从CPU、GPU到HPC，Xe架构为计算带来指数级加速

6月19日，英特尔在中国区微软商城上线了全新的显卡控制中心，这个全新的显卡控制中心界面在上个月的Computex上披露。彼时，英特尔公布了基于10纳米工艺的Ice Lake处理器的技术细节，除了全新的制程技术和架构之外，Ice Lake有一个非常重要的新特性——它集成了Gen11核显，显示性能几乎翻了一倍，显卡控制中心也随之翻新。然而，Gen11核显只是一个开始。据悉，Ice Lake的后续版本还将应用英特尔即将推出的Xe架构，让显示性能实现更大的飞跃。

Xe架构是什么?这个全新的GPU计算架构，专为高性能计算领域打造。如果要给它起一个外号，那么图形处理的“指数级加速伴侣”是再合适不过的了。在5月初的英特尔投资者大会上，英特尔首席工程官任沐新(Murthy)宣布，该公司2021年上市的首款7纳米产品便将是基于英特尔Xe架构的通用GPU。以全新架构搭配全新工艺，这个Xe架构不可小觑。

目前市场上的GPU正在面临着一些架构上的挑战，例如显存空间太小、性能无法完全满足精细的图形并行栅格化工作等等。为了达到最逼真的效果，工作室们对织物、液体和毛发等进行复杂的物理处理，以及通过对光线的追踪来模仿光的物理形态。这些算法受益于并行计算和矢量计算的组合，同时需要越来越大的内存。因此，最佳解决方案应当包括一套整体的平台设计，可以将计算任务分配给最合适的处理资源。

全新推出的英特尔Xe架构，便可以帮助解决这些挑战。在去年12月份的“架构日”活动上，英特尔介绍了该公司在设计与模型工程方面的战略性转变，将基于摩尔定律及六大技术支柱战略，驱动英特尔不断推进产品开发、引领未来创新，以满足日益演进的计算发展和行业需求。这六大技术支柱包括制程和封装、架构、内存和存储、互连、安全、软件，它们是英特尔未来产品的基础，并且每一个都同样重要。在这个大胆的全新工程愿景中，英特尔Xe架构便是一个非常关键的元素。它将帮助应对图形处理市场越来越复杂的需求，并在高性能计算领域一展拳脚。

英特尔Xe架构同时提供两个独特的微架构，针对数据中心和客户端进行优化，以打造更加广泛的产品系列。可扩展性是它的核心优势，其应用涉及多个计算和图形细分市场，从主流笔记本电脑和发烧友级游戏系统到数据中心的高性能计算，满足广泛的市场和工作负载需求。

Xe架构正在为英特尔至强处理器家族加速，通过打造一个整体的软件和计算环境，充分利用工作流实现指数级优势，从而“让每个晶体管都派上用场”。在经过云端优化的渲染场景下，其路线图如今已有新的进展，包括光线追踪硬件加速、支持英特尔®渲染框架系列API和函数库。对于当前基于英特尔渲染框架开源产品的图形和渲染解决方案的使用者来说，这些灵活的加速平台将带来指数级的性能优势。在渲染之外，作为各种仿真计算的一种通用计算技术，光线追踪技术也正在快速发展。

为了确保专业渲染、科学可视化和虚拟设计社区能够广泛使用高级图形和可视化功能，英特尔正在支持建立XeLLENCE英特尔图形和可视化研究所(英特尔GVI)，与世界一流的相关研究机构合作，让所有创造和科学社区更好地利用Xe架构所支持的平台。

此外，在高性能计算领域，Xe架构也将支持指数级的计算性能。英特尔即将于2021年交付的首个百亿亿次级计算机系统，将采用未来的英特尔至强可扩展处理器、英特尔傲腾数据中心级持久内存、英特尔Xe计算架构和英特尔OneAPI编程框架。基于这些横跨六大技术支柱的创新，助力计算实现真正的“指数级”增长。