迴顧過去的時間點 英特爾是在2021年的8月17日正式公布的高性能顯卡産品品牌――“Intel Arc” 藉助平台化優勢｜英特爾銳炫A係列獨顯首發移動端産品 - 趣味新聞網

迴顧過去的時間點，英特爾是在2021年的8月17日正式公布的高性能顯卡産品品牌――“Intel Arc”，中文名稱銳炫，一直到2022年3月30日，英特爾方正式揭開瞭它神秘的麵紗。

從英特爾公布獨顯計劃開始，英特爾造顯卡一直是科技行業的熱門話題。對消費者而言，終於在NVIDIA和AMD兩傢之外有瞭第三個選擇，意味著新的競爭格局會給這個市場帶來新的潮流與走嚮。按之前的披露，英特爾Xe-HPG銳炫顯卡將會采用台積電6nm製程，放棄原有EU的基本模塊，采用瞭全新的Xe核心，第一代Xe HPG微構架核心的代號名為Alchemist（煉金術士），第二代與第三代將分彆使名為Battlemage、Celestial，然後將是全新下一代Xe架構的Druid。可以看到，英特爾在Xe-HPG上的規劃已經相當建全。

Part 1. 解讀英特爾在GPU領域的積纍

如果按曆史進程來看，英特爾其實並非“顯卡俱樂部”的新玩傢，早在二十多年前，英特爾便嘗試過開放獨立顯卡，一直以來，英特爾從未放棄過對高性能顯卡的嘗試。事實上，2017年英特爾拿齣一款代號為”DG1”的顯卡，便讓用戶們感到異常興奮。但事實上，英特爾正式在市場中推齣的卻是移動端的獨立顯卡――代號為 “Alchemist” 的英特爾銳炫顯卡。

首推移動端獨顯其實並不意外，按英特爾院士（主要負責圖形創新）Tom Petersen的解讀：“英特爾最大的優勢就是平台級的創新。之所以先從移動端平台開始發布我們的顯卡，因為一直以來這都是我們的優勢和強項，我們通過筆記本和移動端讓用戶感受到平台間的相互協作。在移動端筆記本的基礎上，我們還可以提供更多的差異化特性，突齣不同的體驗。”

英特爾在移動端的優勢非常明顯，老用戶應該記得，英特爾在從2003年推齣迅馳平台起便統一瞭總綫接口、無綫規格、通用接口等筆記本平台的標準；隨後在傳統高速數據的雷電接口、用於視頻編解碼的Intel Quick Sync Video，以及超極本、二閤一創新形態、輕薄Evo平台上，都一直在增強移動端的平台化優勢。

而且從Xe銳炬核顯到Xe-HPG銳炫獨顯，英特爾事實上已經在顯卡方麵經曆瞭數代積纍，其實去年英特爾已經在構架日上推齣一款由8個Xe組成的SoC――麵嚮服務器的Ponte Vecchio GPU便給我們留下瞭很深的印象。

全新的A係列移動端獨立顯卡沿用瞭英特爾在CPU上的命名習慣，共分為3、5、7三大係列，其中3係列主要麵嚮主流遊戲、5係列麵嚮性能遊戲、7係列麵嚮硬核性能遊戲。其中3係列隨著3月30日發布日開始正始嚮市麵發售，而5、7係列則會在2022年初夏麵市。關於英特爾的性能劃分，接下來我會一一給大傢分析。

不管哪個係列，英特爾A係列移動端獨立顯卡均會采用相同的顯卡構架，也就是我們常提及的顯卡各個功能性內核。如今，顯卡越來越強調顯卡在構架上的並行性，可以看到，Xe-HPG銳炫獨顯正在硬件層劃分為內置XMX（矩陣引擎）的Xe內核、支持下一代編解碼器標準的Xe媒體引擎，以及解決高輸齣規格的Xe顯示引擎和新的圖形管綫， 用來處理各種不同顯示任務。所以在A係列移動端獨立顯卡之上，對DX12 Ultimate終極版的支持、AI運算、視頻編解碼、顯示輸齣和渲染著色等任務都是由不同引擎來負責的，這有利於分擔Xe內核的運算負載。

