Intel Ice Lake: Gen11-iGPUs erhalten Adaptive-Sync, Tile-Based-Renderer und CPS
Auf dem Architecture Day hat Intel einen Ausblick auf seine Gen11-Grafik gegeben. Zum Einsatz kommt sie bei Ice Lake mit den neuen Sunny-Cove-Kernen. Die GT2-iGPU wird mit 512 statt 192 Shadern erheblich aufgebohrt. Mit dabei sind ein Tile-Based-Rasterizer, Adaptive-Sync (analog zu AMDs Freesync) und Coarse Pixel Shading, das wie Nvidias Adaptive Shading funktioniert.
Intels Prozessoren nutzen bis dato noch eine Grafikeinheit, die auf der Gen9 basiert. Die neunte Generation debütierte mit Skylake im Jahre 2015 und hat mit Kaby Lake ein kleineres Update auf die Version 9.5 erfahren. Der Render-Teil blieb unangefasst, lediglich die Codec-Engine wurde unter anderem mit einem VP9-Encoder aktualisiert. Selbst in den aktuellen Coffee-Lake-S-Refresh-Prozessoren, angeführt vom Core i9-9900K, steckt also beinahe vier Jahre alte GPU-Technik. Die Gen10 sollte ursprünglich längst mit Cannon Lake erschienen sein, wegen der verzögerten 10-nm-Fertigung wurde daraus bloß nichts. Die Generation wurde inzwischen weitgehend zusammengestrichen. Auf seinem Architecture Day setzte Intel den Fokus auf die Gen11-Grafik, die man voraussichtlich ab Ende 2019 in Ice-Lake-Prozessoren vorfinden wird.
GT2-iGPU von Ice Lake wächst um den Faktor 2,7
Im schematischen Aufbau zeigt Intel die Zusammensetzung der GT2-iGPU, wie sie in den meisten Desktop- und Notebook-Prozessoren vorzufinden sein wird. Früher bestand die GT2-Klasse aus einem sogenannten Slice, das sich aus drei Sub-Slices mit jeweils acht Ausführungseinheiten, von Intel Execution Units oder kurz EUs genannt, zusammensetzte. Ein Slice hatte einen eigenen Rasterizer und einen L3-Cache angekoppelt - einen solchen nutzen AMD und Nvidia übrigens nicht. Bei der Gen11 sitzen der Rasterizer und L3-Cache zusammen mit weiteren, kleineren Caches für die Z-Geometrie und der Pixel-Pipe zentral. Darum herum sind vier "EU Arrays" angeordnet. Jeweils 2 × 8 Ausführungseinheiten pro Array teilen sich wie gehabt unter anderem die 3D- und Media-Sampler und den L1-Cache. Insgesamt kommt die GT2-iGPU somit auf 64 statt 24 EUs oder anders ausgedrückt 512 statt 192 Shader-Einheiten. Gegenüber Coffee Lake und Co. sollte die Grafikleistung der neuen Desktop-Prozessoren alleine deshalb schon deutlich ansteigen. Größere Ausbaustufen mit mehr als 64 EUs scheint Intel derweil nicht mehr vorzusehen.
Tile-Based-Rendering & Coarse Pixel Shading
Eine große Neuerung stellt das Tile-Based-Rendering dar. Bei Nvidia kennt man das schon seit Maxwell, AMD brachte einen Ansatz mit Vega, der jedoch weniger effektiv arbeitet als bei der Konkurrenz. Ein Tile-Based-Rasterizer rastert Polygone in Gruppen statt "stupide" nacheinander, was zusammen mit sogenanntem Culling den Speicher- und Bandbreitenbedarf erheblich senken kann. Dabei wird nicht sichtbare Geometrie verworfen, also gar nicht erst fertig gerendert.
Coarse Pixel Shading (CPS) funktioniert ähnlich wie Nvidias Adaptive Shading (NAS). Statt jeden Pixel einzeln zu schattieren, werden diese in Gruppen gebündelt. Intel zeigte erste Demos mit fest eingestellten Bereichen: Die Bildmitte wird mit 1×1-Präzision berechnet, die Ränder werden zu 4er-Gruppen (2 × 2 Pixel) zusammengefasst, was die Frame-Rate um bis zu 15 Prozent steigern soll. Um noch mehr Leistung zu sparen, kann das komplette Bild im 2×2-Pixel-Raster schattiert werden, was die Fps um bis zu 40 Prozent erhöht. Nvidia kann das Ganze bereits dynamischer, indem die Komplexität von Oberflächen erkannt wird und verschieden große Raster angewandt werden.
Quelle: PC Games Hardware
Coarse Pixel Shading mit absinkender Shading-Genauigkeit an den Rändern
Höhere Effizienz und Adaptive-Sync
Insgesamt soll die Effizienz der Gen11-Grafik steigen, unter anderem dank überarbeiteter Interfaces und weiteren Verbesserungen bei der FP16-Beschleunigung. Letztere wird mit einer doppelten Rate grundsätzlich schon seit Broadwell (Gen8) unterstützt. Die Gen11-iGPUs sollen Leistungsbudgets besser ausreizen können, indem einzelne Chipteile mehr Energie aufnehmen dürfen, wenn andere gerade sparsamer arbeiten. Die EUs können zum Beispiel das Leistungsbudget vom Uncore-Bereich anzapfen.
Quelle: Intel
Intel-Präsentation zur Gen11-Grafik (21)
Zu guter Letzt ist die Rede von einem aktualisierten Media-Bereich, der mit Ice Lake mindestens Displayport 1.4 und HDMI 2.0 beherrschen sollte - von HDMI 2.1 war noch keine Rede. Mit dabei ist nun übrigens auch endlich Adaptive-Sync zur Kopplung der Display-Bildwiederholrate an die GPU-Bildausgabe. Einen Markennamen hat Intel der Technik noch nicht gegeben. AMD nennt das mit seiner Treiberimplementierung Freesync.
Intel gehört auch zu VESA und sieht einfach keinen Grund darin, noch ein drittes Fass auf zu machen.
Dann könnte man sich auch gleich von VESA verabschieden.
Die Standards sind aber zu wichtig.
Und Intel profitiert davon, dass Bildschirme in Büros sich an Vesa Standards halten - daher erwarten die Großkunden auch VESA konformität bei Intel iGPUs.
Natürlich nutzt Intel da den Adaptive Sync Standard der VESA.
Das hat absolut nichts mit AMD zu tun.