Aus Archimedes wird Arc Arc: Intel stellt neue diskrete Grafikprozessoren vor

Von Michael Eckstein

Unter dem Codenamen Alchemist hat Intel neue Grafikchips (Graphic Processing Unit, GPU) entwickelt – und nun die Spezifikationen der neuen Arc-Baureihe enthüllt. Zum Marktstart geht es mit interessanten Mobile-GPUs der A-Serie los.

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Die Arc-7-Topmodelle von Intels neuen Grafikprozessoren kommen mit bis zu 4.096 Shader-Einheiten und sollen den Platzhirschen Nvidia und AMD Paroli im Desktop- und Workstation-Bereich bieten. Zunächst führt der Konzern jedoch die kleineren Arc-3-Modelle für Notebooks ein.
Die Arc-7-Topmodelle von Intels neuen Grafikprozessoren kommen mit bis zu 4.096 Shader-Einheiten und sollen den Platzhirschen Nvidia und AMD Paroli im Desktop- und Workstation-Bereich bieten. Zunächst führt der Konzern jedoch die kleineren Arc-3-Modelle für Notebooks ein.
(Bild: Intel Corporation)

Als erste Vertreter seiner neuen diskreten Grafikprozessoren hat Intel die Arc-3-Modelle A370M und A350M vorgestellt: diskrete GPUs für Notebooks. Im Sommer sollen Arc-5- und Arc-7-Modelle mit bis zu 4.096 Shadern folgen, genau wie weitere Arc-Modelle für Desktops und Workstations folgen.

Grundlage der Arc-A-Serie ist Intels neue „Xe High Performance Graphics Mikroarchitektur“ (kurz Xe HPG). Laut Intel ist diese „von Grund auf für Gamer:innen und Creator entwickelt“ und hohe Leistung, Effizienz und Skalierbarkeit sicherstellen. Demnach haben die Xe-Kerne integrierte Intel „Xe Matrix Extensions (XMX) AI Engines“, also spezielle KI-Beschleuniger. Im Vergleich zu herkömmlichen GPU-Vektoreinheiten sollen diese KI-Inferenzaufgaben 16-mal schneller erledigen. Die erhöhte Rechenkapazität trage dazu bei, die Leistung bei Produktivitäts-, Spiele- und Creator-Workloads zu steigern, ist Intel überzeugt.

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Spezielle Kerne für spezielle Aufgaben

Die ebenfalls integrierte „Xe Media Engine“ soll eine Vielzahl an Video-Codecs und -Standards beschleunigen können. Branchenweit sei es das erste Produkt, das AV1-Kodierung und -Dekodierung hardwareseitig unterstützt. Dadurch sei AV1 bis zu 50% effizienter als der derzeit gängigste Codec, H.264, und 30% effizienter als H.265. Hinzu kommt noch die „Xe Display Engine“, die den Betrieb hochauflösender HDR-Displays mit hoher Bildwiederholfrequenz ermögliche. Sie unterstützt laut Intel die neuesten Standards, einschließlich Display Port 2.0 10G für unkomprimiertes 4K bei 120 Hz.

Überhaupt führt Intel neue Begrifflichkeiten ein, bei denen das X quasi omnipräsent ist: Bisherige Ausführungseinheiten (Execution Units, EU) heißen jetzt „Xe Vector Engines“ (XVE) und haben acht Shader-Kerne. 16 solcher XVEs bilden einen „Xe Core“ – bisher nannte Intel solche Einheiten Sub-Slice. Die jetzt vorgestellten Notebook-GPUs Arc 3 A370M haben 1024 Shader-Kerne, die in 128 XVEs in 8 Xe Cores organisiert sind. Beim Modell A350M sind es respektive 768 Shader-Kerne, 96 XVEs und 6 Xe Cores. Daneben ist ein 64-Bit-Interface vorhanden, über das die GPUs vier GByte GDDR6-RAM ansteuern.

Die später kommenden Arc-A7-Topmodelle A730M und A770M bringen es auf 24 beziehungsweise 32 Xe Cores und somit auf 3.072 beziehungsweise 4.096 Shader-Kerne. Das Topmodell mit einer Taktfrequenz von 1.650 MHz eine Rechenleistung von etwa 13,5 Teraflops bei einfacher Genauigkeit (FP32) erreichen.

Neuste Gaming-Technologien und Treiber

Nach eigenen Angaben beherrschen alle Intel Arc-GPUs, von Intel Arc 3 bis Intel Arc 7, DirectX 12 Ultimate und moderne Gaming-Technologien wie hardwarebeschleunigtes Raytracing und „Xe Super Sampling“ (XeSS). Zu den DirectX 12 Ultimate-Funktionen gehören Raytracing, Variable Rate Shading, Mesh-Shading und Sampler-Feedback. Intels KI-basierte „XeSS-Upscaling“-Technologie soll die Gaming-Performance erheblich verbessern: Spielen in 4K-Auflösung würden die Chips mit einer Rechenleistung liefern, die vergleichbar sein mit der benötigten Leistung für native 1080p-Auflösung.

Intel will von Beginn an leistungsfähige Treiber liefern können und arbeitet nach eigenen Angaben mit „Spielestudios weltweit zusammen, um Next-Gen-Titel für Arc-GPUs und Technologien wie XeSS zu optimieren“. Das Unternehmen will XeSS in diesem Sommer einführen, dann sollen es bereits mehr als 20 Spieletitel unterstützen. Intel plant, das XeSS SDK und die Tools für alle zu öffnen, um eine einfache, branchenweite Implementierung für ein breites Spektrum an Software und Hardware zu ermöglichen.

Intel Deep Link verteilt Rechenaufgaben systemweit

Intels mobile Arc-Grafikprozessoren unterstützen die hauseigene Deep-Link-Technik. Darüber können Arc-GPUs nahtlos mit Intel-CPUs mit integrierter GPU zusammenarbeiten. Das soll helfen, die Leistung „beim Spielen, bei der Content-Erstellung sowie beim Streamen mit den folgenden Funktionen zu steigern“, erklärt der Konzern. So kombiniere Hyper Encode Media-Engines aus der gesamten Plattform, um die Videocodierung, verglichen mit der integrierten Iris Xe Grafikeinheit allein, um bis zu 60% zu beschleunigen.

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Hyper Compute nutze in ähnlicher Weise die kombinierte Leistung von vorhandenen KI-Compute-Engines der gesamten Intel-Plattform, einschließlich der Intel Core-Prozessoren, der Iris Xe-Grafikeinheit und der Arc-GPUs, „um eine Vielzahl neuer Workloads zu beschleunigen“. Dynamic Power Share wiederum priorisiere die Engine-Leistung je nach Arbeitslast „auf intelligente und automatische Weise, indem sie je nach Bedarf mehr Leistung an den Intel Core-Prozessor oder die Intel Arc-GPU sendet“. Dadurch erhöhe sich die Leistung bei kreativen und rechenintensiven Anwendungen um bis zu 30%.

Ursprünglich sollten die neuen Arc-GPUs noch im ersten Quartal 2022 auf den Markt kommen. Von einer breiten Verfügbarkeit ist bislang allerdings wenig zu sehen. Intel fertigt die GPUs übrigens nicht selbst, da der Chiphersteller (noch) nicht über ein geeignetes Produktionsverfahren verfügt. Vielmehr stammen die Chips aus den Fabriken des taiwanesischen Chipauftragsfertigers TSMC, der beide Grafikchips mit seinem N6-Verfahren herstellt.

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