如今玩游戲已經變成一個上萬億元的大產業了,但是殊不知,人們真正用上3D GPU,不過才短短20多年的時間,直到上世紀90年代末才有了3D加速卡。那時候的GPU市場群雄逐鹿,非常熱鬧,可不是現在這樣的AMD、NVIDIA二人轉。

    1998年的時候,Intel也推出了自己的3D顯卡i740,準確來說這是跟當時合資的公司Real3D合作的,后者設計、Intel生產,但無論如何Intel借此進入了GPU市場,只不過第二年Intel就退出了獨顯市場,風云變幻實在太快,i740也成了Intel獨顯的唯一作品。

    在那之后,Intel反而在核顯市場活得很好,買CPU送GPU,多年來在全球GPU市場上的總份額依然在70%左右。

    話說回來,Intel獨顯這一退就是22年,直到2020年才重新推出了高性能獨顯GPU,而且這一次是全新自研的Xe架構。

    士別三日當刮目相看,現在離開22年之后又該如何看待Intel重返獨顯市場的夢想呢?

    不止是玩游戲 22年GPU市場滄海桑田:新賽道出現

    從20多年前的GPU市場上存活下來的公司沒幾家了,Intel、AMD(收購ATI)及NVIDIA是三家勝利者,不同的是AMD、NVIDIA在獨立顯卡市場上正面廝殺,AMD還有與自家CPU融合的APU。

    Intel則憑借無處不在的核芯顯卡,掌握這全球最大的GPU市場,只是核顯應用范圍有限,只能滿足視頻顯示與輸出、網游級別的基本日常需要,面對高性能游戲、高性能計算就力不從心了。

    22年后的今天,獨顯其實已經不一樣了,高性能GPU的內涵更加廣泛了。以前提到高端GPU大家想到的就是玩游戲,但這只是GPU市場的一部分,哪怕是非常重要的一部分,可它并不是全部。

    我們可以這樣定義現在的GPU——這是一種與CPU有所不同、也有所互補的算力,用在游戲上可以提升游戲性能,用在AI上可以加速人工智能進化,用在HPC超算上可以提升計算規模。

    如今的GPU可以用在筆記本上,用在臺式機上,用在工作站上,用在汽車上,用在超算上,還有很多全新的產品種類正在不斷進化,GPU在當前時代的作用早就不是顯示、玩游戲那么簡單了。

    針對不同領域,我們可以簡單列下GPU會有多少形態,哪怕只是在計算機這個領域就有如下要求:

    ·輕薄辦公本:對性能要求不高,對功耗敏感,核顯即可滿足要求,價位在5000元內。

    ·主流辦公本:游戲性能有一定要求,主要是網游,功耗不能太高,價位5000-7000元。

    ·高性能游戲本:玩轉3A大作,功耗限制較小,價位通常超過8000元。

    ·家用臺式機:1080p游戲即可,顯卡價格2000元內。

    ·高端游戲臺式機:游戲性能要求高,2K 144Hz是基礎要求,顯卡價格3000元-4000元。

    ·發燒級游戲臺式機:面向4K分辨率,還要支持光追等等,顯卡價格輕松超過5000元。

    ·HPC加速卡:對價格不敏感,追求極致性能,需要大規模運算等。

    這樣隨便劃分下,高性能獨顯就得滿足至少4-5檔價位的需求,同時還要考慮功耗與性能的均衡,需要拿捏好每種產品區間的尺度,這對Intel這樣的新來者挑戰可不小。

    Xe架構橫空出世:統一架構、統一編程 Intel算盤打得叮當響

    如今GPU市場之復雜,相關廠商往往是針對不同定位開發不同的GPU架構,但是對Intel來說,他們不太可能一次性就針對所有市場量身定做GPU架構,而是推出了一個統一架構Xe,設計極為靈活,可根據不同需求衍生出不同版本,滿足從核顯到HPC加速在內的全場景需求。

