Exklusiv: Interne Intel Xe-Dokumente enthüllen 500-Watt-GPU und „Tile“-Design

Intel plant die Herstellung diskreter Grafikkarten, und ja, das ist aufregend. Aber bis jetzt hat man die Details streng geheim gehalten. Nicht mehr.

Digital Trends hat Teile einer internen Präsentation von Intels Data Center-Gruppe erhalten, die einen ersten wirklichen Einblick in das geben, was passiert Intel Xe (Codename „Arctic Sound“) ist fähig zu. In der Präsentation werden Funktionen aufgeführt, die Anfang 2019 aktuell waren, obwohl Intel seitdem möglicherweise einige seiner Pläne geändert hat.

Diese Details zeigen, dass Intel es ernst meint Angriff auf Nvidia und AMD aus jedem möglichen Blickwinkel und bieten den bisher besten Blick auf die GPUs. Das Unternehmen hat eindeutig die Absicht, mit der neuen Grafikkartenreihe groß rauszukommen, vor allem mit einer Thermal Design Power (TDP) von 500 Watt – dem Höchstwert, den wir je von einem Hersteller gesehen haben.

Intel lehnte eine Stellungnahme ab, als wir einen Sprecher um eine Antwort baten.

Die Xe-Grafik von Intel verwendet „Kachel“-Chiplets, wahrscheinlich mit jeweils 128 Ausführungseinheiten

Xe ist die einzige, einheitliche Architektur von Intel für alle neuen Grafikkarten, und die Folien bieten neue Informationen zum Design von Intel.

Die Dokumentation zeigt, dass Intels Xe-GPUs „Kachel“-Module verwenden werden. Intel nennt diese „Chiplets“ in der Dokumentation nicht, aber das Unternehmen gab im November bekannt, dass es so ist Xe-Karten würden ein Multi-Die-System verwenden, zusammen verpackt von Foveros 3D-Stacking.

Die Technik könnte derjenigen ähneln, die AMD in seinen Zen-Prozessoren entwickelt hat (was Sinn macht: Überlegen Sie, wen Intel eingestellt hat). Bei der Grafik unterscheidet sich dieser Ansatz von der Gestaltung von AMD- und Nvidia-Karten.

Die aufgelisteten Karten umfassen eine GPU mit einer Kachel unten im Stapel, eine Karte mit zwei Kacheln und eine Karte mit maximal vier Kacheln.

In der Dokumentation wird nicht angegeben, wie viele Ausführungseinheiten (EU) in jeder Kachel enthalten sein werden, aber die Kachel zählt stimmen mit einem Treiberleck von Mitte 2019 überein, in dem drei Intel-GPUs und ihre entsprechenden EUs aufgeführt sind: 128, 256 und 512. Wenn davon ausgegangen wird, dass jede Kachel 128 EUs hat, fehlt die 384-EU-Konfiguration. Das deckt sich mit der fehlenden Drei-Kachel-Konfiguration auf den durchgesickerten Folien, die wir erhalten haben.

Wir gehen davon aus, dass Xe die gleiche grundlegende Architektur verwenden wird wie die Vorgänger des Unternehmens Irisu Plus-Grafik (Gen 11). da Xe (Gen 12) nur ein Jahr später kommt. Intels GPUs der 11. Generation enthielten einen Slice, der in acht „Sub-Slices“ unterteilt war, von denen jeder acht EUs enthielt, also insgesamt 64.

Dies ist die Grundlage für Xe, das damit beginnt, mehrere Slices in einem einzigen Paket zusammenzuführen. Nach der gleichen Rechnung würde eine einzelne Kachel zwei dieser Slices (oder 128 EUs) enthalten. Die GPU mit zwei Kacheln würde dann über vier Slices (oder 256 EUs) verfügen und die GPU mit vier Kacheln würde acht Slices (oder 512 EUs) erhalten.

Intel hat in Multi-Die-Verbindungen investiert, die es diesen Kacheln ermöglichen könnten, mit hoher Effizienz zu funktionieren, bekannt als EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) – vielleicht das „Co-EMIB“ von Intel letzten Sommer erwähnt. Es ist eine Technologie, die Intel in der revolutionären Ära erstmals eingeführt hat unglückselige Kaby-Lake-G-Chips ab 2018.

