Exclusiva: documentos internos de Intel revelan gráficos Xe de 500W y arquitectura de ‘mosaico’

Intel planea hacer tarjetas gráficas discretas, y sí, eso es emocionante. Pero hasta ahora, ha mantenido un sello hermético en los detalles.

Digital Trends ha obtenido partes de una presentación interna del grupo de centros de datos de Intel que nos dan nuestro primer vistazo real de lo que es capaz Intel Xe (con nombre código “Arctic Sound”). La presentación detalla las características que estaban vigentes a principios de 2019, aunque Intel puede haber cambiado alguno de sus planes desde entonces.

Estos detalles muestran que Intel se toma en serio atacar a Nvidia y AMD desde todos los ángulos posibles, y proporciona nuestro mejor vistazo a las GPU hasta ahora. La compañía claramente tiene la intención de ir a lo grande con la nueva línea de tarjetas gráficas, especialmente una con TDP (Potencia de diseño térmico, por sus siglas en inglés), de 500W, la mayor cantidad que hemos visto de cualquier fabricante.

Intel se negó a comentar cuando nos comunicamos con un portavoz para obtener una respuesta.

Los gráficos Xe de Intel utilizan chiplets “en mosaico”, probablemente con 128 unidades de ejecución cada uno

Xe es la arquitectura unificadora de Intel en todas sus nuevas tarjetas gráficas, y las diapositivas proporcionan nueva información sobre el diseño de Intel.

La documentación muestra que las GPU Xe de Intel utilizarán módulos “en mosaico”. Intel no llama “chiplets” a estos módulos en la documentación, pero la compañía reveló en noviembre que sus tarjetas Xe usarían un sistema de matriz múltiple, empaquetado en conjunto por el apilamiento 3D de Foveros.

La técnica es similar a la desarrollada por AMD en sus procesadores Zen (lo cual tiene sentido: considera a quién ha contratado Intel). Pero en gráficos, este enfoque difiere de cómo están diseñadas las tarjetas AMD y Nvidia.

Las tarjetas mencionadas incluyen una GPU de un mosaico en la parte inferior de la pila, una tarjeta de dos mosaicos y una tarjeta de cuatro mosaicos maximizada.

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Esta diapositiva describe los detalles del lanzamiento de Xe, también conocidos como plataformas de habilitación ATS (Arctic Sound). Ni Digital Trends ni nuestra fuente pudieron identificar parte de la terminología, aunque Sawtooth Pass hace referencia a una familia de tarjetas principales base de servidor Intel.

La documentación no indica cuántas unidades de ejecución (UE) se incluirán en cada mosaico, pero los recuentos de mosaicos se alinean con una fuga de controladores de mediados de 2019 que enumeró tres GPU Intel y sus correspondientes UE: 128, 256 y 512 Si se supone que cada mosaico tiene 128 UE, falta la configuración 384-UE. Eso se alinea con la configuración de tres fichas faltantes de las diapositivas filtradas que recibimos.

Asumimos que Xe usará la misma arquitectura básica compartida por los anteriores gráficos Irisu Plus (Generación 11) de la compañía, ya que Xe (Generación 12) llegará solo un año después. Las GPU Gen 11 de Intel contenían una división, en la cual había ocho “sub-divisiones”, cada una con ocho UE para un total de 64.

Esta es la base de Xe, que comenzará a unir varias divisiones en un solo paquete. Por la misma matemática, un único mosaico contaría con dos de estos sectores (o 128 UE). La GPU de dos mosaicos, entonces, presentaría cuatro rebanadas (o 256 UE) y la de cuatro mosaicos obtendría ocho rebanadas (o 512 UE).

Intel ha estado invirtiendo en tecnologías de conexión múltiple que podrían permitir que estos mosaicos funcionen con una alta eficiencia, conocido como EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge), quizás el “co-EMIB” mencionado por Intel el verano pasado. Es una tecnología que Intel debutó en los revolucionarios pero desafortunados chips Kaby Lake-G de 2018.

La potencia de diseño térmico oscilará entre 75W y 500W

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Una foto de la DG1 del CES 2020.

Intel tiene al menos tres tarjetas distintas en proceso, con un TDP que va desde 75W hasta 500W. Estos números representan la gama completa de gráficos, desde tarjetas de consumo de nivel básico hasta servidores para centros de datos.

Vamos a abordarlos uno a la vez, comenzando desde abajo. El TDP base de 75W a 150W se aplica solo a las tarjetas con una sola casilla (y, presumiblemente, 128 UE). Estos parecen los más adecuados para los sistemas de consumo, y se alinean con la vista previa que hemos visto hasta ahora de una tarjeta llamada “DG1”.

En CES 2020, Intel reveló el DG1-SDV (vehículo de desarrollo de software), una tarjeta gráfica de escritorio discreta. No tenía un conector de alimentación externo, lo que indicaba que probablemente era una tarjeta de 75W. Esa es una coincidencia con la tarjeta SDV de un mosaico que aparece en primer lugar en el cuadro anterior.

Es difícil decir cuánto podría diferir la parte de 150W de DG1-SDV. Sin embargo, un TDP de 150W estaría teóricamente en sintonía con la RTX 2060 de Nvidia (consumo de 160W) y la AMD RX 5600XT (consumo de 160W, después de una actualización reciente del BIOS).

Gráficos Intel Xe de 500W y arquitectura de mosaico
Este gráfico muestra el uso de energía de la GPU en vatios (W). Hanif Jackson / Digital Trends

A pesar del diseño llamativo de la cubierta de la DG1, Intel insistió en que estos eran solo para desarrolladores y vendedores de software. Las tarjetas que figuran en el cuadro como “RVP” (plataforma de validación de referencia) pueden ser productos que esperamos que Intel venda a particulares y desarrolladores de sistemas. Hasta el momento se desconoce cuánto se parecerán entre sí el RVP y el SDV, especialmente si Intel está preparando las versiones de estas GPU tanto para el consumidor como para el servidor.

