Avec le GPU Xe HPG, Intel avance ses pions contre Nvidia et AMD

A l’occasion de son Architecture Day, Intel n’a pas simplement levé le voile sur les prochains éléments de sa puce Tiger Lake. Elle a aussi évoqué ses ambitions dans le monde du GPU et plus particulièrement la carte graphique Xe HPG. Raja Koduri, le vice-président senior, architecte en chef et directeur général Architecture, Graphics & Software d’Intel était visiblement enthousiaste d’annoncer l’arrivée prochaine de ce GPU pour gamers. « Nous savons que les gamers sont difficiles à impressionner. Ils adorent les produits qui offrent les meilleures performances en termes de consommation, de prix et de fonctionnalités », a déclaré M. Koduri. « Je suis heureux de vous annoncer que ce GPU est en cours de finalisation dans nos laboratoires, et j’ai hâte de vous le présenter ». Et pour amplifier son effet, il a encore ajouté : « Et oui, le hardware de ce GPU supportera le ray tracing accéléré ainsi que plusieurs fonctionnalités étonnantes que l’on peut attendre d’un GPU ».

Le GPU Xe HPG 2021 d’Intel sera basé sur l’architecture graphique Xe haute performance. Et il sera doté d’un hardware pour le ray tracing. (Crédit : Intel)

Pour l’instant, Intel n’a pas divulgué plus de détails sur la Xe HPG, mais l’on sait que ce GPU reprend des éléments de design d’un GPU Xe HPC utilisé pour l’apprentissage machine profond haute performance, déjà décliné en Xe HP pour des tâches intensives comme l’encodage de médias en temps réel, et en Xe LP pour les ordinateurs portables. M. Koduri a également déclaré que, contrairement au Xe HP et au Xe HPC, le Xe HPG sera doté d’un tout nouveau contrôleur de mémoire GDDR6, qui utilise une mémoire à haut débit (HBM), à la grande satisfaction de Raja Koduri. « Je ne suis pas près d’oublier les deux tentatives, au moins, d’apporter des sous-systèmes de mémoire coûteux comme HBM au gaming », a-t-il déclaré, en référence à ses précédentes fonctions chez AMD, et aux relations compliquées entre AMD et HBM dans le domaine des GPU grand public.

Intel a également déclaré que la fabrication du Xe HPG ne serait pas réalisée par le fondeur lui-même, mais qu’elle serait « externalisée ». Forcément, tout le monde se demande depuis qui fera le travail. Après l’annonce discrète de ce GPU, M. Koduri a déclaré aux médias qu’Intel prévoyait de desservir tout le marché des GPU, mais que l’entreprise s’en tiendrait à son objectif déclaré, à savoir, livrer des GPU Xe au secteur le plus en demande, celui des ordinateurs portables.

Intel livrera d’abord des GPU graphiques Xe pour les machines portables. Cette version est une refonte complète de la carte Xe LP avec 96 cœurs EU et des performances deux fois supérieures à celles des graphiques Ice Lake. (Crédit : Intel)

La carte Xe LP en priorité

Donc, Intel livrera d’abord sa carte Xe LP pour les portables grand public. Ce GPU équipera les machines intégrant le prochain processeur Tiger Lake. Selon David Blythe d’Intel, l’objectif est d’offrir des performances deux fois supérieures à celles processeur graphique Gen 11 du CPU Ice Lake de 10e génération, sans changer la taille des puces, ni la consommation d’énergie. « Cela veut donc dire que le prochain GPU Xe LP augmente simultanément la performance par millimètre carré, la performance par watt et la performance par flop », a déclaré M. Blythe. Pour arriver à ce résultat, Intel a dû procéder à une refonte complète de l’architecture, de la micro-architecture et faire travailler ensemble toutes les équipes impliquées dans le processus.

