インテル

インテル

発売日	2020年9月2日; 4年前 ( 2020-09-02 )
製造元	インテル TSMC
デザイン：	インテル
販売元	インテル
製造工程	TSMC N6
カード
エントリーレベル	アイリスXeグラフィックス
ハイエンド	インテルアーク
歴史
前任者	第11世代
後継	インテル Xe2

Intel Xe（X ^eと表記され、2つの別々の文字として発音される、^[1]「エクサスケール・フォー・エブリワン」の略称^[2]）は、以前は非公式にGen12 ^{[3] [4]}として知られていた、Intelが開発したGPU アーキテクチャです。^[5]

Intel Xeには新しい命令セットアーキテクチャが含まれています。Xe GPUファミリーは、統合型/低消費電力（Xe-LP）^[6]から、愛好家向け/高性能ゲーム（Xe-HPG）、データセンター向け/高性能（Xe-HP）、高性能コンピューティング（Xe-HPC）に至るまで、一連のマイクロアーキテクチャで構成されています。^{[7] [8]}

インテルが初めて専用グラフィックスカードに取り組んだのは、1998年2月に発売されたIntel740 [ ^9]だった。Intel740 は市場の期待を下回るパフォーマンスだったため失敗作とされ、インテルは将来のディスクリートグラフィックス製品の開発を中止した。しかし、その技術はインテル エクストリーム グラフィックスのラインナップに引き継がれた。^[10]インテルは2009年に中止する前に、ララビーアーキテクチャで別の試みを行った。 ^[11]このとき開発された技術は、2020年に製造中止となったXeon Phiに使用された。 ^[12]

2018年4月、IntelがデータセンターとPCゲーム市場の両方をターゲットとし、NvidiaとAMDの両社の製品と競合するディスクリートグラフィックプロセッシングユニットを開発するためのチームを編成していると報じられた。^[13]この主張を裏付ける噂には、同社がグラフィック関連の仕事に100人以上の空きがあり、 2017年後半にRadeon Technologies Group（AMD）の元リーダーであるRaja Koduriを採用したことなどがあり、新製品のコードネームは「Arctic Sound」であると報じられた。^[13]このプロジェクトは当初、データセンター向けのビデオストリーミングチップをターゲットにしていたと報じられたが、その範囲はデスクトップGPUを含むように拡大された。^[13]

2018年6月、Intelは2020年にディスクリートGPUを発売する予定であることを確認した。^[14]

最初の機能的なディスクリート「Xe」GPU（コードネーム「DG1」）は、2019年10月にテストが開始されたと報告されました。^[15]

2019年後半のHexusのレポートによると、ディスクリートGPUは2020年半ばに発売される予定で、データセンターや自動運転アプリケーション向けのGPU/CPU複合（ GPGPU ）製品も予定されている。この製品は当初10nmノード（ 2021年には7nm製品）で構築され、IntelのFoverosダイスタッキングパッケージング技術（3Dダイスタッキングを参照）を使用する予定だった。^[16] 2020年には、Intel Iris Xe Maxという名前で最初のGPUがリリースされ、第11世代Intel Coreプロセッサ（コードネーム「Tiger Lake」および「Rocket Lake」）に統合され、 ^{[4] 2021年にはIntel} OEMメーカー専用のIris Xe DG1カードが続いた。^[17]最後に、多少の遅れはあったものの、同社が20年以上ぶりに発売するディスクリートグラフィックカードであるIntel Arcシリーズは、2022年に店頭発売される予定である。^[18]

Intel Xeは、 Gen 11で導入されたマイクロアーキテクチャのオーバーホールを拡張し、命令セットアーキテクチャを完全にリファクタリングしました。^{[19] [4]} Xeはアーキテクチャのファミリーですが、各バリアントはそれぞれのターゲットを念頭に置いて作られているため、互いに大きな違いがあります。Xe GPUファミリーは、Xe-LP、Xe-HP、Xe-HPC、およびXe-HPGサブアーキテクチャで構成されています。

実行ユニット（EU）を計算ユニットとして使用していた以前のIntelグラフィックス処理ユニットとは異なり、Xe-HPGとXe-HPCはXeコアを使用します。^[20]これはXe-LPサブスライスに似ています。^[20] Xeコアには、ベクトルエンジンとマトリックスエンジンと呼ばれるベクトルおよびマトリックス算術論理ユニットが含まれています。その他のコンポーネントには、L1キャッシュやその他のハードウェアがあります。^{[20] [21]}

