Exclusivo: Documentos internos do Intel Xe revelam GPU de 500 Watts e design ‘Tile’

A Intel planeja fabricar placas gráficas discretas e, sim, isso é empolgante. Mas até agora, manteve um sigilo rigoroso sobre os detalhes. Não mais.

A Digital Trends obteve partes de uma apresentação interna do grupo de Data Center da Intel que dá a primeira visão real do que Intel Xe (codinome “Arctic Sound”) é capaz de. A apresentação detalha os recursos atuais no início de 2019, embora a Intel possa ter mudado alguns de seus planos desde então.

Esses detalhes mostram que a Intel leva a sério atacando Nvidia e AMD de todos os ângulos possíveis e fornecer a melhor visão das GPUs até agora. A empresa claramente pretende crescer com a nova linha de placas gráficas, principalmente uma com potência de design térmico (TDP) de 500 watts – o máximo que já vimos de qualquer fabricante.

A Intel se recusou a comentar quando entramos em contato com um porta-voz para obter uma resposta.

Os gráficos Xe da Intel usam chips “tile”, provavelmente com 128 unidades de execução cada

Xe é a arquitetura única e unificadora da Intel em todas as suas novas placas gráficas, e os slides fornecem novas informações sobre o design da Intel.

A documentação mostra que as GPUs Xe da Intel usarão módulos “tile”. A Intel não chama esses “chiplets” na documentação, mas a empresa revelou em novembro que seu Os cartões Xe usariam um sistema multi-die, embalados juntos por Empilhamento 3D de Foveros.

A técnica pode ser semelhante à pioneira da AMD em seus processadores Zen (o que faz sentido: considere quem a Intel contratou). Em gráficos, essa abordagem difere de como as placas AMD e Nvidia são projetadas.

As placas listadas incluem uma GPU de um bloco na parte inferior da pilha, uma placa de dois blocos e uma placa de quatro blocos no máximo.

A documentação não indica quantas unidades de execução (EU) serão incluídas em cada bloco, mas o bloco conta alinhe-se com um vazamento de driver de meados de 2019 que listou três GPUs Intel e seus EUs correspondentes: 128, 256 e 512. Se se presumir que cada bloco tenha 128 EUs, a configuração 384-EU estará faltando. Isso está de acordo com a configuração de três blocos ausentes nos slides que vazaram que recebemos.

Presumimos que o Xe usará a mesma arquitetura básica compartilhada pelos sistemas anteriores da empresa. Gráficos Irisu Plus (Geração 11) já que Xe (Geração 12) chegará apenas um ano depois. As GPUs Gen 11 da Intel continham uma fatia, que foi dividida em oito “sub-fatias”, cada uma contendo oito EUs, totalizando 64.

Essa é a base do Xe, que começará a reunir várias fatias em um único pacote. Pela mesma matemática, um único bloco apresentaria duas dessas fatias (ou 128 UEs). A GPU de dois blocos, então, apresentaria quatro fatias (ou 256 EUs) e a GPU de quatro blocos teria oito fatias (ou 512 EUs).

A Intel investiu em conexões multi-die que poderiam permitir que esses blocos funcionassem com alta eficiência, conhecidas como EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) - talvez o “co-EMIB” mencionado pela Intel no verão passado. É uma tecnologia que a Intel estreou de forma revolucionária, mas malfadados chips Kaby Lake-G de 2018.

A potência do projeto térmico variará de 75 a 500 watts

A Intel tem pelo menos três placas distintas em desenvolvimento, com um TDP variando de 75 watts até 500. Esses números representam toda a gama de gráficos, desde placas de consumo básicas até peças de data center de classe de servidor.

Vamos analisá-los um de cada vez, começando de baixo. O TDP básico de 75 a 150 watts se aplica apenas a placas com um único bloco (e, presumivelmente, 128 EUs). Estes parecem ser os mais adequados para sistemas de consumo e estão alinhados com a prévia que vimos até agora de uma placa chamada “DG1”.

Na CES 2020, Intel revelou o DG1-SDV (veículo de desenvolvimento de software), uma placa gráfica de desktop discreta. Ela não possuía um conector de alimentação externo, indicando que provavelmente era uma placa de 75 watts. Isso corresponde ao cartão SDV de 1 bloco listado primeiro no gráfico acima.

É difícil dizer o quanto a parte de 150 watts pode ser diferente do DG1-SDV. No entanto, um TDP de 150 watts estaria teoricamente aliado a RTX 2060 da Nvidia (classificado para 160 watts) e AMD RX 5600XT (avaliado para 160 watts, após uma atualização recente do BIOS).

Apesar do design chamativo da cobertura do DG1, a Intel insistiu que é apenas para desenvolvedores e fornecedores de software. As placas listadas no gráfico como “RVP” (plataforma de validação de referência) podem ser produtos que esperamos que a Intel venda. Até o momento não se sabe até que ponto o RVP e o SDV se assemelharão, especialmente se a Intel estiver preparando versões para consumidor e servidor dessas GPUs.

