Intel Arc Alchemist, caratteristiche e specifiche delle schede video discrete con architettura Xe HPG

Intel entra finalmente nel mercato delle GPU discrete con la sua nuova linea di schede video Arc Alchemist, basate sull'architettura Xe HPG.

SPECIALE di Peter Vogric   —   19/08/2021
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Solamente pochi giorni fa Intel ha presentato il brand per i suoi prossimi dispositivi di grafica ad elevate prestazioni dedicato ai consumatori privati. Intel Arc è il nome ufficiale che rappresenterà i nuovi hardware, software e servizi per le prossime generazioni di prodotti. La prima ad arrivare sul mercato sarà Intel Alchemist, basata sull'architettura Xe HPG svelata durante il recente evento Architecture Day.

Vediamo quindi quali caratteristiche e specifiche tecniche ci attendono dalla prima linea di schede grafiche discrete Intel Alchemist, dedicata ai sempre più esigenti videogiocatori.

Cos’è Intel Alchemist?

La nuova roadmap con le schede grafiche discrete di Intel
La nuova roadmap con le schede grafiche discrete di Intel

Alchemist è la prima linea di schede video discrete realizzate da Intel in arrivo sul mercato nel primo quadrimestre del 2022. Il produttore ha già definito una roadmap anche per il futuro, nella quale Alchemist rappresenta solamente il primo passo verso il mercato delle GPU dedicate ai videogiocatori. Intel ha scelto questo momento storico per entrare nel mercato delle schede grafiche discrete, perché attualmente al mondo ci sono 1,5 miliardi di giocatori PC con 13 milioni di studi di sviluppo e sono state viste 8,8 miliardi di ore di contenuti in streaming legati ai videogiochi. Tutti questi videogiocatori, appassionati, content creator e sviluppatori sono alla ricerca di strumenti migliori per poter esprimere al meglio le loro capacità, creatività e godere al massimo dell'esperienza legata al mondo del gaming. Con le schede grafiche integrate Intel ha fatto dei notevoli progressi, duplicando le performance anno dopo anno nelle ultime due generazioni. Ora è il momento di fare il successivo passo in avanti, passando alle schede discrete, sfruttando la nuova microarchitettura Intel Xe HPG. In futuro Intel ha intenzione di evolvere tale architettura e portare le successive linee di schede grafiche discrete chiamate Battlamge, Celestial e Druid.

Intel Xe HPG, la microarchitettura di Alchemist

Architettura Xe HPG
Architettura Xe HPG

La nuova microarchitettura Intel Xe HPG rappresenta la convergenza delle precedenti architetture Xe LP, HP e HPC, che combinano scalabilità ed efficienza di elaborazione con funzionalità avanzate di grafica. Intel l'ha progettata con in mente un unico obiettivo: soddisfare le esigenze dei videogiocatori che richiedono le migliori prestazioni dai propri titoli preferiti. La base di questa microarchitettura è il nuovo Xe-core, composto da 16 Vector Engines (256 bit per ciascuno) e 16 Matrix Engines (1024 bit per ciascuno). Successivamente questi Xe-core vengono raggruppati in quello che hanno chiamato Render Slice, il quale contiene:

  • 4 Xe-core con XMX
  • Geometry Pipeline, Rasterization Pipeline, Samplers, Pixel Backends disegnati per il funzionamento con DX12 Ultimate
  • 4 unità Ray Tracing con Ray Traversall, Bounding Box Intersection, Triangle Intersection

Intel Xe HPG è completamente scalabile, infatti per aumentare le performance in un'unica scheda basterà unire vari Render Slice insieme per ottenere una maggiore potenza di calcolo. Intel ha unito fino a 8 Slices per un totale di 32 Xe-core, migliorando di tanto anche le performance per watt di potenza elettrica. Questo rende Xe HPG una soluzione ideale per essere sfruttata sia nelle semplici grafiche integrate o le più sofisticate schede discrete fino ad arrivare ai potenti data-center e supercomputer. La microarchitettura Xe HPG è stata progettata interamente in collaborazione con TSMC, grazie alla loro tecnologia costruttiva N6. La prima linea di prodotti Intel con questa microarchitettura arriverà nel primo quadrimestre del 2022 con il nome Alchemist, mentre è già stata definita una roadmap futura con le successive evoluzioni dell'architettura stessa.

Intel Alchemist Software

Il software dedicato ad Intel Alchemist
Il software dedicato ad Intel Alchemist

Intel Alchemist arriverà sul mercato con una serie di nuovi software, driver ed API mirate ad ottimizzare l'esperienza d'uso dell'utente. I nuovi Core Driver sono stati creati sia per le schede grafiche integrate che quelle discrete ed arriveranno entro la fine dell'anno sotto forma di aggiornamento gratuito. Grazie ad un lavoro svolto sul compilatore e memory manager, Intel ha migliorato la banda passante della CPU del 18%, il tempo di caricamento nei videogiochi è diminuito del 25% ed in generale sono state apportate diverse ottimizzazioni all'intero comparto grafico delle unità di calcolo. Intel ha lavorato anche al software e librerie necessarie per far funzionare l'Hardware based Ray Tracing, Mass Shading e Sampler Feedback rendendo il tutto compatibile con Unreal Engine 5, DirectX 12 Ultimate, Vulkan e Unity. Infine Intel ha creato anche delle apposite funzioni e servizi per ottimizzare e personalizzare le prestazioni nel gaming, gestire le dirette streaming con gli hardware encoders, tutto in una pratica applicazione con una moderna interfaccia grafica.

Xe SS, l’upscaling di Intel

Il funzionamento della tecnologia XeSS
Il funzionamento della tecnologia XeSS

I videogiocatori devono spesso dover prendere un'importante decisione sul modo nel quale riprodurre i loro titoli preferiti. La potenza di una scheda video è sempre limitata, quindi bisogna scegliere se dedicarla per ottenere una resa visiva migliore, oppure sfruttare i teraflop per delle prestazioni superiori. Ad esempio se vogliamo godere dei vantaggi offerti dal Ray Tracing, dobbiamo accontentarci di una frequenza dei fotogrammi inferiore. Intel vuole eliminare questa problematica e garantire ai giocatori la migliore qualità visiva, senza sacrificare le performance nel gioco. Per questo motivo ha progettato la nuova tecnologia chiamata Xe SS, la quale sfrutta il deep learning per creare delle immagini partendo da una risoluzione inferiore, visivamente indistinguibili dalle loro controparti renderizzate a risoluzione nativa. Intel Xe SS è in grado di prendere un fotogramma renderizzato in tempo reale in 1080p ed effettuare un upscaling in 4K con una perdita irrilevante della qualità dell'immagine. Per ricostruire i pixel mancanti usa quelli circostanti e si basa sui pixel generati nei fotogrammi precedenti. Questo significa che potremo godere delle performance di un gioco in FullHD, giocando con una risoluzione 4K con tutti i dettagli visivi al massimo. Intel ha pensato a due modalità di utilizzo: una dedicata all'upscaling in 4K senza la perdita delle performance e l'altra invece esclusivamente mirata all'aumento dei fotogrammi al secondo generati. L'SDK per questa tecnologia sarà disponibile per tutti gli sviluppatori entro la fine del mese, seguendo la filosofia dell'open source promossa da Intel (lo si potrà usare anche sui prodotti della concorrenza).