Gen11: grafická architektura pro Ice Lake bude mít novinek za dvě
Grafická architektura pro procesory Ice Lake se jmenuje Gen11. Jde o novou architekturu proti tomu, co Intel používal v Skylake, Kaby Lake a Coffee Lake, Whiskey Lake a Amber Lake (a možná i v Comet Lake). Vlastně je to architektura nová hned o dvě generace. V různých 14nm čipech odvozených od Skylake je totiž GPU Gen9/Gen9.5 a už v Cannon Lake měla být nová architektura Gen10, ale tyto čipy se na trh prakticky nedostanou (a ty které ano, nemají GPU funkční). V Ice Lake je architektura už zase nová, označená tedy Gen11. Díky tomu by měly tyto grafiky přinést docela velké zlepšení herního výkonu, až se někdy koncem roku 2019 objeví na trhu.
Grafiky Gen11 budou mít údajně ve výchozí konfiguraci GT2, která by se měla nacházet integrovaná ve většině procesorů, rovnou 64 EU. Výpočetních jednotek bude tedy více jak 2,5× vyšší počet (Gen9 GT2 obsahuje 24 EU). Jednotky jsou rozděleny na čtyři slice po 16 EU a ty na dvě subslice po 8 EU. Jednotlivé sub-slice sdílí instrukční L1 cache. GPU má mít nově navržený paměťový subsystém a také větší vlastní L3 cache, která bude mít kapacitu 3 MB (Gen9 mělo jen 768 KB).
Intel uvádí, že GPU bude podporovat tile-based rendering, tedy vykreslování v dlaždicích jako architektury Nvidia Maxwell a novější či AMD Vega. To by mělo efektivněji využít paměťovou propustnost a tudíž má tato technologie v integrovaných GPU značný význam. Vylepšená má být také komprese barev, který má zlepšit výkon o v průměru 4 %, v některých případech až o 10 %.
Grafika GT2 má s procesory Ice Lake dosáhnout hrubého výkonu přes 1 TFLOPS (Zdroj: AnandTech)Adaptivní shading a výpočty FP16
Naopak hrubému výkonu bude pomáhat podpora FP16 v shaderech. Grafika bude stejně jako Vegy nebo Turingy podporovat výpočty s touto tzv. poloviční přesností při dvojnásobném výkonu. Takže při jejich použití ve hře bude mít GPU k dispozici více výpočetního výkonu než s FP32. U Intelu nejde ale o novinku, tuto podporu měla již GPU Skylake, byť se to o nich moc neví.
Intel také do GPU přidal podporu pro tzv. Coarse Shading, což je technika podobná Variable Rate Shadingu v GPU Turing. Spočívá rovněž ve výpočtu shaderů s nižším efektivním rozlišením, například pro bloky 2×2 pixelů místo jediného pixelu. V částech scény, které nepotřebují nejvyšší kvalitu, se tedy bude dát ušetřit výkon. Ovšem je možné, že se budou lišit způsoby, kterými bude toto snižovaní kvality řízeno. Intel například demonstroval Coarse Shading založený na kritériu vzdálenosti od kamery (vzdálenější objekty mají nižší kvalitu shaderů) nebo od centra obrazovky/ohniska pohledu (například pro foveated rendering). Podpora pro tuto vlastnost ale asi nebude automatická, bude třeba, aby ji programátoři do hry explicitně napsali.
Výkon jako APU Raven Ridge?
Jakého herního výkonu by GPU Gen11 mohla dosáhnout, Intel v prezentaci zhruba naznačil. Slíbil totiž, že GPU Gen11 má, zřejmě stále v základní variantě GT2, dosáhnout hrubého výpočetního výkonu vyššího než 1 TFLOPS. Toto je zřejmě bez započítání FP16 (v tom by to tedy byly 2+ TFLOPS). To je velmi blízko grafikám Radeon Vega 8 v APU Raven Ridge od AMD. Pro Vegu 8 v Ryzenu 3 2200G AMD uvádí 1,12 TFLOPS. Je třeba říct, že Radeon Vega 11 už vyvine hrubý výkon o hodně vyšší (1,76 TFLOPS), ovšem také zde platí, že hlavní brzdou bude propustnost pamětí, nikoliv shadery. V závislosti na tom, jak efektivně budou ovladače a GPU schopné výkon shaderů využít, by Intel mohl grafický výkon Ryzenů Raven Ridge dohnat.
Prezentace GPU architektury Gen11/Ice Lake, prosinec 2018 (Zdroj: AnandTech)8K, HDR, FreeSync
Dílčích zlepšení bude asi i řada dalších, zmíněn je například nový (kvalitnější) hardwarový enkodér formátu HEVC. Gen11 také přinese hodně pozitivních změn pro monitory. Již před časem Intel prozradil, že grafika v Ice Lake bude podporovat obrazovky až po rozlišení 8K (7680 × 4320 bodů) s kompresí VESA DSC na obrazovém výstupu. To se nyní potvrdilo a stejně tak Intel splnil i příslib, že jeho grafiky budou umět adaptivní obnovování.
Prezentace GPU architektury Gen11/Ice Lake, prosinec 2018 (Zdroj: AnandTech)Podporu přinese jako první právě tato generace Gen11 a bude založená na standardu VESA Adaptive-Sync. S procesory Ice Lake by tedy mělo fungovat FreeSync v monitorech – alespoň na rozhraní DisplayPort. Na HDMI je používáno nestandardní rozšíření navržené AMD, nikoliv standard, takže zde možná Intel podporu nezahrne. Kromě toho bude Intel s grafikami Gen11 podporovat také HDR zobrazení, budou mít hardware pro tone-mapping. A podle některých indicií ve slajdech se zdá, že umět budou také obrazové výstupy USB-C.
Procesory Ice Lake a grafika Gen11 předvedené v akci
Na Intel Architecture Day 2018 Intel předvedl jak grafiku, tak CPU procesorů Ice Lake v akci. Novináři mohli vidět prototypový hardware, jehož podobu vidíte na snímku. Podle popisku ICL-U na desce jde o ES (inženýrský vzorek) notebookové BGA verze Ice Lake-U s TDP nejspíš 15 W. Tomu odpovídá i chladič. Systém měl ostatně také improvizovaně připojenu notebookovou obrazovku.
Prototyp CPU Ice Lake-U, prosinec 2018 (Zdroj: AnandTech)Jedno demo předvádělo rychlost komprese či dekomprese v programu 7-zip, kde údajně CPU jádro Sunny Cove dokáže zvýšit výkon o 75 % proti stejně taktovanému Skylake. Má to ale být použitím jeho nových instrukcí, což asi znamená, že půjde o nějaký hodně speciální případ. Ty jsou totiž zaměřené hlavně na kryptografii a pokud tedy úzkým hrdlem nebylo šifrování nebo CRC32, nezdá se možné, aby obecná (de)komprese byla zrychlena skoro dvojnásobně. Parametry testu bohužel nejsou známé.
Demo CPU architektury Intel Sunny Cove/Ice Lake, prosinec 2018 (Zdroj: AnandTech)Druhé demo ukazující GPU bylo proto herní. Na vzorku Ice Lake-U běžela na integrovaném GPU Gen11 hra Tekken 7. Proti Skylake byl výkon mnohem vyšší (plynulejší), i když podle AnandTechu hra neběžela na úplně stabilních 60 FPS. Nejde přitom o finální hardware a je téměř rok před uvedením, kdy bude Intel mít možnost ladit ovladače. Herní výkon by se tedy mohl ještě zlepšit.