Die thermische Auslegungsleistung liegt zwischen 75 und 500 Watt

Intel hat mindestens drei verschiedene Karten in Arbeit, deren TDP von 75 Watt bis hin zu 500 Watt reicht. Diese Zahlen repräsentieren die gesamte Bandbreite an Grafikkarten, von Consumer-Karten der Einstiegsklasse bis hin zu Rechenzentrumskomponenten der Serverklasse.

Nehmen wir sie einzeln, beginnend ganz unten. Die Basis-TDP von 75 bis 150 Watt gilt nur für Karten mit einer einzelnen Kachel (und vermutlich 128 EUs). Diese scheinen am besten für Verbrauchersysteme geeignet zu sein und stimmen mit der Vorschau überein, die wir bisher von einer Karte namens „DG1“ gesehen haben.

Auf der CES 2020 Intel hat den DG1-SDV vorgestellt (Software-Entwicklungsfahrzeug), eine diskrete Desktop-Grafikkarte. Es gab keinen externen Stromanschluss, was darauf hindeutet, dass es sich wahrscheinlich um eine 75-Watt-Karte handelte. Das stimmt mit der SDV-Karte mit 1 Kachel überein, die in der obigen Tabelle zuerst aufgeführt ist.

Es ist schwer zu sagen, inwieweit sich der 150-Watt-Teil vom DG1-SDV unterscheiden könnte. Eine TDP von 150 Watt wäre jedoch theoretisch im Spiel Nvidias RTX 2060 (ausgelegt für 160 Watt) und AMD RX 5600XT (ausgelegt für 160 Watt, nach einem kürzlich durchgeführten BIOS-Update).

Trotz des auffälligen Designs des DG1-Gehäuses bestand Intel darauf, dass es nur für Entwickler und Softwareanbieter gedacht sei. Bei den in der Tabelle als „RVP“ (Referenzvalidierungsplattform) aufgeführten Karten handelt es sich möglicherweise um Produkte, von denen wir erwarten, dass sie von Intel verkauft werden. Wie sehr sich RVP und SDV ähneln werden, ist derzeit nicht bekannt, insbesondere wenn Intel sowohl Verbraucher- als auch Serverversionen dieser GPUs vorbereitet.

Über diese Optionen hinaus, die möglicherweise mit Verbraucherprodukten zusammenhängen, scheint Intel über extremere Intel Xe-Grafikkarten zu verfügen. Beide verbrauchen mehr Strom, als ein typischer Heim-PC liefern kann.

Erstens handelt es sich um eine Zwei-Kachel-GPU mit einer TDP von 300 Watt. Würde man diese heute an Gamer verkaufen, würde sie den Stromverbrauch aktueller Top-Gaming-Grafikkarten deutlich übertreffen. Seine TDP liegt mit 50 Watt über der des ohnehin schon stromhungrigen Modells Nvidia RTX 2080 Ti.

Allein der TDP nach zu urteilen, eignet sich dieses Produkt wahrscheinlich als Konkurrent zum 280-Watt-Modell RTX-Titan Workstation-GPU oder die 300-Watt-Tesla V100, Nvidias ältere Rechenzentrumskarte. Es handelt sich wahrscheinlich um ein Workstation-Teil, das die zweite Säule der Intel-Strategie erfüllt, die als „Hochleistung“ bezeichnet wird. Intel definiert diese als Produkte, die für Aktivitäten wie Medientranskodierung und -analyse entwickelt wurden.

Die echte Hochleistungslösung ist die 400- bis 500-Watt-Grafikkarte mit 4 Kacheln, die ganz oben im Stapel sitzt. Dies verbraucht weitaus mehr Strom als jede Consumer-Grafikkarte der aktuellen Generation und obendrein mehr als aktuelle Rechenzentrumskarten.

Als Ergebnis gibt die 4-Kachel-Karte eine 48-Volt-Stromversorgung an. Dies ist nur bei Server-Netzteilen der Fall, was effektiv bestätigt, dass der leistungsstärkste Intel Xe nicht als Consumer-Teil auftauchen wird. Die 48-Volt-Stromversorgung könnte es Intel ermöglichen, auf 500 Watt zu kommen. Während die extremsten Gaming-Netzteile mit einer 500-Watt-Grafikkarte zurechtkommen, ist dies bei den meisten nicht möglich.

