جزئیات معماری گرافیکی Xe LP مشخص شد

لپ‌تاپ‌های مبتنی‌بر پردازنده‌های جدید سری تایگرلیک اینتل با عملکرد گرافیکی بسیار بهبودیافته به‌زودی روانه‌ی بازار می‌شوند. در پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع در تراشه‌های تایگرلیک از معماری گرافیکی موردانتظار Xe LP اینتل، یعنی نوع کم‌قدرت از نسل دوازدهم معماری گرافیکی تیم آبی، استفاده شده است. تولید معماری Xe چند سال است که ادامه دارد و آرزوهای اینتل برای ورود یا بازگشت به بازار کارت‌های گرافیک مجزا براساس این معماری است. در سال ۲۰۱۸، اینتل از قصدش برای توسعه‌ی معماری گرافیکی جدیدی سخن گفت که بارهای کاری عادی تا سیستم‌های موردنیاز برای مراکز داده را پاسخ‌گو و توان محاسباتی آن از ترافلاپس تا پتافلاپس است.

معماری Xe در پیکربندی‌های مختلفی پیاده‌سازی خواهد شد و می‌توان هر پیکربندی را جداگانه تحلیل کرد. کارت‌های گرافیک سری Xe HP (معماری Xe با عملکرد چشمگیر) و Xe HPC (معماری Xe برای کامپیوترهای پرچم‌دار) برای مراکز داده عرضه خواهند شد. همچنین Xe HPG که به‌تازگی معرفی شده، پردازنده‌ای گرافیکی برای گیمرها و کاربران حرفه‌ای است که به‌دنبال جایگزینی درخور برای کارت‌های گرافیک انویدیا و AMD هستند. بااین‌حال، بهتر است که روی پردازنده‌ی گرافیکی پایین‌رده و مجتمع Xe LP تمرکز کنیم. این محصول که با فرایند ۱۰ نانومتری SuperFin اینتل ساخته شده است، در درجه‌ی اول در لپ‌ تاپ‌ و دستگاه‌های حمل‌شدنی استفاده می‌شود.

بهبود عملکرد گرافیکی در کارت‌ گرافیک ازطریق روش‌های گوناگونی انجام می‌شود و سری Xe LP به‌صورت ویژه دستگاه‌های کم‌قدرت را هدف قرار داده است. درحال‌حاضر، توان مصرفی سری مذکور همراه‌با پردازنده ۱۰ تا ۳۰ وات خواهد بود. اینتل سعی کرده است تا سه نوع ویژگی را در کارت‌های گرافیک کم‌قدرت Xe ارائه دهد: توان محاسباتی بیشتر برمبنای فلاپس و عملکرد بیشتر به‌ازای هر فلاپس از توان محاسباتی و توان مصرفی کمتر به‌ازای هر فلاپس.

تراشه‌ساز مذکور خاطرنشان می‌کند که بهبودهای کلی در بهره‌وری به سری Xe LP اجازه می‌دهد تا در تمامی زمینه‌ها از نسل یازدهم معماری گرافیکی اینتل عملکرد بهتری داشته باشد. نسل یادشده از معماری گرافیکی تیم آبی در پردازنده‌های سری آیس‌لیک استفاده شده بود. پردازنده‌های گرافیکی جدید فرکانس پردازشی بیشتری دارند؛ ولی نکته‌ی مهم این است که فرکانس بیشتر با ولتاژی مشابه با نسل پیشین به‌دست آمده است. افزون‌براین، این کارت‌های گرافیک مجتمع با استفاده از ولتاژ کمتر با نسل یازدهم معماری گرافیکی اینتل عملکرد برابری دارند.

با بررسی نمودار بلوک Xe LP، می‌توان بزرگ‌ترین تغییر آشکار درمقایسه‌با نسل پیشین را مشاهده کرد. این معماری در بزرگ‌ترین پیکربندی ۵۰ درصد واحد اجرایی (EU) بیشتری دارد. این در است حالی ‌که نسل یازدهم از معماری گرافیکی در سری آیس‌لیک در بیشترین حد ۶۴ واحد اجرایی داشت؛ درنتیجه، منابع محاسباتی به‌طرز چشمگیری افزایش یافته است. با درنظرگرفتن چنین افزایشی درکنار فرکانس پردازشی بیشتر، می‌توان پی برد که Xe LP در بسیاری از بارهای کاری دوبرابر سریع‌تر از نسل یازدهم خواهد بود. بااین‌حال، مشخص نیست که چقدر از سرعت بیشتر پردازنده‌های گرافیکی جدید ناشی از بهبودهای اعمال‌شده در معماری یا فرکانس بیشتر یا موتور بزرگ‌تر است.

درکنار افزایش ۵۰ درصدی واحدهای اجرایی، اینتل در پردازنده‌های گرافیکی جدید قسمت اعظمی از معماری‌های پایه‌ای را اصلاح کرده است. نسل یازدهم از معماری گرافیکی اینتل دو واحد محاسبه و منطق (ALU) داشت. هرکدام از این ALUها از چهار کانال عرضی بهره می‌برند و یکی از آن‌ها از معادلات FP/INT (ممیز شناور و عدد صحیح) و دیگری از معادلات FP/EM (ریاضی بهبودیافته، یعنی مواردی چون توابع مثلثاتی، لگاریتم‌ها و ریشه‌های مربع و ریاضیات پیچیده) پشتیبانی می‌کند. در این سری از پردازنده‌های گرافیکی، هر EU کنترلر رشته، محدوده‌ی رشته، واحدهای رجیستر فایل، ارسال و انشعاب ویژه‌ی خودش را داشت. در معماری گرافیکی Xe، هر EU یک واحد ALU با مسیر هشت‌کاناله دارد که محاسبات FP/INT را انجام می‌دهد. علاوه‌براین، یک واحد EM جداگانه وجود دارد که می‌تواند هم‌زمان با پایپ‌لاین FP/INT اجرا شود. همچنین، هر دو EU از یک کنترلر رشته استفاده می‌کنند که باعث می‌شود در توان مصرفی و قطعه‌ی دای اختصاص‌یافته صرفه‌جویی شود.

