 2020 เมื่อวันก่อน นอกจากการเปิดเผยข้อมูลของหน่วยประมวลผล Tiger Lake อินเทลยังเปิดเผยข้อมูลของจีพียูซีรีส์ Xe ที่จะจับตลาดทุกระดับ ตั้งแต่การ์ดจอแบบออนบอร์ดไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์

Xe (อ่านว่า เอ็กซ์อี) เป็นความพยายามครั้งใหญ่ของอินเทลในการกลับเข้าสู่ตลาดจีพียูอีกครั้ง หลังจากล้มเหลวมาตลอด (ถ้ายังจำ Larrabee กันได้) และถึงขั้นต้องดึง Raja Kouduri อดีตหัวหน้าฝ่าย Radeon จาก AMD เข้ามาทำงานด้วย (Raja เป็นคนพรีเซนต์หลักของงานรอบนี้)

Xe จีพียูสถาปัตยกรรมเดียวสำหรับงานทุกระดับ


แนวคิดหลักของ Xe คือคำว่า scalability เพราะอินเทลจำเป็นต้องดีไซน์จีพียูเพียงครั้งเดียว แล้วใช้ได้ตั้งแต่ในโน้ตบุ๊กไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ จึงต้องออกแบบให้สามารถนำมาต่อกันเป็นจำนวนมากๆ แล้วสเกลได้



อินเทลให้เหตุผลว่าเลือกแนวทางนี้ เพราะพบว่าซอฟต์แวร์เป็นเรื่องสำคัญมากของวงการกราฟิก เพราะจีพียูจะประสบความสำเร็จได้ ต้องมีผู้พัฒนาซอฟต์แวร์ (เช่น เกม, กราฟิก, วิดีโอ, AI) คอยสนับสนุนด้วย

แต่อินเทลถือว่าเป็น "ผู้มาช้า" สำหรับตลาดนี้ การที่จะออกจีพียูแล้วได้รับความสนใจจากนักพัฒนา จำเป็นต้องมี "สเกล" หรือฐานผู้ใช้ที่ใหญ่มากพอ ซึ่งจุดแข็งที่อินเทลมีคือฐานผู้ใช้กลุ่ม integrated GPU จำนวนหลัก 100 ล้านคนต่อปี จีพียูแขนงใหม่ๆ ที่อินเทลกำลังจะทำคือ discrete GPU และจีพียูสำหรับตลาดคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง (HPC) จึงจำเป็นต้องใช้สถาปัตยกรรมเดียวกัน เพื่อให้คุ้มค่าต่อการลงทุนพัฒนาซอฟต์แวร์



อินเทลแบ่ง Xe ออกเป็น 4 ระดับชั้นตามภาพ ได้แก่

• Xe-LP รุ่นล่างสุดสำหรับการ์ดจอแบบ integrated
• Xe-HPG สำหรับตลาดเกมมิ่ง (เพิ่งประกาศเพิ่มในงานรอบนี้)
• Xe-HP สำหรับตลาดศูนย์ข้อมูล
• Xe-HPC สำหรับตลาดคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง

Xe-HPC รุ่นท็อปสุด เปิดตัวมาเป็นตัวแรกตั้งแต่ปลายปี 2019 ใช้โค้ดเนมว่า Ponte Vecchio มันจะถูกใช้ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Aurora ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ มีกำหนดเสร็จในปี 2021

Xe-LP จีพียูสำหรับโน้ตบุ๊กและเซิร์ฟเวอร์


Xe-LP รุ่นล่างสุด ตามมาเป็นรุ่นที่สองในซีรีส์ โดยจะเริ่มใช้ใน Tiger Lake หน่วยประมวลผลสำหรับโน้ตบุ๊ก (น่าจะนับเป็น Core 11th Gen) ที่จะเปิดตัวเดือนกันยายน ในงานรอบนี้จึงมีเรื่องของ Xe-LP มากที่สุด



อย่างไรก็ตาม Xe-LP ไม่ได้มีเฉพาะใน Tiger Lake เท่านั้น แต่อินเทลยังมีแผนจะออกสินค้ากลุ่มนี้อีก 2 ตัว ได้แก่ DG1 จีพียูแยก (discrete) สำหรับโน้ตบุ๊กที่เน้นงานสร้างสรรค์ (ไม่ใช่เกมมิ่งที่เป็นตลาดของ Xe-HPG) และจีพียูสำหรับเซิร์ฟเวอร์ ใช้โค้ดเนมว่า SG1 ซึ่งทั้งสองตัวจะเปิดตัวภายในปีนี้



