Intel detalha arquitetura das placas Arc e revela XeSS para upscaling com IA

Dias após oficializar a família de placas de vídeo para games Arc, a Intel revelou nesta quinta-feira (19) detalhes completos da microarquitetura Xe-HPG que equipará as novas GPUs, e oficializou a tecnologiaIntel XeSS, solução de upscaling de imagem com IA aos moldes do DLSS da Nvidia.

• Intel detalha arquitetura Alder Laker para voltar à competição nas CPUs
• Intel pode ser primeira a usar litografia de 3 nm da TSMC em GPU e outros chips
• Após ataque à Gigabyte, dados confidenciais da AMD e Intel vazam na internet

A empresa também confirmou os nomes das microarquiteturas das próximas gerações das placas, e reforçou o prazo de disponibilidade da família Alchemist, que estreará a linha Arc em 2022.

Nova microarquitetura Xe-HPG para games

Segundo a Intel, a microarquitetura Xe-HPG foi projetada para "entusiastas de alto desempenho", que incluem gamers e profissionais. A novidade vai modificar os conceitos utilizados nos chips gráficos da companhia até o momento, empregando os chamados Xe-Cores, que assumem o lugar das Unidades de Execução (EU). Até 4 Xe-Cores serão agrupados em uma estrutura chamada Render Slice — as placas chegarão a conter até 8 Render Slices, ou 32 Xe-Cores, no modelo mais poderoso.

Em cada um dos Xe-Cores, a Intel implementou 16 Vector Engines (256-bit), responsáveis pelo processamento tradicional das imagens, e 16 Matrix Engines (1.024-bit, também chamadas de Xe Matrix eXtensions, ou XMX), dedicados a cálculos avançados de IA.

Se considerarmos que cada Vector Engine apresenta 8 ALUs (Unidade Lógica Aritmética) ou, mais popularmente, núcleos, teremos 128 ALUs por Xe-Core e até 4.096 ALUs na GPU mais potente, o que corrobora as informações divulgadas em rumores.

Há um Ray Tracing Unit por Xe-Core, e portanto, serão até 32 núcleos dedicados para o processamento de Ray Tracing. A comunicação entre os componentes será feita pelo Memory Fabric, que integra ainda o cache L2.

Como anunciado durante a revelação da família Arc, haverá suporte completo à API DirectX 12 Ultimate, bem como ao DirectX Ray Tracing (DXR) e ao Vulkan Ray Tracing. Ainda de acordo com a empresa, as novas GPUs Architect serão fabricadas pela TSMC no processo N6 de 6 nm e oferecerão frequências 1,5x maiores e performance por Watt 1,5x melhor que as soluções integradas da companhia, baseadas na microarquitetura Xe-LP.

A Intel afirmou que o foco dos seus esforços gráficos está direcionado para colocar o software em primeiro lugar. A arquitetura Xe-HPG está sendo desenvolvida em um trabalho conjunto com desenvolvedores, para estar alinhada aos padrões da indústria.

Além disso, a empresa está trabalhando intensamente para otimizar os drivers, de modo a priorizar o desempenho e a qualidade gráfica e unificar em uma mesma base de código as soluções integradas e as placas de vídeo dedicadas.

A companhia revela que concluiu uma reconstrução dos principais componentes dos drivers e conseguiu alcançar melhorias de até 15% na taxa de transferência de dados para a CPU e de até 25% no tempo de carregamento de jogos.

Intel XeSS, upscaling com IA e hardware dedicado

Utilizando as capacidades de processamento de IA das XMXs, a Intel desenvolveu o XeSS (Xe Super Sampling), técnica avançada de upscaling de imagem. A tecnologia funciona de maneira extremamente similar ao Nvidia DLSS 2.0 (Deep Learning Super Sampling), por atuar de maneira temporal, combinando informações de quadros anteriores e pixels vizinhos com Motion Vectors, compensando o movimento dos objetos na tela.

O XeSS também utilizará Deep Learning, e contará com as instruções DP4a, que aceleram a execução de redes neurais e aprimoram o desempenho. A rede neural treinada para realizar o upscaling foi pensada para entregar alto desempenho e ótima qualidade de imagem, e a promessa é de que o recurso será capaz de aumentar a performance das GPUs em até 2x.

A boa notícia é que as XMXs e o suporte às instruções DP4a também estão presentes nas GPUs integradas com arquitetura Xe-LP, que receberão a nova solução de upscaling com IA. Vale lembrar ainda que a Intel estuda implementar suporte ao FidelityFX Super Resolution (FSR) da AMD às placas Arc, como indicou o engenheiro chefe do time de soluções gráficas da empresa, Raja Koduri.

Segundo a Intel, diversos desenvolvedores já estão envolvidos com a implementação do XeSS, e a expectativa é que o número cresça com a disponibilização do SDK (Software Development Kit) inicial para produtores independentes neste mês. A versão completa, que integra as instruções DP4a, será publicada ainda neste ano.

Já está confirmado que os motores gráficos Unity e Unreal Engine receberão suporte ao XeSS, e há planos de tornar a tecnologia Open-Source, aos moldes do FSR da AMD,  o que pode tornar sua implementação ainda mais fácil.

Roadmap das próximas gerações

As placas Intel Arc de primeira geração, de codinome Alchemist, chegam no primeiro trimestre de 2022, ainda sem uma data precisa de lançamento. Além disso, já estão confirmadas as duas próximas microarquiteturas das placas de vídeo para games da companhia: Xe²-HPG Battlemage e Xe³-HPG Celestial, ambas sem um prazo para chegar ao mercado.

A fabricante revelou ainda a família Druid, que sucederá a Celestial e utilizará uma nova microarquitetura Xe, ainda em desenvolvimento e também sem uma data de estreia.