در معماری Xe LP، یک حافظه‌ی کش سطح یک اضافه شده است که تأخیر در ارسال داده را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود فشار از روی کش سطح ۳ کاسته شود. همچنین، حداکثر حافظه‌ی کش سطح ۳ دوبرابر بیشتر از نسل پیشین، یعنی ۱۶ مگابایت، شده است؛ باوجوداین، دلیل چنین موضوعی محدودیت کش سطح L3 در تراشه‌های سری آیس‌لیک به هشت مگابایت است. اگر انواع این پردازنده برای کامپیوترهای دسکتاپ هسته‌های بیشتری داشت، حافظه‌ی کش نیز افزایش می‌یافت. در کارت‌های جدید کم‌قدرت اینتل، ظرفیت انتقال داده از رابط گرافیکی به پروتکل LLC و حافظه‌ی سیستمی نیز دوبرابر شده و ۶۴ بایت به‌ازای هر سیکل کلاک است. افزایش پهنای باند و کاهش تأخیر در اجزای مختلف، عملکرد گرافیکی را اندکی افزایش خواهد داد.

درنهایت، Xe LP از فشرده‌سازی داده به‌روش end-to-end پشتیبانی می‌کنند. این فناوری باعث بهبود پهنای باند و مشخصات در حوزه‌ی قدرت‌دهی برای سناریوهای بین عملیاتی ازجمله استریم بازی، ضبط چت ویدئویی و... می‌‌شود که در حال رایج‌شدن هستند. روش فشرده‌سازی end-to-end اینتل اولین راهکار برای منفردسازی فشرده‌سازی در تمامی رابط‌های برنامه‌نویسی (API) و تقریبا در تمامی موتورهای گرافیکی است؛ بنابراین، Xe LP نه‌تنها از پهنای باند حافظه‌ی بیشتری برخوردار است و از رم LPDDR4x با سرعت ۴۲۶۷ مگابیت‌برثانیه و رم LP5-5400 (در پردازنده‌ تایگر لیک) پشتیبانی می‌کند؛ بلکه امکان استفاده‌ی بهتر از پهنای باند را فراهم می‌کند. یک پیکربندی حافظه‌ی سیستمی DDR4-3200 دوکاناله، تنها ۶۴ گیگابایت‌برثانیه از پهنای باند را ارائه می‌کند؛ ولی احتمالا همین میزان برای انتقال داده‌های موردنیاز به پردازنده‌ی گرافیکی Xe LP کافی است.

تغییرات دیگری نیز در معماری گرافیکی Xe LP اعمال شده است. برای مثال، موتور نمایش در این معماری (Xe LP Display Engine)، درکنار استانداردهای ارتباطی DisplayPort 1.4b و HDMI 2.0 از چهار نمایشگر پشتیبانی می‌کند. همین قابلیت‌ها برای نمایش تصاویر HDR با رزولوشن 8K و نرخ ۶۰ فریم‌برثانیه با DisplayPort یا درصورت استفاده از فناوری DSC، برای نمایش محتوایی با رزولوشن 8K کافی است. فناوری HDMI برای نمایش تصاویر 8K در نرخ ۶۰ فریم‌برثانیه محدود شده است؛ بااین‌حال، به‌نظر نمی‌رسد این محدودیت برای کاربران لپ‌تاپ اهمیتی داشته باشد. همچنین، فناوری همگام‌سازی تطبیقی (Adaptive Sync) در نرخ نوسازی ۳۶۰ هرتز با DisplayPort و احتمالا نرخ نوسازی ۲۴۰ هرتز با HDMI در معماری گرافیکی جدید اینتل پشتیبانی می‌شود.

تمام این ویژگی‌ها درابتدا برای کارت‌های گرافیک Xe LP اینتل ارائه می‌شوند. این در حالی است که گیمرهای حرفه‌ای به کارت‌های گرافیک Xe HPG اینتل علاقه‌ی بسیار بیشتری دارند؛ البته جزئيات مربوط به کارت‌های گرافیک مجزای تیم آبی هنوز مشخص نیست. انتظار می‌رود محصولات مذکور با بهره‌مندی از تمامی مزایای معماری Xe از پردازنده‌های گرافیکی مجتمع کم‌قدرت اینتل بسیار سریع‌تر باشند. درهرحال، جزئیات عملکرد کارت‌های گرافیک Xe HPG تا سال ۲۰۲۱ مشخص نخواهد شد.

درباره‌ی پردازنده‌های گرافیکی Xe LP و تراشه‌های سری تایگرلیک، شواهد حاکی از آن است که این محصولات دوم سپتامبر معرفی می‌شوند. سؤال این است: چه ‌زمانی پس از رونمایی لپ‌تاپ‌های مبتنی‌بر این تراشه‌ها در بازار عرضه می‌شوند؟ پاسخ این پرسش به شرکای اینتل بستگی دارد؛ باوجوداین، پیش‌بینی می‌شود محصولات متنوع مبتنی‌بر تراشه‌های جدید اینتل با فرارسیدن فصل شروع مدارس برای خرید دردسترس باشند.