Além dessas opções, que podem estar relacionadas a produtos de consumo, a Intel parece ter placas gráficas Intel Xe mais extremas. Ambos consomem mais energia do que um PC doméstico típico pode fornecer.

A primeira é uma GPU de dois blocos com um TDP de 300 watts. Se fosse vendido aos jogadores hoje, excederia facilmente o consumo de energia das atuais placas gráficas de jogos de primeira linha. Seu TDP é avaliado em 50 watts a mais do que o já sedento de energia Nvidia RTX 2080Ti.

A julgar apenas pelo TDP, este produto provavelmente se enquadra como um concorrente do modelo de 280 watts Titã RTX GPU de estação de trabalho ou Tesla V100 de 300 watts, a placa de data center mais antiga da Nvidia. É provavelmente uma parte da estação de trabalho para cumprir o segundo pilar da estratégia da Intel, rotulado como “alta potência”. A Intel os define como produtos feitos para atividades como transcodificação e análise de mídia.

A verdadeira solução de alto desempenho é a placa gráfica de 4 blocos e 400 a 500 watts que fica no topo da pilha. Isso consome muito mais energia do que qualquer placa de vídeo de consumo da geração atual e, para começar, mais do que as placas de data center atuais.

Como resultado, a placa de 4 blocos especifica potência de 48 volts. Isso é fornecido apenas em fontes de alimentação de servidores, confirmando efetivamente que o Intel Xe mais poderoso não aparecerá como peça de consumo. A potência de 48 volts pode ser o que permite à Intel chegar a 500 watts. Embora as fontes de alimentação para jogos mais extremas possam suportar uma placa de vídeo de 500 watts, a maioria não consegue.

Em novembro de 2019, a Intel anunciou a “Ponte Vecchio”, que a empresa chamou de “primeira GPU exascale” para data centers. É um cartão de 7nm que usa um número de tecnologias de conexão de chips para escalar até esse poder.

Certamente parece adequado para esta placa de 4 blocos e 500 watts, embora a Intel diga que a Ponte Vecchio não será lançada até 2021. Era também relatado na época que a Ponte Vecchio usaria uma interface Compute eXpress Link (CXL) em uma conexão PCI-e 5.0 e um pacote Foveros de oito chips.

Xe usa memória HBM2e e suporta PCI-e 4.0

Circularam rumores sobre o uso de memória cara e de alta largura de banda (HBM) pela Intel em vez do GDDR5 ou GDDR6 mais convencional. De acordo com a nossa documentação, os rumores são verdadeiros. A última grande placa gráfica a usar HBM2 foi a AMD Radeon VII, embora as placas Radeon subsequentes tenham feito a transição para GDDR6, como as GPUs da Nvidia.

A documentação especifica que o Xe usará HBM2e, que é a evolução mais recente da tecnologia. Isso se alinha bem com o anúncio da SK Hynix e da Samsung de que as peças HBM2e seriam lançadas em 2020. Os documentos também detalham como a memória será projetada, anexada diretamente ao pacote da GPU e usando “matrizes de RAM 3D empilhadas umas sobre as outras”.

Embora não seja mencionado, Xe provavelmente usará Empilhamento 3D de Foveros para interligar múltiplas matrizes e também para aproximar a memória da matriz.

A coisa menos surpreendente a ser confirmada sobre o Intel Xe é a compatibilidade com PCI-e 4. Todas as placas Radeon da AMD de 2019 suportam a última geração de PCI-e, e esperamos que a Nvidia também se adapte a isso em 2020.

As GPUs terão como alvo todos os segmentos

A Intel criou uma arquitetura única que vai desde gráficos integrados para laptops finos até computação de alto desempenho feita para engenharia de dados e aprendizado de máquina. Essa sempre foi a mensagem da Intel e a documentação que recebemos confirma isso.

Cartões discretos para jogos são apenas uma pequena parte da pilha de produtos. Os slides mostram os planos da Intel para diversos usos, incluindo processamento e entrega de mídia, gráficos remotos (jogos), análise de mídia, AR/VR imersivo, aprendizado de máquina e computação de alto desempenho.

Onde isso nos deixa?

É muito cedo para dizer se o ambicioso mergulho da Intel em placas gráficas discretas irá atrapalhar a AMD e a Nvidia. Provavelmente não ouviremos mais detalhes oficiais sobre o Xe até a Computex 2020.

Ainda assim, está claro que a Intel não está mancando no lançamento de suas primeiras placas gráficas discretas. A empresa competirá com a Nvidia e a AMD em todos os principais mercados: básico, médio e HPC.

Se conseguir estabelecer uma posição segura em pelo menos uma dessas três áreas, a Nvidia e a AMD terão um novo concorrente forte. Uma terceira opção, além do actual duopólio, deverá significar melhores escolhas a preços mais agressivos. Quem não quer isso?

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