อินเทลนำสถาปัตยกรรมของ Xe-LP มาโชว์ให้ดูกัน องค์ประกอบพื้นฐานคือตัวเอนจินประมวลผล ที่อินเทลเรียกว่า execution unit หรือ EU (บางคนอาจคุ้นกับ CUDA core ของ NVIDIA หรือ stream processor ของ AMD) โดย Xe-LP มี EU จำนวน 96 ตัว (Iris Plus Gen11 ตัวท็อปสุดของอินเทลตอนนี้มี 64 EU เรียกได้ว่าใหญ่ขึ้น 1.5 เท่า)





ถ้าเจาะดูที่ตัว EU แต่ละตัว อินเทลปรับดีไซน์ให้แตกต่างจาก EU ของ Gen11 พอสมควร เช่น การแยกตัวคำนวณคณิตศาสตร์ (Extended Math ALU หรือ EM) ออกมาจากตัวประมวลผลจำนวนเต็ม/ทศนิยม (FP/INT) หรือการแชร์ thread control ระหว่าง EU สองตัว







หน่วยความจำของ Xe-LP ก็ปรับปรุงแคชและแบนด์วิดท์ใหม่หลายจุด



ฟีเจอร์อื่นๆ ของ Xe-LP ยังมีด้านการประมวผลสื่อ เช่น รองรับ codec แบบ AV1 แล้ว ฟีเจอร์ด้านการแสดงผลสมัยใหม่ เช่น รองรับ DisplayPosrt 1.4, HDMI 2.0, HDR10, Dolby Vision





ผลคือ Xe-LP มีสมรรถนะเพิ่มขึ้นจาก Intel Gen11 ประมาณ 2 เท่า (ที่พลังงานเท่าเดิม) หรือถ้าเทียบสมรรถนะระดับเท่ากัน Xe-LP จะใช้พลังงานน้อยกว่า โดยอินเทลเดโมการรันเกม Battlefield 1 ที่ Gen11 ต้องใช้ TDP ระดับ 25 วัตต์ เทียบกับ Xe-LP ใช้ 15 วัตต์ เป็นต้น



Xe-HP ซีพียูสำหรับศูนย์ข้อมูล


ถัดมา อินเทลให้ข้อมูลของ Xe-HP ซีพียูสำหรับศูนย์ข้อมูล (data center) ที่พยายามเน้นงานด้านประมวลผลสื่อหรือวิดีโอ



แนวคิดของ Xe-HP คือเน้นเรื่องสเกล โดยอินเทลประกาศชัดว่าเราจะเห็น Xe-HP แบบ 1 tile, 2 tile, 4 tile ออกมาทำตลาดแยกกัน



อินเทลนำ Xe-HP แบบ 1 tile ตัวจริงๆ มาโชว์ให้ดูกัน



Xe-HPG ซีพียูสำหรับเกมมิ่ง


ตัวสุดท้ายในซีรีส์คือ Xe-HPG ที่เน้นตลาดเกมมิ่ง จีพียูซีรีส์นี้อินเทลเพิ่งมาประกาศในงานรอบนี้ ในขณะที่อีก 3 ซีรีส์นั้นเคยประกาศมาก่อนแล้ว

ตอนนี้ยังมีข้อมูลของ Xe-HPG ไม่เยอะนัก มีเพียงบอกว่ามันจะรองรับ ray-tracing (ซึ่งเคยประกาศไปแล้ว) เช่นเดียวกับคู่แข่งทั้ง NVIDIA และ AMD Radeon Navi 2X ด้วย



จ้างโรงงานอื่นช่วยผลิต


ประเด็นสุดท้ายที่น่าสนใจของ Xe ทั้ง 4 ซีรีส์คือ กระบวนการผลิตจีพียูแต่ละซีรีส์ที่แตกต่างกัน (คอลัมน์ขวาสุดในภาพ)

• Xe-LP ใช้เทคโนโลยี 10nm รุ่นที่สองของอินเทลเอง ที่เรียกว่า 10nm SuperFin
• Xe-HPG สำหรับเกมมิ่ง ยืนยันแล้วว่าจะใช้โรงงานภายนอก (external) ช่วยผลิตให้ แต่ยังไม่ระบุว่าที่ไหน
• Xe-HP ระบุว่าจะใช้ 10nm Enhanced SuperFin ซึ่งน่าจะหมายถึง 10nm รุ่นที่สาม
• Xe-HPC ใช้กระบวนการผลิตหลากหลายแยกตามชิ้นส่วน โดยมีบางส่วนต้องจ้างโรงงานอื่นช่วยผลิตเช่นกัน ตามที่เคยประกาศไว้

รายละเอียดเพิ่มเติม ดูได้จากคลิปนำเสนอฉบับเต็ม

Topics: XeIntelGPUHardwareSpecial Report