Intel’in yaklaşan yeni grafik mimarisi ve beklenen ürünlerini ayrıntılı bir şekilde ele alıyoruz.
Intel oyuncular, profesyoneller ve sunucular için ayrı GPU’lar geliştiriyor. Ekran kartı pazarı yıllardır NVIDIA ve AMD’nin yaptığı hamlelere göre şekilleniyordu. Intel’in yeni Xe mimarisi ve bu mimariye dayanarak üretilen yeni GPU’lar ise piyasaya yeni bir soluk getirecek.
Intel, GPU’larını üç ayrı kategoride sınıflandırıyor ve tüm kitlelere hitap etmeyi hedefliyor. Düşük bütçeli oyun kartlarından, üst seviye veri işleme sistemlerine kadar tüm alanlarda yeni GPU’lar kullanılmaya başlayacak. Yeni mimari ölçeklenebilir şekilde tasarlandı ve tüm platformlarda kullanmaya uygun hale getirildi.
Yeni Xe projesi geçtiğimiz yıl şekillenmeye başlamıştı ve bu yılın başlarında düzenlenen CES 2020 fuarında yeni DG 1 gün yüzüne çıkmıştı. Bu etkinlikte bir oyun testi de yayınlandı ve sonrasında geliştiriciler için üretilen yeni bir GPU sergilendi. Gelin şimdi Intel Xe’nin halka açıklandığı tarihten bu zamana kadarki yaşanan gelişmeleri hızlı bir şekilde ele alalım;
- 8 Kasım 2017: Raja Koduri, AMD’nin GPU departmanını yönetme işinden ayrıldı ve Intel’e katıldı. Sonrasında ise çekirdek ve görsel bilgi işlemin Kıdemli Başkan Yardımcısı oldu.
- 12 Haziran 2018: CEO Brain Krzanich, Intel yatırımcılarına yıllardır ayrı bir GPU mimarisi tasarladıklarını ve 2020’de piyasaya sürmeyi planladıklarını açıkladı.
- 8 Ocak 2019: Bilgi işlem Kıdemli Başkan Yardımcısı Gregory Bryant, CES’te Intel’in ilk GPU’larında 10nm üretim teknolojisi kullanılacağını doğruladı.
- 1 Mayıs 2019: Render ve görselleştirme ekibinin kıdemli prensip mühendisi ve direktörü Jim Jeffers, Xe’nin FMX19’daki ışın izleme kapasitesini duyurdu.
- 17 Kasım 2019: Raja Koduri, Xe’nin farklı kategorilere ayrılacağını açıkladı. Bu kategoriler yüksek performans, düşük güç ve yüksek performanslı bilgi işlem olarak üçe ayrılıyor. Ayrıca son kategorideki ilk GPU’nun, 2021’de 7nm teknolojisiyle gelen Ponte Vecchio olacağı söylendi.
- 9 Ocak 2019: Discrete Graphics One Yazılım Geliştirme Aracı’nın (DG1 SDV) ilk görüntüleri ortaya çıktı. Harici GPU, geliştiricilerin yazılımlarını Xe mimarisi için optimize etmesine yardımcı olmak amacıyla üretildi.
- 17 Mart 2020: Yaklaşan GDC etkinliğinde mühendis Antoine Cohade, Xe’nin donanım mimarisi ve performans sonuçları ile ilgili ayrıntılı bilgiler verecek.
Xe Mimarisi
AMD ve NVIDIA GPU’larda çekirdekler saat başına bir işlem gerçekleştirir ancak Intel’in her bir yürütme birimi (Execution Unit) sekiz işlem yapar. Yani özetle her işlem biriminde (EU) sekiz adet işlem yapan çekirdek yer alıyor diyebiliriz.
Tasarlanma aşamasında 8 adet işlem birimi bir araya getirildiğinde ortaya bir kalıp çıkıyor. Bu kalıplar ise sonrasında dilimleri oluşturuyor. Intel, GPU’nun kullanım amacına göre bu dilim sayısını yükseltebilir veya azaltabilir. Görsel ile yüksek veya düşük performanslı bir GPU’nun nasıl olabileceğini örneklendirebiliriz. Her mavi kare bir yürütme birimini (EU) temsil ediyor. Yüksek performanslı GPU dört dilimden oluşurken, düşük performanslı GPU tek dilimden meydana geliyor.
Xe’nin en büyük müstakil birimi dilim olarak adlandırılıyor ve her biri yüksek performanslı ve düşük güçlü dilimler için 512 veya 768 çekirdek içeriyor.
