Intel Xe: todo lo que necesitas saber sobre las GPU dedicadas de Intel

No es de sorprender que el más grande fabricante de procesadores tenga la línea más completa de placas base. Lo extraño es que no tenga una línea de tarjetas gráficas dedicadas. Aunque, al parecer, eso llego a su fin y lanzará sus primeras soluciones de gráficos este 2020: Intel Xe. De ser cierto, esta será la primera nueva tarjeta gráfica discreta de Intel en más de dos décadas.

La tecnología detrás de esta GPU y su rendimiento potencial siguen envueltos en misterio, pero a medida que pasa el tiempo, los detalles salen a la luz. Si demuestra ser una alternativa viable a Nvidia y AMD, este será uno de los eventos más importantes en la industria de las tarjetas gráficas en este siglo.

Esto es todos lo que sabemos hasta ahora.

Precios y disponibilidad

Logo de Intel xe sobre un escenario y bajo la luz principal.

Intel ha declarado que podemos esperar un debut en el verano de 2020 y que apuntaba a una amplia selección de opciones gráficas, algunas dirigidas a electrónica de consumo y otras para Alto desempeño. Intel reveló la primera de sus GPU centradas en el negocio en noviembre de 2019. Intel ha dicho que la GPU Ponte Vecchio no se lanzará hasta 2021, ya que se basará en una segunda generación de gráficos Xe. WCCFTech informó que primero se usará en la Supercomputadora Aurora.

A mediados de 2019, el ejecutivo de Intel Raja Koduri tuiteó una foto de su Tesla, con el nombre “ThinkXE” en la placa y con una etiqueta que muestra el mes de junio y el año 2020. Esto podría ser un anuncio anticipado de un lanzamiento en junio de 2020 para la tarjeta gráfica Xe, quizás a tiempo para Computex.

Mientras tanto, Intel reveló la primera de sus GPU centradas en el negocio durante la Conferencia de Desarrolladores Intel HPC en noviembre de 2019. Durante su discurso de apertura, el ejecutivo de Intel Raja Koduri, dijo que Ponte Vecchio aparecerá por primera vez en la supercomputadora Aurora en el Laboratorio Nacional Argonne. Sin embargo, la GPU Ponte Vecchio no llegará hasta 2021 dado que se construirá sobre una segunda generación de gráficos Xe.

En diciembre de 2019, sin embargo, comenzaron a circular rumores de que el desarrollo de gráficos Xe no progresaba lo suficientemente rápido. Un usuario de los foros de Chiphell (a través de WCCFTech) afirmó que el desarrollo de gráficos Xe no funcionaba bien y que es posible que no veamos ninguna GPU Intel antes de finales de 2020. También afirmaron que esto retrasaría a Ponte Vecchio a 2022 como muy pronto.

De ser cierto, esto sería problemático por una serie de razones, de entrada porque los gráficos Xe están programados para aparecer en los próximos procesadores Tiger Lake de Intel, actualmente programadas para una versión 2020. Es probable que esto sea una prioridad para Intel, por lo que podría provocar una escasez de GPU dedicadas si se lanzan en un momento similar.

También existe el rumor de que Intel será la única compañía que venda sus GPU en el lanzamiento, ya que ha tenido problemas para definir nuevas relaciones con socios de tarjetas que las incluyan para crear variantes personalizadas y con ‘overclock’.

Una fuga de información en la liberación de controladores de video de Intel en el verano de 2019 hizo referencia a cuatro tarjetas gráficas discretas diferentes. Eso sugiere que para los ‘gamers‘ y los fanáticos del ‘hardware‘, habrá una selección relativamente amplia de tarjetas gráficas para elegir.

Finalmente, una diapositiva reciente que mostrada durante una presentación para el Exascale Computing Project indica que Xe DG1 (el nombre oficial de Intel para su GPU discreta para los consumidores), no será una tarjeta adicional para el escritorio.

Será una GPU discreta de baja potencia para computadoras portátiles. La versión de la tarjeta complementaria solo aparece en el kit de Software Development Vehicle suministrado a los desarrolladores de software.

Aunque los tweets recientes de Raja Koduri muestran hardware real, más tarde aclaró que todas las imágenes se basan en GPU dirigidas a Centros de datos. Estas imágenes incluyen la GPU Ponte Vecchio Xe-HPC y una basada en el diseño Xe-HP de Intel.

