初窥Intel Arc独立显卡：光追与XeSS一个不少

【天极网DIY硬件频道】作为英特尔最近几年宣传的核心之一，英特尔桌面级显卡最快在2022年第一季度到来，首款产品代号为Alchemist(DG2)，接下来还有基于第二代、第三代Xe HPG微架构的Battlemage、Celestial，再往后就是全新Xe架构的Druid。

在英特尔2021年的年度架构日活动上宣布，基于Xe HPG架构的高性能独立显卡降被命名为“锐炫”(Intel Arc)。英特尔同时在年度架构日活动上公布更多细节，特别是经过Xe LP低功耗架构的试水之后，Xe HPG高性能架构将向NVIDIA和AMD发起挑战。

与核显不同的架构

英特尔核显在多年来一直使用“执行单元”(EU)为基本模块，但Intel Arc将会变成雨NVIDIA相似的组织方式。“Xe核心”(Xe Core)包含矢量和矩阵(张量)ALU单元、零级和一级缓存、载入存储单元等。与NVIDIA不同的是，Xe核心没有纹理单元。

按照架构日活动公开的信息可以看到，Xe核心内有16个矢量单元(矢量引擎)，每个矢量单元每周期可处理256位，该矢量单元又可以细分为8个FP32 ALU单元，意味着每个Xe核心在每时钟周期能够处理128次FP32操作。

Xe核心的16个矢量单元还与16个矩阵数学单元「矩阵引擎(XMX)」配对，用于处理矩阵、张量运算。每个矩阵数学单元在每周期可处理1024位操作，相当于每周期64次FP16操作、或128个INT8操作。

Xe核心的上一层级是“渲染切片”(Render Slice)，专为DX12 Ultimate设计，每个包含4个Xe核心、4个光追单元、4个纹理采样器、几何前端、光栅前端、2个像素后端。光追部分支持DirectX光追(DXR)、Vulkan光追。

Alchemist DG2显卡核心最多内建8个渲染模块，共享大容量二级缓存。假设英特尔为玩家提供完整8模块核心，意味着DG2显卡最多可提供32个Xe内核或4096个FP32 ALU，几乎是DG1 Xe-LP GPU的矢量ALU的5倍，还不包括英特尔为矩阵内核、DirectX 12 Ultimate功能以及Alchemist附带的所有其他功能添加添加的所有额外硬件。

不过，英特尔Alchemist DG2的架构图上没有出现PCIe控制器、多媒体引擎、显示控制器等固定功能单元，而且L2缓存的容量也没有标明。但通过Linux驱动可以看到，DG2显卡将会首发支持DisplayPort 2.0。

台积电6nm工艺制造

英特尔Alchemist DG2显卡核心将由台积电代工，采用台积电N6的6nm工艺(7nm优化升级版)。台积电方面称，将为Intel GPU提供优化的性能、密度、能效平衡。

英特尔的性能计划

英特尔方面宣称，通过架构、逻辑设计、电路设计、制程工艺技术和软件的全方位优化，Xe HPG微架构可获得1.5倍频率和1.5倍的能效提升(与Xe LP微架构相比)。照此推算，Alchemist显卡的频率应该在2GHz左右，FP32算力约16.4TFlops，大约是之前DG1低功耗独显的8倍。

软件开发方面，英特尔与开发人员密切合作，对Xe微架构的进行设计，力求与行业标准保持一致。驱动程序在统一的代码库中涵盖集成、独立显卡，英特尔称第一款高性能游戏显卡将性能和质量放在首位。而且英特尔已经完成内核显卡驱动程序组件的重新架构，特别是内存管理器、编译器，号称计算密集型游戏的吞吐量平均提高15%、最多可达80%、游戏加载时间缩短25%。

英特尔XeSS人工智能加速超级采样

英特尔将为Intel Arc显卡加入AI加速超级采样(简称为XeSS)，其工作原理与NVIDIA的深度学习超级采样(DLSS)相似，通过将从较低的分辨率下对游戏进行渲染，再通过拉伸、锐化的方式，提供高质量图像，同时保证得到流畅的帧率。