Part 2. 看懂Xe HPG微架構的優勢

Xe內核

Xe內核正是Xe HPG微架構上最小模塊，剛纔提及，它取代瞭之前集成顯卡上EU的概念，它正是顯卡的最基礎執行單元，單個Xe內核的性能的強大與否，關係著這一代顯卡的整體性能和能耗比。A係列移動端獨立顯卡的Xe內核包含瞭16個256位寬的SIMD矢量引擎（XVE），負責為傳統圖形著色器執行大部分的運算；內核另外還包含16個矩陣引擎（XMX），每個引擎都是1024位寬，也就是專門為瞭AI加還運算使用的；為瞭滿足矩陣、矢量和光綫追蹤單元的高帶寬需求，每個Xe內核中均內置瞭一個192KB的大型本地內存，可以根據每個工作負載的需要在L1緩存和共享本地內存（SLM）之間動態分配。

可以看到，Xe內核的功能相當全麵，而且將矢量運算和AI運算放在同一內核中，可以根據響應負載類型靈活調用本地內存，運行效率更高。

矢量引擎（XVE）

矢量引擎（XVE）是Xe內核中的重要組成部分，可以看到英特爾改進瞭該引擎的ALU（算術邏輯單元），為浮點運算（FP）提供專用的執行端口。FP指令可以與整數運算（INT）指令同時運行，比如DP4a的快速INT8計算便是通過該引擎執行。

矩陣引擎（XMX）

Xe內核的另一部分則是全新的XMX矩陣引擎，它的任務便是為瞭強化AI加速能力，用於高吞吐量矩陣乘法，涵蓋包括BF16和INT8等最常見的AI數據類型。

剛纔我已經提及將矢量引擎（XVE）和矩陣引擎（XMX）放在同一個Xe內核中可以靈活調用本地內存的好處，我們來看在實現數據執行中，不同引擎的執行效率。MAC是圖形中使用的基本SIMD矢量指令，相當於每個時鍾執行16個Ops（8次並行運算乘法+8次並行加法）；DP4a 是針對不需要32位精度的AI計算所做的優化，總共是32次並行乘法；矩陣引擎通過將乘法纍加4深度流水綫化，相當於總共執行瞭64次操作的4個階段，共256次操作。

所以，不同的引擎可以實現浮點FP、整數INT和 XMX指令的並行處理，以鎖步形式實現兩個引擎的並行和資源共享，以獲得更高的算力與執行效率。

渲染切片（Rendering Slice）

渲染切片（Rendering Slice）可以理解為Xe內核的上一層單位，它是可重用IP的基本構建塊。在Xe-HPG微架構裏，每4個Xe內核組成瞭一個渲染切片。在每個渲染切片中，還包含瞭網格著色器、采樣器反饋，以及四個硬件光追加速器等功能性模塊，以實現對DX12 Ultimate的支持和對實時光綫追蹤功能的支持。

再嚮上，渲染切片便可用來構建不同的SoC，也就是不同的A係列移動端獨立顯卡，目前發布的産品最少包含兩個渲染切片，最大八個。可以看到，Xe-HPG微架構是不是有搭積木的即視感，這正是該構架的優勢所在――配置靈活。除此之外，它的能耗比也有相當明顯的提升，相對上一代産品 Xe-LP微架構，其每瓦性能提升瞭1.5倍。

Part 3. A係列移動端獨立顯卡的重要特徵

講完瞭Xe HPG微架構的構成和優勢，其實很多朋友都基本瞭解A係列移動端獨立顯卡的一些重要特徵。當然，我還是進一步將其展開來聊一聊，便於瞭解英特爾在這些領域的進度。

XeSS超級采樣

英特爾在構架日發布Arc品牌時便公布瞭XeSS超級采樣的技術，從構架上來看，這項技術也是根植於Xe內核之中，由XMX矩陣引擎作為它的硬件執行單位。從英特爾披露的技術特徵來看，XeSS有彆於市麵上普通的空間放大（Spatial upscaler）技術並不相同，是通過神經網絡輔助運動矢量運算，重新渲染低分辨率畫麵，生成更為真實的高分辨率畫麵。這項技術與NVIDIA的DLSS類似。

XeSS超級采樣技術需要遊戲廠商的支持，在今年的CES 2022之上，英特爾便公布瞭505 Games的《死亡擱淺：導演剪輯版》便支持瞭該技術，至A係列移動端獨立顯卡正始發布之日，已經有14款遊戲完成瞭對XeSS的支持。可以看到，這個進度是比較快的，而且隨著裝載A係列移動端獨立顯卡的筆記本越來越多地麵市，會有更多遊戲廠商將會支持該功能。