Gen11 Intel entegre GPU’larında sekiz alt birimden oluşan bir dilim bulunuyordu. Ayrıca her bir dilimde ise 8 adet yürütme birimi yer alıyordu. Gen12 (Xe’nin ilk nesil) mimarisinde ise bu yapı tamamen değişiklik gösteriyor.
Eylül ayında DG1, DG2 ve Ponte Vecchio GPU’lara ait yeni yapılanmalar sızdırılmıştı. Son bilgilere göre Ponte Vecchio’nun iki ayrı dilime sahip olacağı ortaya çıktı. DG1’in ise dilim başına altı adet kalıp içerdiği ortaya çıktı ve dolayısıyla 96 işlem birimine sahip olacağı söyleniyor.
Sızıntılar, tüm Gen12 modellerinde Intel’in kalıp başına 16 işlem birimi kullandığını ortaya koyuyor. Özellikle Ponte Vecchio’nun dilim başına dört alt kalıba sahip olduğu görülüyor. Raja Koduri de daha sonra Ponte Vecchio’nun iki dilim ve 16 yürütme birimine sahip olduğunu açıklamıştı.
Ponte Vecchio muhtemelen şu şekilde bir yapıya sahip;
- 8 adet yürütme biriminin (EU) birleşiminden ortaya çıkan işlem birimi (CU) (64 çekirdek)
- 64 çekirdekten oluşan iki dilimin birleşmesiyle ortaya çıkan kalıp (128 çekirdek / 16 yürütme birimi)
- 64 çekirdek ve 8 yürütme biriminin dördünün birleşimi tek bir dilim (512 çekirdek / 64 EU)
- İki büyük dilimin birleşimi sonrasında Ponte Vecchio’ya ait 128 yürütme birimi ve 1024 çekirdek
İki dilimli yapılandırmanın yalnızca prototipler için ortaya çıktığını hatırlatalım. Ortaya çıkan son ürünlerde çeşitli küçük farklılıklar bulunabilir. Ponte Vecchio’nun temel dilim yapılandırmasının yüksek performanslı ve düşük güçlü modellerde de kullanılması bekleniyor.
DG2: Yüksek Performans
Discrete Graphics Two (DG2) olarak adlandırılan yüksek performanslı mikro mimari, orta ve üst sınıf GPU pazarlarını kapsıyor. Bu kartlar ışın izleme ve RGB bling’e sahip olacak. En önemlisi ise bu yeni GPU’ların AMD ve Intel’in orta-üst düzey GPU’ları ile rekabet edeceği söyleniyor. Ayrıca bu segmentin 7 nm üretim teknolojisine dayanacağına dair bilgiler de yer alıyor.
Geçen Temmuz ayında Intel, yanlışlıkla iDG2HP128, iDG2HP256 ve iDG2HP512 olmak üzere üç DG2 kod adı içeren bir sürücü yayınladı. Sondaki üç basamağın kartın işlem birimi sayısını gösterdiğini varsayarsak, sırasıyla 1024, 2048 ve 4096 çekirdeğe sahip olduğu ortaya çıkıyor. Bu da GPU’nun iki, dört ve sekiz büyük dilimden oluştuğuna işaret ediyor.
Ancak kısa bir süre sonra, 1536 çekirdeğin de geliştirildiği üç dilimli GPU’ya ait yeni kanıtlar da ortaya çıktı. Yani DG2 mimarisinde en az üç farklı model bizleri bekliyor. İlerleyen zamanlarda buna farklı modellerin eklenmesi de muhtemel.
| Dilim | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Çekirdek Sayısı | 768* | 1024 | 1536 | 2048 | 2560 | 3072 | 3584 | 4096 |
| Kod Adı | iDG1LPDEV | iDG2HP128 | iDG2HP256 | iDG2HP512 |
DG2 ayrıca yalnızca oyunculara hitap etmeyecek. Ponte Vecchio gibi bilimsel iş yükleri için yeterli olmayabilir ancak video düzenleme veya 3D modelleme gibi profesyonel işlerde kullanılması bekleniyor.
DG1: Düşük Performans
Düşük güç segmenti 5W ve 50W arasında TDP değeri ile tanımlanıyor. Entegre GPU 5W-20W ve harici GPU’lar için 20W-50W değerleri arasında olacak.
Intel, CES 2020’de düşük performans segmentinin ilk ürününü sergilemişti. Etkinlikte DG1 dahili GPU ile Destiny 2 ve Warframe oyun deneyimi paylaşıldı. Ancak DG1 SDV, yalnızca yazılım ve sürücüleri Xe platformuna uyarlamak isteyen geliştiriciler için sergilendi.