Más allá de estas opciones, que pueden correlacionarse con productos de consumo, Intel parece tener tarjetas gráficas Intel Xe aún más extremas. Ambas necesitan más potencia de la que puede proporcionar una PC doméstica típica.

Primero es una GPU de dos mosaicos con un TDP de 300W. Si esto se vendiera a los jugadores, superaría fácilmente el consumo de energía de las tarjetas gráficas actuales de primer nivel. Su TDP tiene una potencia de 50w más que la Nvidia RTX 2080 Ti, que ya consume mucha energía.

A juzgar solo por TDP, es probable que este producto sea un competidor de la GPU RTX Titan de 280W o la Tesla V100 de 300W, la tarjeta de centro de datos más antigua de Nvidia. Es probable que una parte de la estación de trabajo cumpla con el segundo pilar en la estrategia de Intel, etiquetada como “alta potencia”. Intel define estos como productos hechos para actividades como la transcodificación de medios y análisis.

La GPU Intel Xe más potente de Intel no estará disponible como electrónica de consumo.

La verdadera solución de alto rendimiento es la tarjeta gráfica de 4 mosaicos, de 400W a 500W que se encuentra en la parte superior de la linea. Este modelo consume mucha más energía que cualquier tarjeta de video de consumo de la generación actual, y más que las tarjetas actuales para centro de datos, de inicio.

Esta tarjeta también especifica 48V de potencia. Eso solo se proporciona en las fuentes de alimentación de un servidor, lo que confirma efectivamente que la tarjeta Intel Xe más potente no aparecerá como parte del consumidor. La potencia de 48V puede ser lo que le permite a Intel llegar a los 500W. Si bien las fuentes de alimentación para juegos más extremas pueden manejar una tarjeta de video de 500W, la mayoría no puede.

Gráficos Intel Xe de 500W y arquitectura de mosaico

En noviembre de 2019, Intel anunció “Ponte Vecchio”, lo que la compañía llamó la “primera GPU exascale” para centros de datos. Es una tarjeta de 7 nm que utiliza una serie de tecnologías con conexión de chiplet para escalar a esa potencia.

Ciertamente parece una opción para esta tarjeta de 4 piezas y 500W, aunque Intel dice que Ponte Vecchio no saldrá hasta 2021. También se informó en ese momento que Ponte Vecchio usaría una interfaz Compute eXpress Link (CXL) a través de una conexión PCIe 5.0 y un paquete Foveros de ocho chips.

Xe usa memoria HBM2e y es compatible con PCIe 4.0

Gráficos Intel Xe de 500W y arquitectura de mosaico

Los rumores han circulado sobre Intel usando una costosa memoria de alto ancho de banda (HBM, por sus siglas en inglés) sobre GDDR5 o GDDR6 más convencionales. Según nuestra documentación, los rumores son ciertos. La última tarjeta gráfica importante en usar HBM2 fue la AMD Radeon VII, aunque las tarjetas Radeon posteriores han pasado a GDDR6, como las GPU de Nvidia.

La documentación especifica que Xe usará HBM2e, que es la última evolución de la tecnología. Se alinea bien con el anuncio de SK Hynix y Samsung de que las piezas HBM2e se lanzarían en 2020. Los documentos también detallan cómo se diseñará la memoria, se conectará directamente al paquete de la GPU y se usarán múltiples matrices de RAM 3D apiladas unas sobre otras.

Aunque no se menciona, es probable que Xe use el apilamiento 3D de Foveros para interconectarse entre múltiples matrices y también para acercar la memoria a la matriz.

Lo menos sorprendente que se debe confirmar sobre Intel Xe es la compatibilidad PCIe 4. Las tarjetas Radeon de AMD de 2019 son compatibles con la última generación de PCIe, y esperamos que Nvidia se ajuste a eso también en 2020.

Las GPU se dirigirán a cada segmento

Gráficos Intel Xe de 500W y arquitectura de mosaico
Esta diapositiva describe la gama completa de casos de uso y segmentos para los que Intel está lanzando tarjetas Xe.

Intel ha creado una arquitectura única que escala desde sus gráficos integrados para computadoras portátiles delgadas hasta computación de alto rendimiento para ingeniería de datos y aprendizaje automático. Ese siempre ha sido el mensaje de Intel, y la documentación que hemos recibido lo confirma.

Las tarjetas discretas para juegos son solo una pequeña parte de la línea de productos. Las diapositivas muestran los planes de Intel para numerosos usos que incluyen procesamiento y entrega de multimedia, gráficos remotos (juegos), análisis de medios, realidad aumentada y realidad virtual inmersiva, aprendizaje automático y computación de alto rendimiento.

¿Dónde nos deja esto?

Sería fácil echar un vistazo a estas especificaciones y sacar conclusiones amplias de ellas. Pero hay muchas cosas que todavía no sabemos. Es demasiado pronto para decir si la ambiciosa apuesta de Intel en tarjetas gráficas discretas afectará a AMD y Nvidia. Es probable que no escuchemos más detalles oficiales sobre Xe hasta Computex 2020.

Aun así, está claro que Intel no está cojeando en el lanzamiento de sus primeras tarjetas gráficas discretas. La compañía competirá con Nvidia y AMD en todos los mercados clave: nivel de entrada, rango medio y HPC.

Si es posible establecer un punto de apoyo en una sola de estas tres áreas, Nvidia y AMD tendrán un nuevo competidor fuerte. Una tercera opción aparte del duopolio actual implicaría mejores opciones a precios más agresivos. ¿Quién no quiere eso?

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