Xe媒體引擎

Xe媒體引擎是A係列移動端獨立顯卡的一項重要技術進步，它集成瞭英特爾號稱“最先進的媒體加速器之一”可以看到，除瞭H.265 / HEVC、H.264 / MPEG-4 / AVC、VP9 等主要媒體格式，該引擎是業界首次實現AV1編碼和解碼的硬件加速支持，其硬件編碼速度比CPU軟件編碼快瞭50倍。這也意味著裝載A係列移動端獨立顯卡的筆記本電腦進行媒體編解碼工作時，最大可能釋放CPU的性能，幫助電腦同時進行更多任務。

Xe顯示引擎

與其他顯卡構架不同，英特爾專門為A係列移動端獨立顯卡構建瞭一個獨立的Xe顯示引擎，用於高規格的顯示輸齣。它支持如今筆記本上廣泛兼容的HDMI 2.0b和DP1.4a的規格，支持嚮單台1080p@360Hz或4台4k@120Hz HDR的顯示器輸齣。為解決顯示高幀率畫麵撕裂的問題，英特爾自研發瞭Speed Sync，並同時支持VESA標準的Adaptive Sync，特彆是自研的Speed Sync，可以有效避免以往V-Sync帶來的高延遲問題。

Xe顯示引擎上，還有一項英特爾獨創的Smooth Sync功能，它以插件形式集成在銳炫顯卡之上。這項功能的原理是通過模糊化兩個撕裂幀之間的邊界，來減少視覺失真。這個插件無需編碼，係統負載比幀同步技術低得多。

Part 4. A係列顯卡的參數與性能

Alchemist，也就是A係列移動端獨立顯卡采用瞭兩種SoC封裝，可以簡單稱其為“大芯片”和“小芯片”，大芯片的代號為ACM-G10，共有32個Xe內核和光追單元（也就是8個渲染切片），提供16MB的L2緩存，256位GDDR6接口和16路PCIe 4接口；小芯片的代號為ACM-G11，配置為8個Xe內核和光追單元、4MB L2緩存，96位顯存接口，8路PCIe 4接口。兩款芯片均包含兩個Xe多功能編解碼引擎和4路顯示輸齣引擎。

從産品來參數來看，銳炫3係列共包含A350M和A370M兩款，提供瞭6個和8個兩種Xe內核和光追單元數量，功耗設計和顯卡時種頻率均不相同，采用瞭相同的4GB 64位寬的GDDR6獨立顯存；銳炫5係列僅有一款A550M，采用瞭16個Xe內核和光追單元數量；銳炫7係列同樣有兩個配置，分彆是24個Xe內核和光追單元數量的A730M和32個Xe內核和光追單元數量的A770M，其中A770M的顯存高達16GB 256位，顯卡功率也達到120~150W。

剛纔已經提及，A係列移動端獨立顯卡全係列支持DirectX12 Ultimate，支持光綫追蹤、可變速率著色、網格著色和采樣器反饋。除硬件級光追外，諸如可變速率著色，能讓應用例如遊戲告知顯卡，場景中哪些部分需要更高的細節，哪些部分可以適當減少，從而加快當前幀的渲染，最終提高遊戲幀率。

以A370M為例，這款顯卡基本定位於1080p之下以中、高畫質暢玩主流遊戲，它相對12代酷睿移動處理器的核顯有兩倍的性能提升。英特爾公布的測試成績中，諸如《殺手3》《毀滅戰士：永恒》《重返德軍總部：新血脈》等遊戲，均能以中、高畫質實現60~80fps的幀率錶現。

在《堡壘之夜》《GTA》這樣的競技遊戲中，可以看到A370M可以在1080p分辨率下跑到90fps以上。

在創作類軟件中，諸如常用的Handbrake、Dvinci、Premiere Pro，均有不同性能的提升，特彆是Premiere Pro中的兩個典型場景應用，有著超過銳炬顯卡1.8X和2.4X的性能錶現。

Part 5. A係列顯卡背後的驅動力

僅在硬件層麵去看英特爾A係列移動端獨立顯卡是不全麵的，它背後還有眾多技術針對不同層麵的性能提升提供瞭驅動力，為瞭方便用戶理解，英特爾將其打包為Intel Deep Link，它事實上包含瞭三個方麵的技術：動態功率共享、超級編碼和超級算力。

在動態功率共享功能上，英特爾其實早在2016年，也就是Kobe-Lake G時代便推齣瞭第一版的動態功率共享功能，在CPU 裸片和GPU裸片之間動態分配功率。如今的A係列獨立顯卡上，應用瞭英特爾最新的算法，通過循環采集各種CPU和GPU的溫度、占用率、各自的功耗等各種係統信息，特彆是在遊戲中GPU負載過高時的GPU Bound的場景時，動態調整GPU和CPU的功率配比，將更多的功率分配給GPU。CPU高功耗場景中，反之亦然。目前，該功能的調整最小間隔僅需100毫秒。

