Intel Alchemist: Todos los Detalles de la Arquitectura de las Tarjetas Gráficas Intel ARC

Intel Alchemist: Todos los Detalles de la Arquitectura de las Tarjetas Gráficas Intel ARC

por Antonio Delgado 7

Intel ARC quiere competir en la gama alta de tarjetas gráficas dedicadas en 2022

Aunque Intel es uno de los mayores fabricantes de tarjetas gráficas del mercado, eso solo es posible teniendo en cuenta las GPUs integradas en sus procesadores, ya que la mayoría de CPUs de la compañía integran iGPU.  Hasta ahora, la compañía no se había centrado en ofrecer alto rendimiento gráfico en sus soluciones integradas hasta la llegada de la arquitectura Iris Xe que ya pudimos probar en más de una ocasión con muy buenos resultados.

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Este salto de rendimiento respecto de sus arquitecturas pasadas abrió el camino para la llegada de Intel al mercado de gráficas dedicadas con su Intel DG1, un modelo bastante modesto para sistemas integrados, pero que escondía el asalto a un mercado que tradicionalmente se le ha resistido a Intel: el mercado de las gráficas dedicadas de alto rendimiento. Actualmente dominado por NVIDIA y AMD, Intel quiere hacerse un hueco con su arquitectura Xe HPG (High Performance Gaming), con nombre en clave Alchemist con la que darán vida a la primera generación de tarjetas gráficas dedicadas Intel Arc.

Intel Arc llegará en el primer trimestre del año 2022 y la compañía promete un salto de rendimiento considerable desde el que ofrecen en sus gráficos integrados con arquitectura Xe LP de bajo consumo.

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Esta primera generación estará basada en su SoC Alchemist con arquitectura Intel Xe HPG. Intel promete un aumento considerable en la relación entre rendimiento y consumo conforme se aumenta la frecuencia 1,5 veces respecto de los modelos Xe LP de bajo consumo.

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El proceso de fabricación de las Intel Alchemist será de 6 nanómetros, en concreto el proceso N6 de TSMC.

Cada GPU Intel Archemist estará formada por varios Xe Cores y tendrá soporte Raytracing

Alchemist será el nombre comercial de la arquitectura Intel Xe HPG, la primera generación de gráficos de alto rendimiento de Intel, a la que seguirán distintas arquitecturas a lo largo de los años para dar vida a las tarjetas gráficas dedicadas Intel ARC.

Se espera que haya distintos modelos para cubrir varias gamas, aunque por el momento la compañía no ha desvelado ningún detalle relacionado sobre su nomenclatura o en qué segmento competirán cada uno.

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Intel Xe HPG combina la experiencia de las arquitecturas Xe HPC, Xe HP y Xe LP de Intel en un producto orientado al gaming.

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La unidad de cálculo principal será el Xe Core, el "bloque" base con el que se construirán estas GPU Xe HPG Alchemist, cada uno con sus propios motores de vectorización y de matrices.

Cada Xe-Core estará formado por 16 Vector Engines de 256 bits y 16 Matrix Engines de 1024 bits cada uno.

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Las GPU Xe HPG contarán con aceleración Raytracing

Los Xe Cores se agruparán en módulos o "Render Slices" de cuatro con soporte XMX, cada uno con su propia caché y junto a una unidad de RayTracing para cada Core, por tanto, se confirma que las Intel Arc contarán con soporte para trazado de rayos acelerado por hardware, compitiendo así con las NVIDIA GeForce RTX y las AMD Radon RX 6000.

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Cada Ray Tracing Unit se encargará de acelerar el cálculo de rayos en Raytracing, incluyendo los cálculos de intersecciones triangulares y rayos transversales.

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El propio diseño del chip incluye distintos elementos optimizados para DirectX 12 Ultimate por hardware.

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Una GPU completa tendrá distintas agrupaciones de estos Renders Slice, escalando el rendimiento dependiendo de las especificaciones de la GPU. Por ejemplo en el siguiente esquema se combinan 8 Render Slices, cada uno con 4 Xe Cores. Todos ellos se interconectan mediante el Memory Fabric de caché L2 compartida para todos.