    Xe架構的描述就是“并行矢量矩陣架構”,可以看出Intel追求的是高度并行,靈活擴展核心的策略。

    具體來說,Xe架構有不同的分支,有Xe LP、Xe HPG、Xe HP及Xe HPC四種變種,這四大金剛分別適合LP低功耗、HPG高性能游戲、HP高性能數據中心及HPC超算等。

    在這些GPU中,Intel幾乎重做了全部的底層架構,執行單元數量增加了50%以上,L1新增了數據緩存,并支持端對端壓縮,L3緩存從Gen11的3MB大幅提升到16MB,同時GTI(Graphics Technology Interface 圖形技術接口)帶寬翻倍。

    在AI上,Xe架構之前的GPU主要是支持FP32、FP16及Int16浮點,而Xe GPU開始支持INT8指令,AI性能是FP32的4倍。

    多媒體方面,Xe架構支持AV1加速,同時支持4K/8K60播放,還有HDR、杜比音效等等。

    接口上,Xe架構也支持雙eDP,接口支持DP 1．4、HDMI 2．0、TBT4及USB4,并支持8K UHD輸出,還有360Hz高刷、自適應Sync,幾乎是目前A/N顯卡的同級水平。

    Intel不僅打造了先進而且有彈性的Xe架構,同時還有個重要的變化,那就是一開始就非常重視軟件及生態優化,以往Intel GPU被人吐槽最多的就是驅動不穩定、兼容性差,這些問題就是Xe GPU的改進重點。

    從底層的驅動及編譯器開始,Intel動用大量資源給Xe GPU優化,改變了調度設計,支持AI優化指令,降低了DX11中的驅動開銷(overhead),減少了API延遲等等。

    對顯卡玩家來說,Intel這次重新設計了IGCC驅動面板,加入了大量游戲輔助功能,可以在游戲中截屏,也可以一鍵銳化顯示效果,甚至可以直接在游戲中直播。

    在更高層次上,Intel還推出了一個OneAPI的戰略,它統一了不同架構中的編程規范,實現了跨架構的開發,為開發者創造一個更具移植性、更高效且性能更高的編程環境,來幫助開發者應對未來的挑戰。

    有了OneAPI,程序員針對Xe架構開發應用就容易多了,開發完成之后還可以輕松跨平臺使用,未來在Intel GPU上開發游戲、高性能計算也是如此。

    Xe 在筆記本電腦上首發 Intel GPU先筑護城河:打好地基

    在高性能GPU上,Intel的地位及技術優勢都已經明確了,還有一個關鍵就是市場策略,這是后來者能不能追上市場領先者的關鍵,在這方面我們可以看到Intel的選擇是從筆記本市場入手。

    前面說了,每種Xe架構下還有更細的子分類,最早推出的就是Xe LP,而它還有面向核顯、面向筆記本入門的獨顯兩個版本。

    我們現在已經知道,這兩個分別是十一代酷睿上的Iris Xe及Iris Xe Max,二者都是最多96個執行單元(768個流處理器)、48個紋理單元、24個ROP光柵單元,主要是核心頻率不同,核顯版是1．15GHz最高,獨顯版頻率可達1．35GHz。

    明年初Xe還會有面向臺式機的DG1獨顯,規格跟核顯的差不多,不過頻率提升到1．65GHz,初期只要面向OEM市場,不零售。

    從這幾款產品的布局來看,Intel第一波高性能GPU主要圍繞筆記本市場,性能相比之前的核顯幾近翻倍,但能效依然優先,Xe Max獨顯也就是25W TDP級別的。

    那么問題來了,為什么首款獨顯選擇了筆記本市場?大家的第一想法就是筆記本GPU性能要求不高,容易做——這個理由對了一部分,但不是全部,這不是技術難易的問題,因為Intel Xe架構第二個重磅產品就是Ponte Vecchio,是面向百億億次HPC超算的,技術難度比這個高多了。

