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積跬步以行千里 英特爾GPU厚積薄發賦能超級算力

2022-05-17

在一部分大眾認知里,英特爾重回GPU市場的主要目標是與NVIDIA、AMD在消費領域一較高下。但事實果真如此嗎?

重回高性能GPU領域 英特爾的目標不只在消費級市場

2017年,隨著圖形架構大神Raja Koduri加入,英特爾宣告重回高性能GPU領域的那一刻起,其目標就并不僅僅是指向消費市場。因為對于英特爾而言,核芯顯卡的存在使其在PC領域擁有極高的GPU市占率。同時,PC市場的盤子也承載不下英特爾GPU的宏偉愿景。

市場調研機構JPR發布的2Q21GPU市場份額報告顯示,英特爾GPU市占率為68.3

(注:該報告包含了獨立GPU、集成型GPU,并非單指顯卡)

伴隨著邊緣計算、5G、AI、云游戲、超清視頻流媒體、在線直播、區塊鏈等新興技術和行業興起,“計算”這一概念再次被拓寬邊界。英特爾希望在一直以來所擅長的CPU與集成型GPU之外,拓展在獨立GPU領域的優勢,以此來滿足這些新興行業對于算力的渴求。因此,為大眾消費市場和這些新興行業興起和發展做好準備,并成為驅動這些行業發展的中堅力量,才是英特爾GPU使命所在。

靈活的Xe圖形架構為英特爾GPU帶來優異的泛用性

單從架構技術層面就可以看出,英特爾GPU絕不僅僅只是在消費市場一爭高下。

英特爾Xe圖形架構從研發之初就考慮到了靈活性和泛用性,因此在一種架構下實現了四種不同規格的微架構設計。它同時包含面向集成顯卡、入門級獨顯的XeLP架構,面向游戲和桌面級圖形性能的XeHPG架構,還包含面向數據中心和AI的XeHP架構以及面向高性能計算的XeHPC架構。

  一種架構包含多種微架構,進而覆蓋不同應用需求

Xe圖形架構的出現,正式宣告了英特爾向高性能GPU領域進軍的決心,同時也完成了英特爾對Scalar(CPU)、Vector(GPU)、Matrix(ASIC)、Spatial(FPGA)四大計算類型的芯片全覆蓋。

全面滿足行業對高算力的需求 英特爾GPU宏偉愿景清晰勾勒

產品層面,五年時間里英特爾穩扎穩打步步為營,同樣可以看到其不僅僅只是局限于消費級領域,而是以高算力為基礎,全面滿足新興行業不斷拓展的愿景。

今年3月末,英特爾率先發布銳炫A系列高性能移動端獨立GPU。它采用靈活可拓展的XeHPG微架構設計,包含了強大的AI引擎和增強的媒體引擎,通過全新打造的Xe顯示引擎和圖形管線來處理各種不同顯示任務。同時還支持XeSS超級采樣技術,并且是行業首個支持AV1編解碼的消費級GPU。銳炫A系列GPU還包含了Deep Link這樣的多功能技術集,其中的動態功率共享,超級編碼和超級算力三大技術成為銳炫A系列GPU的王牌技術。

除了首 發的銳炫移動端之外,英特爾還將在今年年內陸續推出面向臺式機和工作站的高性能獨立GPU。而銳炫A系列顯卡的逐步落地,也是英特爾向消費級高性能GPU領域邁出的又一大步。

但是到此就夠了嗎?當然不是。

5月,英特爾借著“英特爾On產業創新峰會”,讓我們窺見了其面向數據中心的代號為Arctic Sound-M(ATS-M)的高性能GPU的一些細節。它包含兩種不同的配置,150W 功率版本在一個3/4長、全高尺寸的 PCIe 4.0 加速卡中封裝了 32 個 Xe 內核。75W 功率版本則在半高尺寸的 PCIe 4.0 加速卡中封裝了兩顆具有 8 個 Xe 內核的 GPU,共 16 個 Xe 內核。這兩種配置均配備了 4 個 Xe 媒體引擎、英特爾首款面向數據中心的 AV1 硬件編碼器和加速器、GDDR6 內存、光線追蹤單元和內置 XMX AI 加速,能夠提供每秒150萬億次運算(150 TOPS)能力。

值得一提的是,ATS-M是一款能夠真正滿足多媒體轉碼、視覺圖形處理和云端推理等企業級生產力場景需求的“多用途GPU”。它由完整的解決方案堆棧支持,為開發者提供了面向流媒體、云游戲和云端推理的開源軟件堆棧,并廣泛支持 AVC、HEVC、VP9,以及更多 API、框架和最新的編解碼器。