En este punto, no hay indicios de que Xe aparezca como una tarjeta adicional durante 2020. En cambio, es probable que veamos a Intel seguir su patrón de lanzamiento de procesadores e introducir Xe en las computadoras portátiles primero. Como ya sabemos que Xe se lanzará para centros de datos en 2021, asumir que las GPU de escritorio aparecerán en el mismo período de tiempo es una apuesta segura.

Para llevar esa idea a casa, Raja Koduri expresó específicamente el enfoque actual de Intel en gráficos integrados:

Twit de Raja Koduri

Arquitectura y desempeño

intel xe tarjeta de video

Cuando Intel hizo su anuncio oficial sobre la nueva tecnología de tarjetas gráficas que estaba desarrollando, la compañía dejó en claro que estaba construyendo una GPU discreta para tarjetas gráficas adicionales. Esta sería su primera tarjeta gráfica discreta desde que se lanzó la tarjeta basada en AGP i740 en 1998.

Esta tarjeta utilizó la arquitectura de GPU de primera generación de Intel (Gen1), una tecnología que se trasladó al chipset en las próximas tres generaciones, seguido de la integración en el arranque del procesador con Gen5.

Si bien, el anuncio de una nueva tarjeta gráfica discreta sugiere que Intel está construyendo algo separado de sus gráficos integrados existentes para procesador, ese no es el caso. Se basarán en la misma arquitectura de 12ª generación utilizada en el núcleo de sus gráficos integrados para las próximas generaciones de procesador como Tiger Lake, pero con la escala adecuada.

Intel anunció previamente que habrá tres microarquitecturas distintas como parte de la gama Xe:

Xe HPC: GPU de alto rendimiento. Diseñadas para centros de datos y supercomputación, como Ponte Vecchio.

Xe HP: GPU de alto rendimiento. Dirigidas a jugadores de computadora, entusiastas, estaciones de trabajo y profesionales.

Xe LP: GPU de bajo rendimiento. Para tarjetas de nivel básico y gráficos integrados.

En cada caso, Intel aprovechará la marca “Xe” para todos los esfuerzos gráficos futuros, ya sean tarjetas  integradas o discretas, aunque habrá grandes diferencias de rendimiento entre ellas.

La mejor vista de la arquitectura detrás de estas nuevas tarjetas vino en nuestro propio informe sobre una diapositiva obtenida de Intel que indicaba la TDP (Potencia de diseño térmico, por sus siglas en inglés), y la arquitectura “en mosaico” de estas primeras tarjetas Xe.

intel xe grafica de datos

La arquitectura de la GPU de Intel utiliza un diseño basado en mosaicos, aunque los documentos también se refieren a sectores. Entre otros componentes, cada mosaico contiene un número establecido de “mosaicos secundarios” (o subsectores) que contienen ocho unidades de ejecución cada uno. Este diseño base no es nada nuevo.

Por ejemplo, el GT2 de 11ª generación presenta un mosaico con ocho submosaicos en ocho UE (Unidades de ejecución) cada uno, con un total de 64 UE. El diseño GT1.5 de Intel totaliza 48 UE, mientras que el GT1 de gama baja totaliza 32 UE.

El mayor recuento hasta ahora es el GT3 de novena generación con dos fichas que contienen 96 UE cada una. Traducido al recuento de núcleos, la novena Gen GT3 tiene 768 núcleos y la 11ª Gen GT2 tiene 512 núcleos.

Sin embargo, lo nuevo es la introducción de un diseño de cuatro mosaicos en Gen12. Hasta ahora, solo hemos visto dos a lo sumo, en gráficos integrados. Una fuga de controladores de julio de 2019 también sugiere que el diseño Gen12 de Intel duplicará el recuento de la UE para cada mosaico, totalizando 128. Aún más, podrían estar interconectados con el EMIB (Puente interconectado de múltiples matrices, por sus siglas en inglés), integrado de Intel.

Cuando se alineó con una fuga de información de unos controladores en julio de 2019, se dedujo que estos mosaicos probablemente contienen 128 UE y podrían combinarse con el Puente de interconexión de troquel múltiple incorporado (EMIB) de Intel.

