Exklusivt: Intern Intel Xe Docs Reveal 500-Watt GPU och "Tile" Design

Intel planerar att göra diskreta grafikkort, och ja, det är spännande. Men än så länge har det hållit tätt på detaljerna. Inte längre.

Digital Trends har fått delar av en intern presentation från Intels datacentergrupp som ger den första riktiga titten på vad Intel Xe (kodnamnet "Arctic Sound") är kapabel till. Presentationen beskriver funktioner som var aktuella i början av 2019, även om Intel kan ha ändrat några av sina planer sedan dess.

Dessa detaljer visar att Intel menar allvar attackerar Nvidia och AMD från alla möjliga vinklar och ger den bästa looken på GPU: erna hittills. Företaget har uppenbarligen för avsikt att gå stort med den nya raden av grafikkort, framför allt ett med en termisk designeffekt (TDP) på 500 watt - det mesta vi någonsin sett från någon tillverkare.

Intel avböjde att kommentera när vi kontaktade en talesperson för ett svar.

Intels Xe-grafik använder "tile"-chiplets, troligen med 128 exekveringsenheter vardera

Xe är Intels enda, förenande arkitektur över alla sina nya grafikkort, och bilderna ger ny information om Intels design.

Dokumentationen visar att Intels Xe GPU kommer att använda "tile"-moduler. Intel kallar inte dessa "chiplets" i dokumentationen, men företaget avslöjade i november att det är Xe-kort skulle använda ett multi-die-system, förpackade tillsammans av Foveros 3D stapling.

Tekniken kan likna den som AMD banat väg för i sina Zen-processorer (vilket är vettigt: överväga vem Intel har anställt). Inom grafiken skiljer sig detta tillvägagångssätt från hur AMD- och Nvidia-kort är designade.

Korten som listas inkluderar en enbricka GPU längst ner i stapeln, ett kort med två brickor och ett maxat kort med fyra brickor.

Dokumentationen anger inte hur många exekveringsenheter (EU) som kommer att ingå i varje bricka, men brickan räknas ställer upp med en drivrutinsläcka från mitten av 2019 som listade tre Intel GPU: er och deras motsvarande EU: er: 128, 256 och 512. Om varje bricka antas ha 128 EU, saknas 384-EU-konfigurationen. Det stämmer överens med den saknade konfigurationen med tre brickor från de läckta bilderna vi fick.

Vi antar att Xe kommer att använda samma grundläggande arkitektur som delas av företagets tidigare Irisu Plus (Gen 11) grafik eftersom Xe (Gen 12) kommer bara ett år senare. Intels Gen 11 GPU: er innehöll en skiva, som var uppdelad i åtta "sub-slices", var och en med åtta EU: er för totalt 64.

Detta är grunden för Xe, som kommer att börja sammanföra flera skivor i ett enda paket. Med samma matematik skulle en enskild bricka innehålla två av dessa skivor (eller 128 EU). GPU: n med två brickor skulle då ha fyra skivor (eller 256 EU) och fyra skivor skulle få åtta skivor (eller 512 EU).

Intel har investerat i multi-die-anslutningar som kan göra det möjligt för dessa brickor att fungera med hög effektivitet, känd som EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) — kanske "med-EMIB" nämndes av Intel förra sommaren. Det är en teknik som Intel debuterade i det revolutionerande men ödesdigra Kaby Lake-G-chips från 2018.

Termisk designeffekt kommer att variera från 75 till 500 watt

Intel har minst tre distinkta kort på gång, med en TDP som sträcker sig från 75 watt hela vägen upp till 500. Dessa siffror representerar hela spektrumet av grafik, från konsumentkort på nybörjarnivå hela vägen upp till datacenterdelar i serverklass.

Låt oss ta dem en i taget, med början längst ner. Basen 75-watt till 150-watt TDP gäller endast kort med en enda bricka (och, förmodligen, 128 EU). Dessa verkar vara mest lämpade för konsumentsystem och stämmer överens med förhandsvisningen vi hittills har sett av ett kort som heter "DG1."

På CES 2020, Intel avslöjade DG1-SDV (mjukvaruutvecklingsfordon), ett diskret skrivbordsgrafikkort. Den hade ingen extern strömkontakt, vilket indikerar att det troligen var ett 75-watts kort. Det är en matchning med SDV-kortet med 1 platta som listas först i tabellen ovan.

Det är svårt att säga hur mycket 150-wattsdelen kan skilja sig från DG1-SDV. En 150-watts TDP skulle dock teoretiskt sett vara i strid med Nvidias RTX 2060 (klassad för 160 watt) och AMD RX 5600XT (klassad för 160 watt, efter en ny BIOS-uppdatering).

Trots den flashiga designen av DG1:s hölje, insisterade Intel på att det bara var för utvecklare och mjukvaruleverantörer. Korten som listas i diagrammet som "RVP" (referensvalideringsplattform) kan vara produkter som vi förväntar oss att Intel ska sälja. Hur nära RVP och SDV kommer att likna varandra är okänt för närvarande, särskilt om Intel förbereder både konsument- och serverversioner av dessa GPU: er.

Utöver dessa alternativ, som kan relatera till konsumentprodukter, verkar Intel ha mer extrema Intel Xe-grafikkort. Båda drar mer ström än en vanlig hemdator kan ge.

