La oferta de computación de alto rendimiento (HPC) de Intel evoluciona continuamente en función de las necesidades de los distintos segmentos del mercado. El reciente lanzamiento de GPUs ha dado lugar a nuevos términos como los Intel Xe-cores. Esto marca un antes y un después en el mundo del procesamiento gráfico de Intel. Por eso, en esta entrada del blog, explicaremos en qué se diferencia todo sobre Xe-core GPU, y el impacto que tendrá en HPC y para los usuarios domésticos.
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Las GPUs Xe-Core son un nuevo tipo de dispositivo informático que combina muchas unidades de procesamiento, o núcleos, con memoria de gran ancho de banda (HBM) para lograr un alto rendimiento tanto en aplicaciones gráficas como informáticas. Este tipo de arquitectura es ideal para los usuarios de HPC, que necesitan mucha capacidad de procesamiento paralelo para sus simulaciones y modelizaciones.
Primero, Intel «Arc» se presentó como la primera solución gráfica dedicada de Intel y que combina tanto hardware, como software y servicios. Está pensada para competir con NVIDIA y AMD, ofreciendo un alto rendimiento en tareas como los videojuegos y también para aplicaciones HPC.
Las GPUs Xe-core se basan en una arquitectura en la que se basan otras ARC. Al ser el primer producto construido sobre la nueva generación de la arquitectura de computación de alto rendimiento de Intel, Xe cuenta con una serie de avances poco conocidos. La principal es la combinación de muchos núcleos con memoria de alto ancho de banda (HBM2), lo que le permitirá sobresalir tanto en aplicaciones gráficas como de computación de alto rendimiento (HPC).
A grandes rasgos, aunque las GPU se utilizan en HPC desde hace unos años, se basan en una arquitectura de un solo núcleo diseñada principalmente para el rendimiento gráfico. Esto ha limitado la capacidad de los usuarios de HPC para aprovechar al máximo su capacidad de cálculo. Las GPU Xe-core son el primer producto de su clase que combina muchos núcleos, como he comentado anteriormente.
Las GPUs Xe-core también incorporan nuevas instrucciones de programación, nuevas interconexiones y una nueva arquitectura de memoria. Están diseñadas para poderlas escalar fácilmente y proporcionar un alto nivel de rendimiento en una amplia gama de cargas de trabajo.
Por otro lado, las GPUs Xe-core se basan en la misma arquitectura subyacente que las GPUs tradicionales (no Xe). Esto significa que los desarrolladores que tienen experiencia en el uso de un tipo de GPU pueden transferir ese conocimiento al otro y comenzar a utilizar Xe-core sin necesidad de aprender un nuevo lenguaje de programación para poder programar dichas unidades.
Las claves más destacables de los nuevos Xe-cores de Intel son:
Intel ha acuñado el término HPG, o High Performance Graphics para sus productos Xe. De esta forma, se refiere a las nuevas microarquitecturas de gráficos de alto rendimiento que ha diseñado desde cero para ofrecer eficiencia y escalabilidad.
HPG se asemeja al término HPC (High Performance Computing) destinado a designar a la computación de alto rendimiento, como los supercomputadores y grandes máquinas de centros de datos, mainframes, etc.
Con estos nuevos Xe-cores, se han incorporado funciones de IA y hardware de aceleración 3D avanzado, optimizando el rendimiento para videojuegos y para otras cargas que demandan los creadores de gráficos.
Los núcleos Xe son núcleos de computación para GPUs Intel que han implementado algunas optimizaciones para ciertos segmentos de mercado o cargas de trabajo específicas. Por eso, cada núcleo Xe de estas GPUs está configurado con un conjunto de motores vectoriales de 256-bit diseñados para acelerar cargas de trabajo tradicionales.
Por otro lado, están los nuevos motores de matriz de 1024-bit, o XMX (Xe Matrix eXtensions) diseñados especialmente para las cargas de trabajo relacionadas con la inteligencia artificial.
Al igual que NVIDIA y AMD han integrado la tecnología de Ray Tracing en sus GPUs, Intel también ha querido prestar atención a algo que considera fundamental, junto con la rasterización, y ha dotado a estas unidades de estas capacidades en tiempo real. Todo gracias a un conjunto de aceleración por hardware dedicado a estos fines.
La rasterización es el proceso por el cual una imagen dada en un formato gráfico vectorial se convierte en un conjunto de píxeles o puntos para ser mostrados en una salida digital, como una pantalla, una impresora, etc.
Por otro lado, el trazado de rayos o Ray Tracing es una tecnología o técnica de renderizado que se basa en trazar muchos rayos provenientes de distintas fuentes de luz, calculando los rebotes de cada uno sobre los objetos de una escena. De esta forma, se mejora la calidad de la imagen computerizada.
Además, estas tecnologías son totalmente compatibles con DirectX 12 y Vulkan. Dos de las APIs gráficas más importantes de la actualidad.
El Render Slice es la forma en que las configuraciones de las GPU Xe HPG escalan desde soluciones de baja potencia para dispositivos móviles, hasta potencias de juego de clase entusiasta, pasando por HPC.
Un tejido de memoria de gran ancho de banda con una gran caché L2 que conecta cada slice permite la flexibilidad de escalar a potentes configuraciones multi-slice y se conecta a una infraestructura de GPU discreta. De esta forma, se obtiene una gran ventaja, especialmente para aplicaciones HPC, donde se puede escalar en mayor medida para obtener potencias de cálculo mayores para aplicaciones de alto rendimiento como los cálculos científicos, simulaciones, etc.
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