從CPU、GPU到HPC，Xe架構為盤算帶來指數級加速

摘要：在去年12月份的「架構日」活動上，英特爾介紹了該公司在設計與模型工程方面的戰略性轉變，將基於摩爾定律及六大技術支柱戰略，驅動英特爾不斷推進產品開發、引領未來創新，以滿足日益演進的計算發展和行業需求。Xe架構正在為英特爾至強處理器家族加速，通過打造一個整體的軟件和計算環境，充分利用工作流做到指數級優勢，從而「讓每個晶體管都派上用場」。

今（19）日，英特爾在中國區微軟商城上線了全新的顯卡控制中心，這個全新的顯卡控制中心界面在上個月的Computex上披露。彼時，英特爾公布了基於10奈米工藝的Ice Lake處理器的技術細節，除了全新的制程技術和架構之外，Ice Lake有一個非常重要的新特性——它集成了Gen11核顯，顯示性能幾乎翻了一倍，顯卡控制中心也隨之翻新。然而，Gen11核顯只是一個開始。據悉，Ice Lake的後續版本還將應用英特爾即將推出的Xe架構，讓顯示性能做到更大的飛躍。

Xe架構是什麼？這個全新的GPU計算架構，專為高性能計算領域打造。如果要給它起一個外號，那麼圖形處理的「指數級加速伴侶」是再合適不過的了。在5月初的英特爾投資者大會上，英特爾首席工程官任沐新（Murthy）宣布，該公司2021年上市的首款7奈米產品便將是基於英特爾Xe架構的通用GPU。以全新架構搭配全新工藝，這個Xe架構不可小覷。

目前市場上的GPU正在面臨著一些架構上的挑戰，例如顯存空間太小、性能無法完全滿足精細的圖形並行柵格化工作等等。為了達到最逼真的效果，工作室們對織物、液體和毛發等進行複雜的物理處理，以及通過對光線的追蹤來模仿光的物理形態。這些算法受益於並行計算和矢量計算的組合，同時需要越來越大的內存。因此，最佳解決方案應當包括一套整體的平台設計，可以將計算任務分配給最合適的處理資源。

全新推出的英特爾Xe架構，便可以幫助解決這些挑戰。在去年12月份的「架構日」活動上，英特爾介紹了該公司在設計與模型工程方面的戰略性轉變，將基於摩爾定律及六大技術支柱戰略，驅動英特爾不斷推進產品開發、引領未來創新，以滿足日益演進的計算發展和行業需求。這六大技術支柱包括制程和封裝、架構、內存和存儲、互連、安全、軟件，它們是英特爾未來產品的基礎，並且每一個都同樣重要。在這個大膽的全新工程願景中，英特爾Xe架構便是一個非常關鍵的元素。它將幫助應對圖形處理市場越來越複雜的需求，並在高性能計算領域一展拳腳。

英特爾Xe架構同時提供兩個獨特的微架構，針對數據中心和客戶端進行優化，以打造更加廣泛的產品系列。可擴展性是它的核心優勢，其應用涉及多個計算和圖形細分市場，從主流筆記本電腦和發燒友級遊戲系統到數據中心的高性能計算，滿足廣泛的市場和工作負載需求。

Xe架構正在為英特爾至強處理器家族加速，通過打造一個整體的軟件和計算環境，充分利用工作流做到指數級優勢，從而「讓每個晶體管都派上用場」。在經過雲端優化的渲染場景下，其路線圖如今已有新的進展，包括光線追蹤硬件加速、支持英特爾渲染框架系列API和函數庫。對於當前基於英特爾渲染框架開源產品的圖形和渲染解決方案的使用者來說，這些靈活的加速平台將帶來指數級的性能優勢。在渲染之外，作為各種仿真計算的一種通用計算技術，光線追蹤技術也正在快速發展。

為了確保專業渲染、科學可視化和虛擬設計社區能夠廣泛使用高級圖形和可視化功能，英特爾正在支持建立XeLLENCE英特爾圖形和可視化研究所（英特爾GVI），與世界一流的相關研究機構合作，讓所有創造和科學社區更好地利用Xe架構所支持的平台。

此外，在高性能計算領域，Xe架構也將支持指數級的計算性能。英特爾即將於2021年交付的首個百億億次級計算機系統，將採用未來的英特爾至強可擴展處理器、英特爾傲騰數據中心級持久內存、英特爾Xe計算架構和英特爾OneAPI編程框架。基於這些橫跨六大技術支柱的創新，助力計算做到真正的「指數級」增長。

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