En otra parte de la presentación, Intel afirmó estar desarrollando tarjetas gráficas en todo el espectro de precios y rendimiento, hasta el final. Se incluyen diseños que van desde una TDP de 75 hasta 500 W. En el extremo superior, eso es el doble del TDP de la tarjeta gráfica para juegos más potente de Nvidia, la 2080 Ti. Con la carga anterior confirmando que la GPU usará un voltaje de entrada de 48 V, eso lo hace casi seguro una tarjeta de alto desempeño.

Es posible que esta tarjeta de 500W y cuatro mosaicos sea la GPU Ponte Vecchio que Intel anunció en noviembre de 2019. Aunque Ponte Vecchio no debutará hasta 2021, Intel lo llamó la “primera GPU exascale” y declaró que usaría una interfaz Compute eXpress Link (CXL) que se ejecuta en una conexión PCIexpress 5.0.

Según los informes, las otras GPU de mosaico simple y doble tendrán TDP de 75, 150 y 300 W. Si bien esta última todavía es alta, esas son TDP mucho más típicas que bien podrían equivaler a las tarjetas gráficas de juegos para computadoras de escritorio convencionales. Las tarjetas comparables que ya existen en esos niveles incluyen la GTX 1650 a 75 W, la RX 5600 XT a 160 W y la Titan RTX a 280 W.

Sin embargo, ten en cuenta que los números proporcionados en el gráfico podrían cambiar antes del lanzamiento oficial de Xe. Se basan en placas base (plataforma de validación de referencia) y sistemas especiales (vehículo de desarrollo de software) suministrados a fabricantes de equipos originales, integradores de sistemas y desarrolladores de software.

Finalmente, un punto de referencia reciente muestra que DG1 supuestamente, se basa en el diseño Xe-LP de Intel, que empaca solo 96 UE (768 núcleos sombreadores), lo que se traduce aproximadamente en 2.3 teraflops. Eso lo pone a la par con la GPU GTX 1050 Ti de Nvidia. Catalogado como “Sandra”, el punto de referencia también enumera 3 GB de VRAM y 1 MB de caché L2.

HBM y PCIexpress 4.0

En una entrevista (ya eliminada) con el jefe de desarrollo gráfico de Intel, y Raja Koduri, líder de Radeon Technology Group desde hace mucho tiempo, sugirió que estas nuevas tarjetas gráficas podrían no usar la GDDR6 más típico para la memoria. En cambio, se sugirió que estas GPU podrían usar HBM (Memoria de alto ancho de banda, por sus siglas en inglés), que es mucho más costosa.

Esta noticia no debería sorprender, dado que Raja Koduri dirigió previamente la división Radeon de AMD, que actualmente usa memoria HBM2, como con la Radeon VII.

Eso fue minimizado y desacreditado en su mayoría por Intel, pero el anuncio de Ponte Vecchio GPU sí mostró la memoria HBM utilizada en el diseño. Los documentos internos que Digital Trends obtuvo en febrero de 2020 también apuntaban al uso de memoria de alto ancho de banda en sus GPU Xe, específicamente HBM2e, que es la generación más eficiente y más rápida de HBM. Según los informes, se apila en 3D directamente en la GPU utilizando la tecnología Foveros de Intel.

Eso no significa que veremos una memoria tan costosa utilizada en los gráficos de consumo, pero es una nota interesante de que sea lo que sea que Intel esté trabajando, debe ser capaz de aprovechar HBM. Se rumora que la GPU “Big Navi” de próxima generación de AMD tiene una opción de memoria HBM junto con GDDR6, por lo que es posible que Intel ofrezca algo similar con sus GPU, que ofrece las opciones de gama alta HBM y las opciones de gama baja GDDR6.

La mayoría de las tarjetas gráficas de consumo se adhieren a GDDR6, incluyendo todo lo de gama alta como RTX 2080 Ti de Nvidia. La única excepción reciente ha sido Fury-X de AMD, Vega 56, 64 y Radeon VII. Sus tarjetas gráficas RX 5700 más recientes abandonaron HBM2 a favor de GDDR6.

Otra nota en los documentos internos de Intel que hemos visto fue una mención del soporte PCIexpress 4.0. Aunque las tarjetas gráficas actuales ni siquiera se acercan a las ranuras saturadas PCIexpress 3.0 x16, la compatibilidad con PCIe 4.0 hace alusión al potencial de rendimiento de las nuevas tarjetas Intel. También podría ser que están mejor optimizados para requerir menos carriles, habilitando más carriles para unidades de almacenamiento y otras tarjetas adicionales.