超級編碼技術是通過整閤筆記本電腦現有的編解碼硬件能力，同時運用集成顯卡和獨立顯卡的編解碼引擎來提升編解碼效率。這種協作是通過OneVPL的API接口來實現的，通過特定的API函數按組被分配到不同的多媒體引擎上並行處理。

通過同樣的邏輯，英特爾還可讓整個係統都參與到內容創作中來，為之設計的這樣一個基於機器學習的服務被稱為MLS。MLS是OpenVino中的一個框架，它能智能的把負載分配給不同的算力模塊。同樣是基於輪詢顯卡的延遲敏感度、吞吐量、性能要求、功率消耗等負載特徵，將負載分配給獨立顯卡、集成顯卡，或者CPU。仔細看來，Deep Link的三項功能其實在運行邏輯和資源調集上都是有內在聯係的，所以將其整體為一個技術並不奇怪。

非常有意思的是，Intel Deep Link技術基於筆記本電腦的現有構架，最大可能地調集筆記本電腦的所有硬件資源，在配備獨立顯卡之後，針對一項工作同樣能夠最大限度調集集成顯卡和CPU的剩餘資源，以提升整機效率。

針對這項技術，我特彆詢問瞭英特爾圖形産品管理總監Devon Nekechuk。Devon提及：“Intel Deep Link技術在動態功率共享上是針對整體性能的，但超級編碼、超級算力則需要與不同的ISV（軟件開發商）去閤作。當然，對用戶來說，英特爾基於人工智能的MLS引擎是透明的，軟件算法集成到較靠底層的軟件庫中，係統是自動根據負載做齣調配的，不需要人為乾預。而ISV則可以通過深度定製，對整個係統進行、打通上下層的軟件，進一步提升效率。目前，英特爾已經閤DaVinci Resolve、Handbrake等重要的內容創作軟件實現瞭深度匹配。”

基於現有的硬件構架，Intel Deep Link技術在動態功率共享上能夠實現30%的性能提升，超級編碼上提供60%的性能提升，結閤XMX矩陣引擎，可實現24%的性能提升。是否每款A係列移動端獨立顯卡都擁有相同的性能提升能力，等到真機入手時我會給大傢一一測試。

Part 6. A係列顯卡筆記本預覽

首先發布的A係列移動端獨立顯卡為銳炫3係列，它也將主要搭載在Evo平台的輕薄本之上。據英特爾宣稱，搭載銳炫3獨顯和12代酷睿CPU的Evo輕薄本依舊擁有超過9小時的電池續航能力，這一點也是對A係列獨立顯卡在能耗比錶現上的印證。

全球首款搭載銳炫顯卡的筆記本已經麵市，為搭載銳炫 A350M的三星Galaxy Book2 Pro，目前國內暫時看不到這款産品，不過從第二季度開始，包含宏��、華碩、藍天電腦、戴爾、技嘉、海爾、惠普、聯想、三星、微星和NEC等各大OEM廠商將推齣搭載銳炫3係列獨顯的産品，而銳炫5、7係列的筆記也將在今年夏天陸續麵市。

隨著銳炫獨顯筆記本的上市，所有銳炫獨顯均會裝載一個統一的顯卡管理軟件――Arc Control。它提供瞭快速升級、實時查看顯卡性能的工作負載，以及直播、串流用到的相關設置，比如開啓直播功能將遊戲精彩的畫麵分享到直播平台上、開啓虛擬攝像頭將背景移除、自動調整畫麵比例，並截取和保存遊戲中的高光時刻等功能，目前，已經有10個遊戲支持抓取遊戲截圖或者視頻的功能。

Part 7. 寫在最後

關於英特爾銳炫A係列移動端獨立顯卡的解讀內容暫時就給大傢報告到這裏，不過關於産品的報道對於我們來說纔剛剛開始。相信大傢跟我們一樣，對於A係列移動端獨立顯卡在筆記本上的真實錶現非常感興趣。而且隨著英特爾獨顯的上市，無疑會給市場引起劇烈的化學反應，也會帶來一係列的不確定因素：比如英特爾的輕薄獨顯本性能如何？價格是否有優勢？開放給其他廠商後是否會接招？遊戲廠商、軟件廠商對XeSS、Deep Link等軟件的跟進力度如何？一切話題我們都會高度跟進。