Düşük güçteki GPU’nun 64 ila 768 arasında çekirdeğe sahip olacağı söylenirken, 768 çekirdeğin tamamının sadece harici GPU’larda kullanılacağı bildirildi. Bu, AMD’nin en iyi entegre GPU’su ve NVIDIA’nın en alt düzey harici GPU’ları ile karşılaştırılabilecek bir çekirdek sayısı. Ancak Xe LP’nin avantajı saat hızlarında ortaya çıkacak.
Ponte Vecchio: Yüksek Performanslı Bilgi İşlem
Intel, bu mimariyi veri merkezlerindeki ağır verileri ve yapay zeka yüklerini işlemek için tasarlıyor. Yeni Ponte Vecchio GPU’lar, NVIDIA ve AMD’nin rakip ürünleriyle rekabete tutuşacak. Bu mimari 7nm üretimine dayanıyor ve Ponte Vecchio’nun gerçek gücü GPU bellek alt sistemlerinde yatıyor.
Intel, yüksek performans için Intel’in yeni bağlantı teknolojileri olan Foveros ve EMIB’den faydalanıyor. Foveros, yongaları üst üste üç boyutlu şekilde yerleştirerek tek bir paket haline getiriyor. Intel, Ponte Vecchio GPU’ların 2021 yılının dördüncü çeyreğinde nakliye edileceğini doğrulamıştı.
EMIB ve Foveros
EMIB, GPU’nun hesaplama donanımını doğrudan HBM’ye bağlayarak Ponte Vecchio’ya önemli bir bellek bant genişliği sağlıyor. Foveros ise bir alt dilimdeki iki işlem birimini, Intel’in yeni bellek teknolojisi olan RAMBO önbelleğine bağlamak için kullanılıyor.
Foveros sayesinde RAMBO’nun kapasitesi veya kapladığı alan konusunda herhangi bir sınırlama bulunmuyor. Ayrıca HBM veya diğer alt dilimler arasında veri alışverişi yapılırken işlem birimleri pas geçilebiliyor.
Yazılım
Donanım ne kadar iyi olursa olsun yazılım desteği her zaman önem taşımıştır. Optimizasyon ve yazılım desteği düzgün olmadığı sürece oyunlarda sürekli sorunlar yaşanıyor. Intel, bu konuda da elinden gelenin en iyisini yapmaya çalışıyor.
Şirket, modern yüksek performanslı uygulamalar için en temel yazılım olan komut kümesi mimarisini (ISA) yeniden tasarlıyor. Bu konu oldukça kapsamlı ancak önemli ilerlemeler kaydediliyor. 2019 yılında yazılım desteği ve kararlılık seviyesi oldukça geliştirildi. Intel, yeni mimarisi için 275 ayrı oyunu optimize etti.
Öte yandan yakın zamanda kullanıma sunulan Grafik Kontrol Merkezi oldukça olumlu tepkiler aldı. Yeni yazılımda yeterince fazla kontrol sağlanıyor ve kullanımı oldukça kolay. Bu yazılımda oyunlar belirli donanım yapılandırmaları için optimize edebiliyor, ayrıca her bir ayarın işlevi ve performans etkisinin ne kadar olacağı detaylı bir şekilde açıklanıyor.
Ek olarak Intel, değişken yenileme hızını da desteklediğinden, Xe ürünleri FreeSync ve G-Sync monitörleri destekleyecektir.
Duyuru Tarihi
Intel, yeni Xe mimarisi hakkındaki tüm detayları ve yol haritasını Mart ayında düzenlenen GDC etkinliğinde açıklayacağını söyledi. Bununla birlikte geçtiğimiz Ekim ayında Raja Koduri, yeni plakasının görüntüsü şeklinde bir ipucu paylaştı. Görselde “Think Xe” yazıyor ve Haziran 2020 tarihine dikkat çekilmiş. Yani haziran ayında Xe mimarisi ile ilgili önemli adımlar atılacak diyebiliriz. Hatta Intel’in ilk giriş seviye grafik birimi DG1’i bu tarihlerde görme ihtimalimiz var.
Değerlendirme
Sözlerimizi noktalarken Xe mimarisine sahip olan DG1 GPU’ların test sonuçlarını hatırlayalım. Hem harici hem de tümleşik olarak tasarlanan yeni GPU’lar oldukça başarılı bir çıkış yapabilir. Bu GPU’lar giriş seviyesine hitap edecek ve uygun fiyatlarla çıkış yapması bekleniyor. Bunun yanında Intel, orta ve üst düzey ekran kartı pazarında da söz sahibi olmayı planlıyor.
