英特爾的Meteor Lake 的 iGPU將具有光線追蹤硬件

2022 年，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 AMD 都擁有具有光線追蹤圖形加速功能的產(chǎn)品，那英特爾呢？

韓國科技博主已經(jīng)挖掘了一些關(guān)于英特爾Meteor Lake處理器附帶的集成 GPU 的有意思的信息。從看到英特爾圖形編譯器 (IGC) 的新代碼補(bǔ)丁來看，這張模糊的技術(shù)海報(bào)顯示 Meteor Lake iGPU 可以在硬件中支持光線追蹤。但是遺憾的是，潛在的負(fù)面影響是 iGPU 可能缺少 Intel XMX（Xe Matrix eXtension）單元。

什么是光線追蹤？

光線跟蹤是一種真實(shí)地顯示物體的方法，該方法由Appe在1968年提出。光線跟蹤方法沿著到達(dá)視點(diǎn)的光線的反方向跟蹤，經(jīng)過屏幕上每一個(gè)象素，找出與視線相交的物體表面點(diǎn)P0，并繼續(xù)跟蹤，找出影響P0點(diǎn)光強(qiáng)的所有光源，從而算出P0點(diǎn)上精確的光線強(qiáng)度，在材質(zhì)編輯中經(jīng)常用來表現(xiàn)鏡面效果。

光線追蹤可以實(shí)現(xiàn)更為逼真的陰影和反射效果，同時(shí)還可以大大改善半透明度和散射，帶來相似于人眼所看到的更為真實(shí)場(chǎng)景效果。英偉達(dá)新一代RTX20系顯卡中，首次將光線追蹤技術(shù)用在了顯卡身上，從而帶來更好的游戲體驗(yàn)。由于光線追蹤對(duì)顯卡要求高，因而以往的游戲主要是利用光柵化，它是一種渲染計(jì)算機(jī)圖形的更快速方式。其作用是能夠把 3D 圖形轉(zhuǎn)換為 2D 像素以顯示在屏幕上，但光柵化需要著色器描繪合理逼真的照明效果。其最終的結(jié)果不如光線追蹤那么自然或逼真。

光線追蹤的優(yōu)點(diǎn)是可以為客戶帶來更為逼真的畫質(zhì)體驗(yàn); 但是它的缺點(diǎn)是對(duì)顯卡性能要求非常高。可以預(yù)見的是，光線追蹤未來可能完全取代光柵化，并作為渲染 3D 場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)算法。

英特爾的老對(duì)頭AMD 今年年初在CES 2022發(fā)布會(huì)上公布的第一款產(chǎn)品是AMD Ryzen 6000系列移動(dòng)端處理器，更新了Zen3+架構(gòu)，首次將RDNA2集成到移動(dòng)端APU中，使用的是臺(tái)積電的6nm制程工藝，還首次支持光追。此前，AMDRX 6000系列GPU都具有專門的光追單元，這類型內(nèi)核專門為加速邊界體積層次結(jié)構(gòu)（BVH）指令而設(shè)計(jì)，以處理圖形場(chǎng)景中復(fù)雜的光線碰撞。這種復(fù)雜的樹狀結(jié)構(gòu)需要大量的計(jì)算能力，GPU的定制內(nèi)核可以用更快的速度來解決這方面的問題。

目前，AMD還推出了免費(fèi)且開源的Radeon Raytracing Analyzer（RRA）光線追蹤分析器，能夠幫助開發(fā)者了解這種模型轉(zhuǎn)變，并顯示場(chǎng)景中需要進(jìn)行優(yōu)化的區(qū)域。

英特爾的第 13 代核心處理器，代號(hào)為 Raptor Lake (RPL)，即將推出。然而，在 2023 年，英特爾的第 14 代酷睿處理器，它被稱為 Meteor Lake (MTL)，可能將采取一些大膽、先進(jìn)的步驟，引起不小的轟動(dòng)。眾所周知，從第 13 代酷睿處理器到第 14 代酷睿處理器的過渡將從Intel 7 過渡到Intel 4。不過，這還不是全部，因?yàn)槲覀儗⒖吹接⑻貭柕谝粋€(gè)在散熱器下方使用臺(tái)積電 N3 瓦片的分解設(shè)計(jì)。它將是芯片的 GPU 部分，多虧了 Coelacanth's Dream 等人的偵探工作，才能對(duì)這款 iGPU 有了越來越清晰的了解。

今年 7 月，Coelacanth's Dream 發(fā)現(xiàn)了一些Intel Linux 補(bǔ)丁，這表明 MTL 的圖形塊將采用 Xe-HPG/Xe-LPG 架構(gòu)以及臺(tái)積電使用其 N3 制造工藝生產(chǎn)的多達(dá) 128 個(gè) EU?，F(xiàn)在我們看到了英特爾圖形編譯器的新代碼補(bǔ)?。↖GC），可以對(duì)GPU tile做更多的推論。

來源：英特爾

可能最有趣的是補(bǔ)丁指示器表明 Meteor Lake 的 iGPU 將具有光線追蹤硬件。英特爾 LGA1700 CPU，如Alder Lake和Raptor Lake，配備多達(dá) 96 個(gè) Xe-LP EU。不過，Meteor Lake 將配備 Xe-HPG 架構(gòu) GPU，與Alchemist/ DG2 獨(dú)立顯卡有更多共同點(diǎn)，并且可能配備多達(dá) 128 個(gè)甚至 192 個(gè)這些 EU。光線追蹤支持功能是在 IGC 中獲得的，如果檢測(cè)到 iGFX_meteorlake，它會(huì)將光線追蹤支持設(shè)置為啟用。此外，Meteor Lake 似乎還支持在任何有助于 Alchemist / DG2 或 Ponte Vecchio 功能的應(yīng)用程序中使用硬件光線追蹤。

為其 iGPU 添加光線追蹤支持是英特爾的一個(gè)受歡迎的舉措，但它只會(huì)追趕 AMD，后者在 2022 年的大部分時(shí)間里都在銷售帶有RDNA2 iGPU 的Ryzen 6000(Rembrandt) 處理器。

繼續(xù)討論 Meteor Lake 的 iGPU 架構(gòu)缺少 XMX 單元的問題。通過 IGC 補(bǔ)丁可以看出，MTL 不支持依賴 XMX 單元的 DPAS（點(diǎn)積累加收縮）指令。它暗示 iGPU 沒有 XMX 單元，例如，這可能會(huì)對(duì)Intel XeSS的加速產(chǎn)生負(fù)面影響。在桌面上，一個(gè) Xe 內(nèi)核具有 16 個(gè) XMX 單元，每個(gè)時(shí)鐘可以執(zhí)行 128 個(gè) FP16/BF16、256 個(gè) INT8 或 512 個(gè) INT4/INT2 操作。它們還加速了 XeSS，但這種擴(kuò)展技術(shù)回退到 DP4a 指令模式。

最后，值得注意的是，Meteor Lake CPU 對(duì)英特爾來說是一個(gè)相當(dāng)大的變化，可能會(huì)面臨一些初期的麻煩。大約兩周前， Meteor Lake 在臺(tái)積電的 3nm GPU Tile 生產(chǎn)可能已被推遲，可能是英特爾決定改用較新的 N3E 工藝，但是消息還未得到證實(shí)。

審核編輯 ：李倩