在ITT2024大会上，英特尔粉碎了所有关于取消或推迟GPU和Arc阵容的传言。汤姆-彼得森（TomPetersen）围绕下一代Xe2架构做了精彩的演讲。从细节入手，英特尔将一切化繁为简，不再使用LP、LPG、HP和HPG命名方案，而是简单地将其下一代产品线称为Xe2。在内部，这些芯片仍将采用这些代号，但不会再用于客户端。

英特尔Xe2正式发布，并将应用于LunarLakeCPU和代号为"Battlemage"的下一代Arc独立显卡阵容。


英特尔Xe2的部分目标是提高利用率、改善工作分配和减少软件开销。Xe2是一项从头开始的设计，修复了Xe"Alchemist"GPU存在的几个主要问题。一开始，英特尔就用一张IP性能效率图向观众展示了高达12.5倍的显著收益，让人惊叹不已。我们将深入介绍Xe2是什么，以及英特尔是如何实现这些收益的。


英特尔表示，Xe2架构与Xe架构一样，具有高度的可扩展性，这将促使其集成到LunarLake等低功耗移动SoC中，并集成到稍后推出的具有独立选项的高端Arc显卡中。


第二代Xe内核或Xe2配备了多种计算资源，这些资源被重新划分为本地SIMD16引擎，以提高效率。


Xe2核心功能

8个512位矢量引擎

8个2048位XMX引擎

支持64b原子运算

192KB共享L1$/SLM


矢量引擎也已更新，其中包括：

SIMD16本地ALU-支持SIMD16和SIMD32操作

Xe矩阵扩展（支持INT2、INT4、INT8、FP16、BF16）

扩展数学和FP64-常数：正弦、余弦、对数、指数

3向共同发行-FP+INT/EM+XMX


Alchemist"Xe"GPU上也有Xe矩阵引擎或XMX单元，但现在的变化是，它们支持更多数据类型，运行速度更快，FP16额定频率为2048OPS/时钟，INT8额定频率为4096OPS/时钟。


让我们来看看这些新引擎是如何在Xe2渲染片段（Xe2GPU的基本模块）中堆叠的。这些渲染片可根据需要进行堆叠和扩展，并经过优化，以减少延迟、消除停滞并改善硬件/软件握手。这些渲染片连接到命令前端，该命令前端本机支持间接执行。


渲染片还包括一个新的几何引擎，具有3倍的顶点获取吞吐量和3倍的网格着色性能（具有顶点重用功能）；新的L1$/SLM缓存，用于顺序外采样（具有压缩纹理）；2倍的无过滤采样吞吐量和可编程偏移；一个新的HiZ单元，缓存增加了50%，并支持对小型基元进行早期HiZ剔除。最后，还有两个新的像素后端（PixelBackends），可提供两倍的混合吞吐量，像素颜色缓存增加了33%，并可将目标预取渲染至L2$。

Xe2的最新光线跟踪单元在Xe1的基础上进行了改进。Xe2内核的一个主要部分是RTU（光线跟踪单元），它具有3条遍历管道、18个方框交叉点（每个方框交叉点6个，每个RTU3个方框）和2个三角形交叉点。


以上就是英特尔Xe2GPU架构的基本概述：

第2代Xe2内核

增强型矢量引擎

深度缓存

新型XMX发动机

性能和效率-优化前端

本机硬件支持exectue间接命令

更大的光线跟踪装置


总体而言，英特尔的Xe2GPU架构旨在与游戏更加兼容，并实现更高的利用率。新的执行间接块被游戏用来加速绘制调用，由于它被虚幻引擎等引擎大量使用，因此获得12.5倍的提升对游戏玩家来说是个好兆头。

第一款采用Xe2GPU的产品是集成配置的LunarLake。LunarLake中的多个区块都与GPU有关，如媒体引擎和显示引擎。


在谈这些之前，我们先来谈谈LunarLake的Xe2配置：

8个Xe2内核

64个矢量引擎

2几何管道

8个采样器

4个像素后端

8个光线追踪单元

8MBL2$


LunarLakeXe2GPU有8个Xe2内核，每个Xe2内核有8个XMX和8个矢量单元、一个负载/存储单元、一个线程排序单元和一个专用的L1/L$缓存。这4个Xe2内核中的每一个都能生成一个渲染片。


那么，与MeteorLake的XeGPU相比，这一切的性能表现如何呢？英特尔表示，Xe2GPU在ISO下的性能提高了50%，在性能不变的情况下，功耗大幅降低。


XMX块也是一个重要部分，它涌入了67个峰值INT8TOPS，为LunarLakeCPU的整体AI能力锦上添花。该芯片总共提供120个平台TOPS，其中48个TOPS来自NPU4，5个TOPS来自CPU本身。


月球湖的Xe显示引擎

现在，我们从GPU转向LunarLakeCPU本身的其他模块，首先是显示引擎。显示引擎配备3个显示管道，最高支持8K60HDR，最高支持3x4K60HDR，最高支持1080p360或1440p360。显示引擎支持HDMI2.1、DisplayPort2.1和新的eDP1.5功能。


显示引擎的前端包括解码/解密和流缓冲区。在像素处理流水线方面，每个流水线有6个平面，支持色彩转换和合成的硬件，同时具有灵活性和高能效。

此外，还有一个额外的低功耗优化流水线，带有面板重放功能（空闲帧期间的功率门控）和一个带有LACE（本地自适应对比度增强）功能的全新亮度传感器。在压缩和编码方面，显示流压缩引擎支持31种视觉无损压缩和传输编码（HDMI和DisplayPort协议的流编码）。路由器和端口包括流组装和端口路由，最多支持4个端口，增加了灵活性。

回到带有面板重放功能的eDP（eDisplayPort）1.5，它被称为面板自刷新的进化版，具有早期传输和自适应同步支持的选择性更新。新的显示功能可减少抖动，改善播放效果，同时提供更高的能效。

用于LunarLake的Xe媒体引擎--支持VVC、侧缓存和更好的编码

LunarLakeSOC与Xe2GPU连接的最后一个区块是媒体引擎，它现在拥有自己专用的8MB共享侧缓存。芯片的其他部分可以使用这个新缓存，但没有必要，因为其他内核本身就有专用缓存。


这种侧缓存可为LunarLake节省大量带宽，因为跨媒体工作负载的系统内存流量减少了。这也大大降低了编码工作负载的功耗。

媒体引擎支持最高达8k6010位HDR解码、高达8k6010位HDR编码、AVC、VP9、H.265HEVC、AV1和全新的VVC引擎。VVC引擎大大降低了比特率，同时提供与AV1相同的质量（文件大小最多减少10%）。它还支持自适应分辨率流和屏幕内容编码。


最后，我们的WindowsGPU软件栈已经为Xe2GPU做好了准备。英特尔表示，它花了大量时间调整Alchemist"Xe"GPU的API级性能，尤其是DX9，但所有这些软件工作都将转移到Xe2，并支持所有最新的API和框架及其运行时。

Xe2是一种全新的图形架构，它为LunarLake等集成解决方案和即将推出的ArcBattlemage系列的独立选项带来了巨大的性能提升和最新的功能集。公司将在今年晚些时候分享更多有关Battlemage独立产品的信息。