Xe-LPは、FP64のサポートを削除したXeアーキテクチャの低消費電力版です。^[22] Xe-LPは、第11世代Intel CoreおよびIris Xe MAXモバイル専用GPU（コードネームDG1）の統合グラフィックスとして存在し、^[6] H3C XG310 Intel Server GPU（コードネームSG1）にも搭載されています。^[4]前身と比較して、Xe-LPには、サンプラーフィードバック、^[23]デュアルキューサポート、^[24] DirectX12ビューインスタンス化Tier2、^[25] AV1 8ビットおよび10ビット固定機能ハードウェアデコードなどの新機能が含まれています。^[26]

Xe-HPはXeのデータセンター/高性能版であり、FP64パフォーマンスとマルチタイルスケーラビリティに最適化されています。^[5]

Xe-HPCは、Xeアーキテクチャの高性能コンピューティングバリアントです。^{[7] [8]} Xe-HPC Xeコアには、8つのベクトルエンジンと8つのマトリックスエンジンに加えて、512KBの大容量 L1キャッシュが含まれています。^[27] Ponte Vecchioに搭載されています。

Xe-HPG は、Xe アーキテクチャのエンスージアスト向けまたは高性能グラフィックス バリアントです。マイクロアーキテクチャは、Xe-LP をベースに、Xe-HP と Xe-HPC を改良したものです。^[28]マイクロアーキテクチャはグラフィックス パフォーマンスに重点を置いており、ハードウェア アクセラレーション レイ トレーシング、^{[7] [29]} DisplayPort 2.0、^[30] XeSS またはニューラル ネットワークに基づくスーパーサンプリング ( Nvidia DLSSに類似)、およびDirectX 12 Ultimate をサポートしています。 ^[31] Intel は、Alchemist 以降のハードウェアからASTCサポートが削除されており、将来の Intel Arc GPU マイクロアーキテクチャでもサポートされないことを確認しました。^[32] Xe-HPG Xe コアには、16 個のベクター エンジンと 16 個のマトリックス エンジンが含まれています。^[21] Xe-HPG レンダー スライスは、4 つの Xe コア、レイ トレーシング ハードウェア、およびその他のコンポーネントで構成されます。^[21]

Xe-LPG アーキテクチャは、 Intel のMeteor Lakeおよび今後登場するArrow Lakeプロセッサのタイルベースの iGPU (tGPU)向けに設計された Xe-HPG の低電力版です。Intel の Arc A シリーズ グラフィックス カードで使用されているものと同じArc Alchemistグラフィックス (Gen 12.7) をベースにしていますが、ワット数が低くワットあたりのパフォーマンスが高い操作に最適化されています。

Xeの後継は、Intel Architecture Day 2021でXe 2という名前で発表され、コードネームはBattlemageでした。現在開発中です。^[21] HardwareLuxxとの独占インタビューで、トム・ピーターソンは、Xe2^が統合GPU用の「Xe2-LPG」（低電力グラフィックス）とディスクリートGPU用の「Xe2-HPG」（高性能グラフィックス）に分割されることを確認しました。^[34]

Intel Xe 3（コードネームCelestial）^[21]は、Intel Xe 2マイクロアーキテクチャの後継となるものです。

Intel Xe 4（コードネームDruid）^[35]は、 Intel Xe 3マイクロアーキテクチャの後継となるものです。

新しいIntelプロセッサはXe-LPマイクロアーキテクチャを採用しています。これには、第11世代Intel Coreプロセッサ（コードネーム「Tiger Lake」および「Rocket Lake」）、^[4]第12世代Intel Coreプロセッサ（コードネーム「Alder Lake」）、および第13世代Intel Coreプロセッサ（コードネーム「Raptor Lake」）が含まれます。

2020年8月、Intelは2020年後半のリリースに向けてXe DG1 GPUを出荷すると報じられ、同時に愛好家市場向けのDG2 GPU（後に「Alchemist 」という愛称で呼ばれるIntel Arcの第1世代であることが判明）についてもコメントした。DG1は、ラップトップではIris Xe MAXやIris Xe Graphics（ iRIS X ^eと表記）としても販売されており、開発者向けのカードはDG1 SDVとして販売されている。^{[36] [37]}

Xe MAXは、2020年11月1日に中国で初めてリリースされたエントリーレベルのGPUで、Tiger Lakeプロセッサに搭載されている統合GPUとほとんどの点で類似していますが、唯一の違いは、クロック速度が高く、パフォーマンスがわずかに高く、専用メモリと専用TDP要件があることです。NvidiaのラップトップレベルのGPUであるGeForce MXシリーズと競合します。スリムで持ち運びに便利な生産性ラップトップを対象としており、128ビット幅のメモリバスを備えた4GBの専用LPDDR4X-4266メモリ、96個のEU、48個のテクスチャユニット、24個のROP、1650MHzのピーククロック速度、25W TDPで2.46 FP32テラフロップスのパフォーマンスを備えています。比較すると、Tiger Lakeプロセッサの統合GPUのパフォーマンスは2.1 FP32テラフロップスです。^{[38] [39]} Xe MAXはシステムの統合GPUを置き換えるものではありません。代わりに、それと並行して動作するように設計されているため、タスクは統合GPUとディスクリートGPUの間で分割されます。^[40]当初は、Asus VivoBook Flip 14 TP470、Acer Swift 3X、Dell Inspiron 15 7000の3台のラップトップでのみ利用可能でした。Intel Xe MAX GPUは、Tiger Lakeプロセッサを搭載したシステムにのみあります。