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Las gráficas Intel Arc llegarán con Xe Super Sampling basado en IA

Intel Xe Super Sampling es una tecnología de reescalado que entrará en competencia directa con los sistemas NVIDIA DLSS o Deep Learning Super Sampling y AMD FSR o AMD FidelityFX Super ResolutionLa idea bajo este concepto es la misma en los tres casos: conseguir aumentar el rendimiento en juegos penalizando lo mínimo posible la calidad gráfica.

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Aunque los tres sistemas utilizan tecnologías distintas, todos se basan en renderizar los fotogramas de los juegos a una resolución más baja para generar fotogramas de mayor resolución y calidad sin la penalización que supone renderizarlos a resoluciones más altas directamente. AMD utiliza distintos filtros para conseguirlo y NVIDIA aprovecha la aceleración de IA de sus gráficas para conseguir resultados similares mediante una red neuronal entrenada.

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En el caso de Intel, la aproximación es similar a la de NVIDIA, entrenando previamente una red neuronal de inteligencia artificial con fotogramas y vectores de movimiento para generar una imagen de alta calidad. Una vez la red neuronal está entrenada, las GPU Intel Arc, en este caso con arquitectura Alchemist Xe HPG, serán las encargadas de aplicar inferencia partiendo de un fotograma a baja resolución para obtener el fotograma de alta resolución sin gastar capacidad de proceso en su renderizado.

Los detalles que tenemos por parte de Intel apuntan a que utilizan una red neuronal entrenada de manera general, y luego se realiza la inferencia sobre cada juego. No obstante, no sabemos si, además de este entrenamiento general, la compañía planea realizar entrenamientos específicos para juegos concretos. Tendremos que esperar a ver los primeros juegos compatibles con esta tecnología.

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Un detalle importante que sí que sabemos es que, al igual que ocurre con AMD FSR. Intel Xe Super Sampling no será exclusivo de Intel, sino que podrá ejecutarse en tarjetas gráficas de AMD o NVIDIA que soporten instrucciones DPA4a (NVIDIA Pascal en adelante y AMD Vega 20 en adelante) o XMX.

Eso sí, los desarrolladores de juegos tendrán que implementarlo manualmente, ya que solo funcionará con juegos compatibles.

Intel ha puesto especial énfasis en el software y los drivers que darán vida a las gráficas Intel Arc. La compañía ha priorizado el software para esta arquitectura y lo ha optimizado para funcionar con las APIs más actuales del mercado, como DirectX 12 Ultimate o Vulkan, además de que con los motores gráficos más utilizados como Unity o Unreal Engine.

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La compañía promete un juego fluido, pero también otras experiencias como el Streaming de juegos a tiempo real, algo que ha ganado adeptos en los últimos meses, además de una interfaz de uso moderna en su panel de control y la posibilidad de adaptar y controlar las opciones y rendimiento del sistema por parte del usuario.

Roadmap de arquitecturas de las gráficas Intel ARC

La marca Intel ARC será por la que conozcamos todas las gráficas de consumo de Intel, sería el equivalente a AMD Radeon o NVIDIA GeForce. Eso significa que, a lo largo de los años, llegarán nuevas arquitecturas que darán vida a nuevos modelos Intel ARC, al igual que ocurre actualmente con NVIDIA y AMD, con nuevas gamas (RTX 2000, RTX 3000, Radeon 5000, Radeon 6000, etc.).

La primera generación de gráficas Intel ARC que llegará en el primer trimestre del 2022 estará basada, como ya hemos visto, en la arquitectura Xe HPG, con nombre en clave Alchemist, pero la compañía ya tiene definidas al menos tres generaciones más de gráficos Intel Arc.

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La sucesora de Alchemist (Xe HPG) será la arquitectura Battlemage, correspondiente a Xe2 HPG. Le seguirá la arquitectura Celestial (Xe3 HPG) y, finalmente, la arquitectura Intel Druid que corresponderá con Xe Next Architecture o arquitectura de próxima generación. Es pronto para aventurar de manera concreta en qué año veremos estas nuevas arquitecturas, si suponemos un lanzamiento anual o cada año y medio, Battlemage llegaría a lo largo del 2023, Celestial entre 2024 y 2025, y Druid a partir de 2026, pero a día de hoy es aventurarse demasiado.

Nombre en clave de las arquitecutras de Intel ARC Arquitectura Lanzamiento
Intel Alchemist Xe HPG Primer Trimestre 2022
Intel Battlemage Xe2 HPG 2023-2024 (Estimado)
Intel Celestial Xe3 HPG 2024-2025 (Estimado)
Intel Druid Xe Next Architecture 2025-2026 (Estimado)

¿Intel Arc "Alchemist" será capaz de competir con AMD y NVIDIA?