面對云游戲的使用場景,無論用戶對峰值性能、高密度提出需求,還是期待通過一個平臺滿足跨智能手機和 PC 游戲的融合云游戲解決方案,ATS-M均可以提供出色的游戲串流體驗。針對媒體串流和傳輸,ATS-M配備的 AV1 硬件編碼器,可在不犧牲質量的同時,帶來 30 比特率的提升,并可以實現一卡同時處理多達 8 路 4K 視頻流或超過30 路 1080p 視頻流。

特別地,針對遠程辦公所帶來的虛擬桌面架構(VDI)的增長,ATS-M還提供了靈活的虛擬 GPU(vGPU)調度策略,讓管理員能夠單獨微調 GPU 上每個虛擬機的運行指令,而目前其他廠商產品僅允許在虛擬機的全局設置中進行調整。針對媒體分析類的工作負載,ATS-M還提供良好的擴展性,為客戶提供更高的流密度和更低的成本,具體而言,集成兩顆 GPU 的 75W 功率版本 ATS-M 能夠在計算和解碼能力上實現很好的平衡,且不受媒體限制。

事實上,除了ATS-M之外,英特爾此前多次提及的為Aurora超級計算機項目所打造的Ponte Vecchio GPU同樣展現了驚人的圖形計算能力。據悉,它包含了多達47個顆不同芯片模塊,其中包括16個XeHPC 架構計算芯片、8個Rambo cache芯片、2個Xe基礎芯片、11個EMIB連接芯片、2個XeLink I/O芯片和8個HBM芯片。其整套芯片包含了驚人的1000億枚晶體管,規模龐大,能夠提供千萬億次級圖形算力!

消費市場的銳炫系列、超級計算領域的Ponte Vecchio以及數據中心級的ATS-M均陸續在今年相繼交付,這已然將英特爾GPU愿景的輪廓清晰地勾勒出來:在計算多元化、算力需求爆發式增長的大趨勢下,英特爾GPU將成為驅動新興行業發展的算力基石,同時也將成為英特爾自身業務增長的突破點。

高性能GPU成為英特爾新的業務增長點

現如今,消費級GPU市場的應用場景已經成型,不外乎游戲、視頻編解碼、在線視頻流媒體播放等。而要想在固有市場中尋求業務增長,尤其是想要在強大競爭對手面前取得發展,只能“積跬步以行千里”。

而面對算力需求呈幾何倍數暴增的云游戲、全堆棧流媒體,以及邊緣超級計算、高端車載信息娛樂系統、區塊鏈等新興領域的挑戰,則需要大開大合,借助Ponte Vecchio、ATS-M這樣的怪獸級GPU加速生態建設與完善,進而使高性能GPU成為英特爾芯片業務的強力增長點。

其實在英特爾2022年投資者大會上,CEO帕特·基辛格就指出,“英特爾GPU產品將在2022年為公司帶來超過10億美元營收。而作為英特爾新的增長引擎,預計到2026年,GPU相關產品將創造近100億美元營收?!?/p>

對于英特爾而言,從傳統芯片公司邁向數據服務型公司時,實現增長就已經注定不再只依賴自身所擅長的CPU。尤其近年來人們對于無處不在的算力的需求,讓英特爾更加明確了GPU圖形計算能力的重要性,而大幅度的營收規模增長預期,足以看出GPU強勁的“造血能力”對于英特爾自身發展的重要性。

結語

在很多人心目中,英特爾是一家出色的CPU芯片公司,這一點無可厚非,畢竟數十年來英特爾在這個行業都是公認的領軍企業。但事實上,英特爾現如今所扮演的角色,則是借助強大的算力提供能力,驅動各行各業發展的基石力量。

就以GPU為例,如果從大眾認知角度來看,英特爾所提供的就是銳炬Xe、銳炫A系列這樣的傳統意義上的圖形顯卡,它們為大眾消費者,為PC用戶提供可靠的圖形性能支持,滿足用戶看視頻、玩游戲、剪視頻的基本應用需求。

但如果從行業角度來看就不僅僅是這么簡單了。

一方面,無論是Ponte Vecchio還是ATS-M,亦或是未來Falcon Shores(一款將x86與Xe 顯卡集成在同一插槽的全新架構,它將在每瓦性能、計算密度、內存容量與帶寬方面均實現超過5倍的性能提升)體系下的全新架構產品,它們可能并不像銳炬Xe、銳炫A系列這樣能夠描摹出某一個具體的用戶畫像,但其強大算力卻可以為世界上千千萬萬用戶提供更好的體驗或服務。

另一方面,伴隨著新興領域、新興技術不斷涌現,越來越龐大的工作負載驅使圖形算力需求持續增長。因此,英特爾必須以技術為驅動,以產品為先鋒,以生態體系建設與合作為后盾,利用自身在軟件、AI、網絡、邊緣等技術上的優勢,與各個產業合作伙伴攜手,在為新興領域不斷提供強大算力支持、實現自身增長點突破的同時,驅動新興行業高速發展,從而使得由算力驅動的、有望改變人類生活方式的新技術、新行業、新領域最終實現落地。

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