Les unités d’exécution (UE) de la nouvelle carte Xe LP d’Intel disposent d’un contrôleur de thread partagé et sont essentiellement « plus larges », ce qui améliore l’efficacité tout en augmentant les performances. (Crédit : Intel)

Pour atteindre son objectif, Intel a multiplié le moteur par 1,5, passant de 64 UE, le nombre de cœurs UE des puces graphiques Gen 11 des CPU Ice Lake de 10e génération, à 96 unités d’exécution (UE). Mais au final, en termes de performances graphiques, la carte Xe LP double les performances de la puce Gen 11 Ice Lake. L’autre gain de performance est lié essentiellement à l’amélioration des transistors et de la pile métallique utilisé par Intel pour fabriquer les cœurs, et de la suppression des goulots d’étranglement du design précédent. Ainsi, du fait de leur plage dynamique élargie, les EU du GPU Xe LP atteindront des vitesses d’horloge beaucoup plus élevées sur la totalité de la bande. Les puces graphiques Iris Plus actuelles d’un Core i7-1065G7 offrent une vitesse d’horloge de base de 300MHz avec un boost à 1,1GHz.

Intel n’a pas précisé à quelles vitesses d’horloge fonctionneront les prochains EU du Xe LP, mais il est clair qu’ils dépasseront 1,7 GHz en boost. A cette vitesse, le GPU consommera également plus d’énergie, mais du fait de l’efficacité de son design, les Xe LP EU fonctionneront à environ 1,6 GHz tout en consommant la même énergie qu’un CPU Ice Lake de 10^e Gen fonctionnant à sa fréquence maximale de 1,1 GHz. En termes de boost, cela correspond à un gain d’environ 45 %.

L’efficacité du nouveau Xe LP élargit la « plage dynamique », si bien que le GPU consomme moins d’énergie tout en améliorant les performances par rapport aux graphiques Ice Lake de 10e Gen. La vitesse d’horloge en boost peut être aussi plus élevée. (Crédit : Intel)

Des graphiques intégrés plus rapides pour les jeux

Au final, le GPU Xe LP d’Intel augmente de manière assez importante les performances par rapport à la formule des graphiques intégrée d’Intel, souvent moquée par les gamers. En guise de démonstration, Intel a fait exécuter des jeux populaires comme PUBG et des jeux AAA comme Battlefield V par le Xe LP. Intel a également fait un peu de « sand-bagging » : il a limité les performances du Xe LP à 15 watts TDP, tandis que le portable Ice Lake de 10e génération, avec ses graphiques Gen 11, était paramétré pour une puce de 25 watts TDP. Cela implique que si un ordinateur portable peut offrir 25 watts de refroidissement, il devrait offrir encore plus de performances de jeu.

Le Xe LP d’Intel offrira des performances supérieures à celles des précédentes puces graphiques de Gen 11 des CPU Ice Lake, tout en consommant moins d’énergie. (Crédit : Intel)

Intel a été très discret sur les performances du Xe LP, mais en voix off, pendant l’exécution de Battlefield V, le présentateur d’Intel a déclaré : « Avec le Xe, vous pouvez vous attendre à des performances exceptionnelles sur une large gamme de jeux, y compris pour l’exécution de certains titres AAA avec ce genre de facteur de forme, ce qui était jusque-là impossible ». Comme les entreprises technologiques ne peuvent pas s’avancer sur des performances sans risquer d’être poursuivies par des armées d’avocats, cette déclaration en off semble impliquer que le GPU Xe LP offrira des performances supérieures à celles des ordinateurs portables Ice Lake de 10e génération et à celles des puces Ryzen 4000 actuelles d’AMD. Une remarque cependant sur l’expression « facteur de forme » : s’agit-il d’un ordinateur portable de 13 pouces ou d’un ordinateur portable de 14 pouces ? La différence entre les deux peut être énorme. La technologie de mémoire utilisée peut aussi influer sur les performances du Xe LP. Certes, Intel a ajouté le support de la mémoire vive LPDDR5-5400, mais les machines portables Ice Lake et Ryzen 4000 sont limitées à la mémoire LPDDR4.

Le premier GPU discret livré par Intel depuis des décennies sera fabriqué par une entreprise externe et non par le fondeur lui-même. (Crédit : Intel)

Pas de ray tracing pour les portables avec puce graphique intégrée (pour l’instant)

Un dernier détail qu’il ne faut pas occulter : seul le GPU programmé pour l’année prochaine offrira du ray tracing accéléré au niveau du hardware. Ce qui ne sera pas le cas des portables basés sur Tiger Lake/Xe LP dont la présentation est prévue en septembre. Mais il y a de l’espoir : quand on a demandé à M. Blythe si le ray tracing pouvait aussi être ajouté à une puce graphique intégrée, celui-ci a répondu : « Ce serait possible, mais il faut attendre le moment opportun ».