¿Trazado de rayos?

intel xe ray tracing

Nvidia se ha dedicado al Ray tracing en tiempo real, por lo que es una característica clave de sus tarjetas gráficas RTX actuales. A pesar de su lento inicio, la tecnología tiene el potencial de convertirse en la nueva característica más importante en gráficos de computadora en los próximos años.

El problema es que el aumento de la iluminación y las sombras realistas puede ser costoso en términos de rendimiento. AMD ha dudado más sobre sumergirse en el mundo del Trazado de rayos por esa razón exacta, aunque tiene planes de soportarlo en el futuro, especialmente en consolas como la Playstation 5.

Mucho antes del lanzamiento de Xe, Intel ya salió haciendo alarde del soporte para el Trazado de rayos en sus futuras GPU. Jim Jeffers, ingeniero principal senior de Intel (y director senior de renderizado y visualización avanzados), hizo la siguiente declaración al respecto:

“El ‘roadmap’ de la arquitectura Intel Xe para el renderizado optimizado de centro de datos incluye soporte de aceleración de hardware de Trazado de rayos para la familia de Intel Rendering Framework de APIs y librerias”.

Todavía no sabemos qué significa esa declaración para el Trazado de rayos en los juegos, pero, si se ha implementado la aceleración de hardware, nos sorprendería que Intel no se lo diera a los jugadores.

Controladores y programas

Tanto Nvidia como AMD tienen sus respectivos paquetes de software de controladores que hacen más que ayudar a la GPU a comunicarse correctamente con el sistema en general. Las características como la nitidez de la imagen, los filtros de sombreado, la grabación de juegos, las entradas de baja latencia y el ajuste de resolución dinámica, han mejorado las ofertas de los principales fabricantes de GPU. Intel deberá hacer algo similar cuando lance sus tarjetas gráficas Xe y ya haya comenzado a sentar las bases para eso.

En marzo de 2019, Intel presentó su Centro de Comando de Gráficos. En este momento, solo funciona con las soluciones gráficas integradas de Intel, pero incluye opciones para lanzamiento y optimización de juegos y la posibilidad de modificar las opciones de GPU globales en todas las aplicaciones.

Es bastante básico por ahora y ofrece una funcionalidad básica para los usuarios de GPU Intel integrados, pero se han sentado las bases para un paquete de software de GPU Intel más completo cuando Xe debute en el futuro.

Junto con el desarrollo de hardware, se informa que Intel está dedicando mucho tiempo y energía a su desarrollo de controladores, y WCCFTech informa que necesitan una gran optimización antes de ver la luz del día.

Los alumnos de AMD están ayudando a lograrlo

intel xe raja koduri

Intel no ha lanzado una tarjeta gráfica discreta en 22 años. Desarrolló lo que se convirtió en el coprocesador Larrabee, a fines de la década de 2000, pero resultó estar lejos de ser competitivo con las tarjetas gráficas modernas, incluso se encontraron algunos casos de uso intrigantes por derechos de uso.

Para desarrollar su arquitectura gráfica en algo digno de una tarjeta gráfica dedicada, Intel contrató a algunos expertos de la industria, especialmente Raja Koduri. Fue contratado directamente de AMD, donde pasó varios años como arquitecto jefe del Radeon Technology Group, dirigiendo el desarrollo de las arquitecturas Vega y Navi de AMD.

Lleva allí más de un año e incluso a mediados de 2018 se le unió Jim Keller, el arquitecto principal de la arquitectura Zen de AMD. Dirige el desarrollo de silicio de Intel y, según Intel, ayudará a “cambiar la forma en que Intel construye silicio”. Eso podría considerarse evidencia adicional del impulso de Intel hacia una producción viable de 10 nm.

Otros ex empleados de AMD que Intel eligió durante el año pasado incluyen al ex director de marketing global de productos de AMD, Chris Hook, que pasó 17 años trabajando en la empresa, y Darren McPhee, quien ahora dirige el marketing de productos de Intel para gráficos discretos.

*Actualizado por José Luis Plascencia el 12 de junio de 2020.

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