Först är en två-platta GPU med en 300-watts TDP. Om detta såldes till spelare idag, skulle det lätt överstiga strömförbrukningen för nuvarande toppklassiga spelgrafikkort. Dess TDP är klassad till 50 watt mer än den redan strömkrävande Nvidia RTX 2080 Ti.

Att döma enbart av TDP passar den här produkten troligen som antingen en konkurrent till 280-watts RTX Titan arbetsstations GPU eller 300-watts Tesla V100, Nvidias äldre datacenterkort. Det är troligen en arbetsstationsdel för att uppfylla den andra pelaren i Intels strategi, märkt som "hög effekt". Intel definierar dessa som produkter gjorda för aktiviteter som mediakodning och analys.

Den verkliga högpresterande lösningen är det 4-plattor, 400- till 500-watts grafikkortet som sitter högst upp i stapeln. Detta förbrukar mycket mer ström än något konsumentvideokort av den nuvarande generationen, och mer än nuvarande datacenterkort, för att starta.

Som ett resultat specificerar kortet med 4 brickor 48 volts ström. Det tillhandahålls endast i serverströmförsörjning, vilket effektivt bekräftar att den mest kraftfulla Intel Xe inte kommer att visas som en konsumentdel. 48-voltseffekten kan vara det som gör att Intel kan komma till 500 watt. Medan de mest extrema spelströmförsörjningarna kan hantera ett 500-watts grafikkort, kan de flesta inte det.

I november 2019 tillkännagav Intel "Ponte Vecchio", som företaget kallade den "första exascale GPU" för datacenter. Det är ett 7nm-kort som använder en antal chiplet-anslutningstekniker att skala upp till den makten.

Det verkar verkligen som att det passar för detta 500-watts kort med fyra plattor, även om Intel säger att Ponte Vecchio inte kommer ut förrän 2021. Det var rapporterades också då att Ponte Vecchio skulle använda ett Compute eXpress Link (CXL)-gränssnitt över en PCI-e 5.0-anslutning och ett Foveros-paket med åtta chips.

Xe använder HBM2e-minne och stöder PCI-e 4.0

Rykten har cirklat om att Intel använder dyrt minne med hög bandbredd (HBM) över mer konventionella GDDR5 eller GDDR6. Enligt vår dokumentation är ryktena sanna. Det sista stora grafikkortet som använde HBM2 var AMD Radeon VII, även om efterföljande Radeon-kort sedan dess har övergått till GDDR6, som Nvidias GPU: er.

Dokumentationen anger att Xe kommer att använda HBM2e, vilket är den senaste utvecklingen av tekniken. Det stämmer väl överens med ett tillkännagivande från SK Hynix och Samsung om att HBM2e-delar skulle lanseras 2020. Dokumenten beskriver också hur minnet kommer att konstrueras, kopplas direkt till GPU-paketet och med hjälp av "3D RAM-matriser staplade på varandra."

Även om det inte nämns kommer Xe sannolikt att använda Foveros 3D stapling för sammankoppling mellan flera tärningar, och även för att föra minnet närmare tärningen.

Det minst överraskande som bekräftas om Intel Xe är PCI-e 4-kompatibiliteten. AMD: s Radeon-kort från 2019 stöder alla den senaste generationen av PCI-e, och vi förväntar oss att Nvidia ska anpassa sig till det 2020 också.

GPU: er kommer att rikta in sig på varje segment

Intel har skapat en enda arkitektur som skalar från dess integrerade grafik för tunna bärbara datorer upp till högpresterande datorer gjorda för datateknik och maskininlärning. Det har alltid varit Intels meddelanden, och dokumentationen vi har fått bekräftar det.

Diskreta kort för spel är bara en liten del av produktstapeln. Bilderna visar Intels planer för många användningsområden, inklusive mediabearbetning och leverans, fjärrgrafik (spel), mediaanalys, uppslukande AR/VR, maskininlärning och högpresterande datoranvändning.

Var lämnar det oss?

Det är för tidigt att säga om Intels ambitiösa dyk in i diskreta grafikkort kommer att störa AMD och Nvidia. Vi kommer sannolikt inte att höra mer officiella detaljer om Xe förrän Computex 2020.

Ändå är det tydligt att Intel inte haltar in i lanseringen av sina första diskreta grafikkort. Företaget kommer att konkurrera med Nvidia och AMD på alla nyckelmarknader: ingångsnivå, mellanregister och HPC.

Om det kan etablera fotfäste även inom ett av dessa tre områden kommer Nvidia och AMD att ha en stark ny konkurrent. Ett tredje alternativ förutom det nuvarande duopolet borde innebära bättre val till mer aggressiva priser. Vem vill inte det?

Redaktörens rekommendationer

• Nvidias upprörande prisstrategi är exakt varför vi behöver AMD och Intel
• Intel Arc Alchemist: specifikationer, prissättning, släppdatum, prestanda
• Intel Arc Pro är verklig – tre nya GPU: er för arbetsstationer avslöjade
• Nya Intel Arc-specifikationer avslöjar en fördel jämfört med AMD och Nvidia
• Allt tillkännagavs just vid Intels Arc-grafikevenemang