Intel рассказала об архитектуре игровой видеокарты Arc Alchemist и технологию ИИ-масштабирования в играх

Intel рассказала об архитектуре X^e HPG, которая ляжет в основу игровой серии дискретных видеокарт Alchemist (ранее DG2). Подробности были рассказаны на мероприятии Intel Architecture Day. Первые игровые видеокарты Intel под маркой Arc появятся в продаже в первом квартале 2022 года, они будут производиться на мощностях TSMC.

Графические чипы серии Alchemist будут выпускаться по усовершенствованному техпроцессу с нормами 7 нм. Выбранный Intel техпроцесс N6 является одним из вариантов 7-нм технологии TSMC с более глубоким использованием при производстве EUV-инструментов. Как следует из информации тайваньского производителя, данный техпроцесс обеспечивает на 15 % более плотное размещение транзисторов на кристалле по сравнению с базовой 7-нм технологией.

Intel продемонстрировала строение базового строительного блока — ядра X^e. Ядро включает в себя 16 векторных и 16 матричных арифметических движков (называемых XMX — X^e Matrix Extensions), устройства загрузки и сохранения данных, а также кеш-память.

Ядра X^e по четыре штуки объединяются в модули. В них также добавлены совместимые с DirectX 12 Ultimate функциональные блоки геометрии, текстурирования, растеризации и сэмплирования. Кроме того, каждый модуль включает в себя четыре аппаратных движка трассировки лучей с поддержкой DirectX Raytracing (DXR) и Vulkan Ray Tracing. Максимальная версия Alchemist будет состоять из восьми таких модулей, что в сумме даст 512 векторных движков и 512 блоков XMX. Кроме того, в итоговом чипе предусматривается общий для всех модулей кеш второго уровня.

В качестве графической памяти в ускорителях Alchemist будет использоваться GDDR6 с пропускной способностью на контакт до 18 Гбит/с.

Преимущество X^e HPG над X^e LP будет также обуславливаться полуторакратным увеличением рабочей частоты и полуторакратным улучшением соотношения производительности на ватт, достигнутых за счёт техпроцесса, внутренних улучшений микроархитектуры и оптимизации драйверов. Intel также отчиталась, что рефакторинг графического драйвера позволил увеличить производительность в процессорозависимых играх на дополнительные 18 %.

Также Intel продемонстрировала ключевую особенность новые ускорителей — технологию интеллектуального масштабирования X^eSS (X^e Super Sampling), которая способна двукратно увеличить производительность в высоких разрешениях без видимой потери в качестве изображения.

Технология X^eSS работает на матричных XMX-движках, которые добавлены в графическую архитектуру ядра X^e. Эти движки способны ускорять алгоритмы ИИ, и именно на их вычислительных возможностях основана работа X^eSS. Технология использует глубокое обучение для синтеза изображений, близких по качеству к рендерингу с высоким разрешением. Иными словами, X^eSS похожа на NVIDIA DLSS: технология реконструирует детали изображения на субпиксельном уровне из соседних пикселей, а также из предыдущих кадров с компенсацией движения. В результате игры, в которые можно играть только при низких настройках качества или разрешения, получают плавный игровой процесс с более высокими настройками качества и разрешения.

За процесс реконструкции изображения с повышенной детализацией в X^eSS отвечает нейронная сеть. Применение этого алгоритма, согласно заявлениям Intel, позволяет поднять частоту кадров в 2 раза по сравнению с обычным рендерингом в целевом разрешении. Отдельно отмечается, что задержка, вносимая в игровой процесс алгоритмами X^eSS незначительна на фоне полного времени рендеринга кадра.

Технология X^eSS сможет работать в том числе и на уже присутствующей на рынке интегрированной графике с архитектурой X^e LP, где вместо матричных движков XMX она будет использовать набор инструкций DP4a. Однако прирост производительности в этом случае будет ниже.