Los planes de Intel por introducirse en el mercado de gráficas dedicadas son conocidos desde hace años, ya en 2017 anunciaron sus intenciones. Hasta entonces, la compañía no se había caracterizado por cuidar especialmente sus productos gráficos integrados. No hay que olvidar que Intel es el mayor fabricante de GPUs del mundo si tenemos en cuenta las iGPU que integran la gran mayoría de sus procesadores, pero su rendimiento hacía que no se consideraran opciones prácticas para gaming.

Sin embargo, recientemente la llegada de las GPUs Iris Xe, basadas en la arquitectura Xe LP, han dado la sorpresa al conseguir alcanzar, e incluso superar, a las AMD Vega integradas en portátiles, hasta ahora uno de los gráficos integrados más potentes del mercado. El desempeño de estos gráficos en procesadores como los Core i7-1165G7 es considerable, y la mejora respecto de las típicas Intel HD del pasado es enorme, algo que pocos hubieran vaticinado hace unos pocos años.

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Sin embargo, en cuanto a gráficos dedicados la competencias es feroz. NVIDIA es una compañía que lleva desde sus inicios dedicándose única y exclusivamente al diseño y creación de gráficas dedicadas, y AMD adquirió a ATI, su principal competidor. Por ello, cuesta bastante pensar que una compañía pueda, en su primera generación de producto, llegar a superar o incluso a competir con la gama alta de tarjetas gráficas de compañías como NVIDIA y AMD, con multitud de generaciones y experiencia a sus espaldas.

Aunque Intel Arc no consiga superar a NVIDIA o AMD, sentará las bases de una competencia feroz

Las Intel Arc llegarán con soporte para tecnologías actuales, incluyendo un sistema propio de super Sampling, e incluso aceleración por hardware para Raytracing. A pesar de ello, la competencia es feroz, y por ejemplo en raytracing, NVIDIA cuenta con una gran ventaja al tener ya dos generaciones de gráficas RTX en su catálogo.  

Sin embargo, no hay que dejar de lado el interesante equipo que Intel ha reclutado para su división de gráficas, liderado por Raja Koduri, el líder del departamento Radeon de gráficas de AMD y uno de los ingenieros con más recorrido y experiencia dentro del mercado de GPUs. Todo ello sumado al poderío económico y tecnológico de Intel puede ser el caldo de cultivo para dar una sorpresa en el mercado, si no en la primera generación de Intel Arc "Alchemy", quizás si en las venideras generaciones con arquitecturas Battlemage o Celestial.

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Tendremos que esperar unos meses para ver si Intel lo consigue o no, al menos la semilla ya estará plantada y otro actor más se suma al competitivo mercado de gráficas de alto rendimiento.

No todo son juegos, y Intel Ponte Vecchio tiene en el punto de mira los sistemas de supercomputación.

Por otro lado, no todo son gráficos para gaming, y la arquitectura Intel Xe también llegará a entornos de computación de alto rendimiento. Ponte Vecchio, la primera GPU de estas características de la compañía, no llegará hasta pasados unos meses desde el lanzamiento de Intel Arc, pero lo que hemos conocido hoy mismo muestra un desarrollo tecnológico realmente impresionante, introduciendo tecnologías nuevas que podrían poner en apuros a las gamas de computación de NVIDIA y AMD.

Tendremos que esperar todavía unos meses para conocer qué rendimiento consigue Intel con sus primeras gráficas para juegos y computación, y si puede entrar a competir directamente, o incluso superar, a AMD o NVIDIA. En cualquier caso, la competencia siempre será bienvenida en un sector dominado hasta ahora por dos compañías. Se avecinan tiempos interesantes en el sector, sin duda.

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Redactor del Artículo: Antonio Delgado

Antonio Delgado

Ingeniero Informático de formación, redactor y analista de hardware en Geeknetic desde 2011. Me encanta destripar todo lo que pasa por mis manos, especialmente lo más novedoso en hardware que recibimos aquí para hacer reviews. En mi tiempo libre trasteo con impresoras 3d, drones y otros cachivaches. Para cualquier cosa aquí me tienes.