Im November 2019 kündigte Intel „Ponte Vecchio“ an, die das Unternehmen als „erste Exascale-GPU“ für Rechenzentren bezeichnete. Es handelt sich um eine 7-nm-Karte, die a verwendet Anzahl der Chiplet-Verbindungstechnologien um auf diese Leistung zu skalieren.

Es scheint auf jeden Fall für diese 500-Watt-Karte mit vier Kacheln geeignet zu sein, obwohl Intel angibt, dass Ponte Vecchio erst 2021 auf den Markt kommen wird. Es war wurde damals auch berichtet dass Ponte Vecchio eine Compute eXpress Link (CXL)-Schnittstelle über eine PCI-e 5.0-Verbindung und ein Foveros-Paket mit acht Chips verwenden würde.

Xe verwendet HBM2e-Speicher und unterstützt PCI-e 4.0

Es kursieren Gerüchte, dass Intel teuren Speicher mit hoher Bandbreite (HBM) anstelle des konventionelleren GDDR5 oder GDDR6 verwendet. Laut unserer Dokumentation sind die Gerüchte wahr. Die letzte große Grafikkarte, die HBM2 verwendete, war die AMD Radeon VII, obwohl nachfolgende Radeon-Karten inzwischen auf GDDR6 umgestellt wurden, wie auch die GPUs von Nvidia.

Die Dokumentation gibt an, dass Xe HBM2e verwenden wird, die neueste Entwicklung der Technologie. Dies passt gut zu der Ankündigung von SK Hynix und Samsung, dass HBM2e-Teile im Jahr 2020 auf den Markt kommen würden. In den Dokumenten wird auch detailliert beschrieben, wie der Speicher konstruiert wird, indem er direkt an das GPU-Paket angeschlossen wird und „übereinander gestapelte 3D-RAM-Chips“ verwendet.

Obwohl es nicht erwähnt wird, wird Xe es wahrscheinlich verwenden Foveros 3D-Stacking für die Verbindung zwischen mehreren Chips und auch für die Annäherung des Speichers an den Chip.

Die am wenigsten überraschende Bestätigung von Intel Xe ist die PCI-e 4-Kompatibilität. AMDs Radeon-Karten aus dem Jahr 2019 unterstützen alle die neueste PCI-e-Generation, und wir gehen davon aus, dass Nvidia sich auch im Jahr 2020 daran anpassen wird.

GPUs zielen auf jedes Segment ab

Intel hat eine einzige Architektur geschaffen, die von der integrierten Grafik für dünne Laptops bis hin zu Hochleistungsrechnern für Datentechnik und maschinelles Lernen reicht. Das war schon immer die Botschaft von Intel, und die Dokumentation, die wir erhalten haben, bestätigt dies.

Diskrete Karten für Spiele machen nur einen kleinen Teil der Produktpalette aus. Die Folien zeigen Intels Pläne für zahlreiche Anwendungen, darunter Medienverarbeitung und -bereitstellung, Remote-Grafik (Gaming), Medienanalyse, immersive AR/VR, maschinelles Lernen und Hochleistungsrechnen.

Wo bleibt uns das?

Es ist noch zu früh, um zu sagen, ob Intels ehrgeiziger Einstieg in diskrete Grafikkarten AMD und Nvidia stören wird. Weitere offizielle Details zu Xe werden wir wahrscheinlich erst auf der Computex 2020 erfahren.

Dennoch ist klar, dass Intel die Einführung seiner ersten separaten Grafikkarten nicht hinkt. Das Unternehmen wird in allen Schlüsselmärkten mit Nvidia und AMD konkurrieren: Einstiegs-, Mittelklasse- und HPC-Märkte.

Wenn Nvidia und AMD auch nur in einem dieser drei Bereiche Fuß fassen können, haben sie einen starken neuen Konkurrenten. Eine dritte Option neben dem derzeitigen Duopol sollte eine bessere Auswahl zu aggressiveren Preisen bedeuten. Wer möchte das nicht?

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