    筆者認為,Intel的Xe GPU選擇筆記本首發主要還是因為筆記本市場對Intel來說太重要,而且面臨的競爭最多,Intel急需筑好護城河,保衛筆記本市場。

    這幾年中,NVIDIA的MX150/MX250/MX350及最新的MX450入門級獨顯頗受歡迎,AMD的銳龍4000整合的集顯GPU性能也提升上來了,它們相對核顯優勢很大,已經可以滿足基本的3A游戲需求了。

    全球筆記本市場一年出貨2．5億到3億臺,現在70-80%的份額都在Intel手里,這是快肥肉,不能有閃失。

    其次,這些筆記本中之前大部分都是辦公本,對性能要求不高,現在輕薄辦公本的發展趨勢是全能,游戲、AI的要求都更高了,Xe之前的核顯GPU性能較弱,支撐不起來新的應用需求,比如大家現在都習慣了一邊視頻會議,一邊Office辦公。

    下班了還會拿筆記本打打游戲,玩的游戲要求也不算多高,不可能專門去買高端游戲本,所以辦公本也要客串下輕度游戲本。

    在這樣的情況下,Intel一方面推出了Xe架構的核顯Iris Xe,一方面又推出了性能更強的Xe Max獨顯,后者已經在華碩、宏碁等公司的筆記本上應用,實測的跑分性能甚至超過了MX450獨顯,Intel順利保住了自己的份額。

    可以預見,在有了性能、技術都拿得出手的高性能GPU之后,Intel在筆記本廠商那里又多了一重保障,不用獨顯可以考慮Xe核顯,性能也能滿足熱門網游的需要,而需要更高性能的話,酷睿CPU+Xe獨顯也是一對黃金搭檔,性能不輸其他的獨顯。

    對Intel來說,一手核顯一首集顯還可以讓這套平臺發揮協同作用,Deep Link技術就是其中的成果之一,它過通用軟件框架,聚合多個處理引擎,提供全新的功能,最大限度地提高性能,增強AI人工智能創作性能、視頻編碼能力。

    此外,Deep Link還可以讓核顯、獨顯GPU協同運行,兩邊共享資源,共同加速工作負載,比如AI性能就能提升7倍,靠的就是兩邊的GPU同時工作。

    可以預期,日后隨著Intel Xe架構GPU的遍地開花,CPU與GPU、GPU與GPU之間的協同會更多,加上OneAPI打通了編程上的鴻溝,Intel完全可以自己撐起一套生態,讓對手再無搶份額的能力,至少技術上拼不過這種生態優勢的。

    總結:GPU市場風雨欲來 Intel前途光明 路程要穩

    22年前Intel做獨顯GPU的時候,大家拼的都是游戲性能,如今的GPU已經不止是游戲卡,它可以用于各種各樣的場合,是我們這個數據洪流時代的一種高性能算力來源,它太重要了,所以Intel重返高性能GPU市場一點也不讓人意外。

    經過多年的開發,今年下半年Xe架構GPU終于隨著十一代酷睿處理器而呱呱落地,并一步步從核顯、入門級獨顯擴展到未來的游戲卡、光追卡、計算卡等市場上。

    由于國內多年中GPU市場主要是AMD及NVIDIA把持著,整個業界其實是盼著有別的廠商能夠加進來打破壟斷,提供更多的選擇的,很早之前就有顯卡廠商對此表示歡迎了,等到Xe游戲卡上市時這個趨勢會更加明朗。

    Intel現在做高性能GPU真的是天時地利人和了,方向顯然是把握住了,目前走出的幾步也都是謹慎但很成功的,Iris Xe及Xe Max獨顯已經開始收復曾經被對手占據的市場了。

    至于未來,Intel還有幾塊硬骨頭要啃,高性能游戲卡及計算卡市場的競爭非常激烈,也是兩家GPU廠商的根基,Intel要隨時準備對手的反撲才行,這個過程不會一蹴而就,只能等待時間來揭示了。