インテルは2021年1月26日、OEMおよびシステムインテグレーター向けのインテルIris Xeグラフィックスデスクトップカードを正式に発表した。AV1ビデオデコード、HDR（ハイダイナミックレンジ）ビデオサポート、ディープラーニング推論における他のグラフィックスオプションよりも優れたものとして、主流のデスクトップおよびビジネスPCを対象としており、有効なEUは80のみで、ラップトップ版ほど強力ではない。最初のカードはAsus製で、DisplayPort 1.4、HDMI 2.0、デュアルリンクDL-DVI-D出力を備え、パッシブ冷却されている。^{[41] [42] [43] [44]}

Intel Arc は、ゲーム用に最適化された高性能なディスクリート グラフィックス ラインです。これは、グラフィックス プロセッシング ユニットのRadeonおよびGeForceラインと直接競合します。第 1 世代 (コード名「Alchemist」) は、「DG2」という名前で開発され、Xe-HPG アーキテクチャに基づいています。将来の世代は、Battlemage (「DG3」、Xe ^{2ベース)、Celestial (「DG4」、Xe 3}ベース)、および Druid (「DG5」) というコード名で呼ばれています。

2020年11月11日、IntelはシングルスロットPCIeカードに32GBのLPDDR4Xメモリを搭載した4つのDG1 GPUで構成されるH3C XG310データセンターGPUを発売した。^{[48] [49]}各GPUは128ビットバスを介して8GBのメモリに接続され、カードはシステムの残りの部分とPCIe 3.0 x16接続を使用する。GPUはXe-LP（Gen 12.1）アーキテクチャを採用している。

インテルは2019年11月17日、コードネームPonte VecchioのXe汎用HPC / AI GPUを正式に発表した。Xe-HPCアーキテクチャのバリアント^[50]と、インテルの「Embedded Multi-Die Interconnect Bridge」（EMIB）およびFoverosダイスタッキングパッケージをIntel 4ノード（以前は7nmと呼ばれていました）で使用することが明らかになりました。インテルはその後、Architecture Day 2021で、Ponte VecchioはTSMC N5で製造されたコンピューティングタイル、 Intel 7 （以前は10nm Enhanced SuperFinと呼ばれていました）を使用して製造されたベースタイルとRamboキャッシュタイル、およびTSMC N7プロセスで製造されたXeリンクタイルを使用することを確認しました。新しいGPUは、アルゴンヌ国立研究所の新しいエクサスケールスーパーコンピュータであるAuroraで使用される予定で、計算ノードは2つの次世代Intel Xeon（コードネーム「Sapphire Rapids」）CPUと6つのPonte Vecchio GPUで構成されています。^{[51] [52]}

インテルは2022年5月31日にPonte Vecchioの後継となるGPUのコードネームRialto Bridgeを正式に発表した。 ^[56] 2023年3月3日、インテルはRialto Bridgeの製造を中止し、代わりにタイルベースの柔軟でスケーラブルなFalcon Shores XPU（CPU + GPU）を2025年に発売すると発表しました。^[57]

Arctic Soundというコードネームで、IntelはXe-HPアーキテクチャ（第12.5世代）をベースに、ビジュアルクラウドとAI推論用のデータセンターGPUを開発した。^[58] GPUはIntelの10nmノードで製造される予定で、ダイサイズは約190 mm ²で、トランジスタ数は80億個だった。^[59]最大4つのGPUタイルをHBM2eメモリとともに1つのパッケージに組み合わせることができる。2021年10月、Raja KoduriはXe-HPが最終製品として商品化されないことを発表しました。^[58]代わりに、Arctic SoundカードはAlchemistコンシューマー向けグラフィックスカードと同じXe-HPGアーキテクチャ（第12.7世代）をベースにしたものになる。^[60]これらは2022年8月24日にIntel Data Center GPU Flexシリーズとして発売された。 2023年3月3日、インテルは、2023年に段階的な改良を加えてArctic Soundの後継となる予定だったLancaster Soundの開発を中止すると発表しました。代わりにインテルは、パフォーマンスと機能の面でアーキテクチャの大きな飛躍となるMelville Soundの開発を加速します。^[57]

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