Neue Xe-HPG-Architektur für Raytracing-Gaming

Xe wurde einst als Abkürzung für "Exascale for Everyone" eingeführt, HPG wiederum steht für High Performance Gaming/Graphics. Damit grenzt es sich von Xe LP (Low Power) ab, was für die erwähnte Iris Xe AIC oder für integrierte Xe-Grafikeinheiten in Prozessoren wie den Alder Lake verwendet wird, ebenso wie von Xe HPC (High Performance Computing) für Supercomputer-Beschleuniger wie Ponte Vecchio.

Ähnlich früheren Intel-GPU-Architekturen besteht auch bei Xe HPG respektive dem Alchemist-Design für ACM-G11 aka DG2-128 der Chip aus Render-Slices: Darin stecken die Xe-Cores für Matrix-, Raytracing- sowie Vector-Einheiten und zudem die Geometrie/Raster-Blöcke, außerdem ein um die Scheiben gruppierter L2-Cache, die beiden Media-Engines, der PCIe-Gen4- und der GDDR6-Speichercontroller (schön zu sehen auf diesem Die-Shot, der von Locuza beschriftet wurde).

Beim ACM-G11 gibt es zwei Render-Slices, die jeweils vier Xe-Cores und somit acht insgesamt umfassen. Jeder Xe-Core hat 16 XVE-Kerne (Xe Vector Engines) für FP32-Berechnungen in Spielen und 16 XMX-Kerne (Xe Matrix Engines), um Formate wie INT8 für künstliche Intelligenz zu beschleunigen. Das ergibt 128 XVE/XMX-Cores, ergo DG2-128. Pro Xe-Core existiert eine Raytracing-Einheit, welche das Durchlaufen (Traversal) der Beschleunigungsstruktur (BVH) und die Schnittpunktprüfung (Intersection) mit deren Boxen respektive einem Dreieck darin in Hardware abarbeitet.

Taktverhalten ähnlich wie bei AMD und Nvidia

Die Media-Engines des Intel-Chips unterstützen das Decoding wie Encoding von AV1, H.264, H.265 (HEVC) und VP9 bis hoch zu 8K60 - der Navi 24 der Radeon RX 6400 muss ohne AV1 auskommen. Für Monitore gibt es Displayport 2.0 (UHBR10) für 4K120/8K60 und HDMI 2.0b für 4K60. Der L2-Cache des ACM-G11 fällt mit 4 MByte recht groß aus, Daten bezieht die Arc A380 über einen PCIe-Gen4-x8-Link (von uns mit 11 GByte/s vermessen). Außerdem sind dank 96-Bit-Interface angesichts der 3D-Performance üppige 6 GByte Videospeicher vorhanden, was höher auflösende Schatten und Texturen ermöglicht.

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Die Arc A380 nutzt den ACM-G11 aka DG2-128. (Bild: Intel)

Intel gibt an, dass der ACM-G11 bei der Arc A380 mit 2,0 GHz bis 2,35 GHz (je nach Board-Power) läuft. Das ist weder die Ober- noch die Untergrenze, da die Frequenz genauso wie bei AMDs und Nvidias Grafikchips dynamisch basierend auf Auslastung, Temperatur sowie Power-Limit agiert. Auslesen lässt sich der Takt bisher etwa via HW-Info; wir haben unsere Karte überdies dem Team von CapFrameX zur Verfügung gestellt, damit dort die Telemetrie für DG2 für Benchmark-Durchläufe implementiert werden kann.

Zwei Aspekte sind aus Firmware/Software-Perspektive bei Alchemist noch wichtig: Intel stellt im Treiber für ausgewählte Benchmarks wie den 3DMark Time Spy die Advanced Performance Optimizations (APO) zur Auswahl. Um diese zu aktivieren, muss die App manuell im Arc Control Center ausgewählt werden - immerhin ist die Schummelei nicht mehr von Haus aus eingeschaltet. APO erhöht bei der Arc A380 den 3DMark-Score um rund 15 Prozent.

Kein rBAR respektive SAM bei Ryzen-Systemen

Deutlich gewichtiger für den Gaming-Alltag ist, dass Intel zufolge für beste Performance ein Rechner mit rBAR-Support genutzt werden muss. Der ist laut Hersteller bei der 10th Gen (Comet Lake), der 11th Gen (Rocket Lake) und der 12th Gen (Alder Lake) gegeben - nicht aber bei AMDs Ryzen! Die Unterstützung für rBAR respektive AMDs SAM-Implementierung will Intel erst noch nachliefern, tatsächlich aber läuft die Arc A380 auf Ryzen-Systemen mit eingeschaltetem rBAR problemlos.

Schauen wir uns die Benchmarks an: Wie schneidet die Alchemist-Karte verglichen mit der Geforce GTX 1650 sowie der Radeon RX 6400 ab und wie wirkt sich fehlendes rBAR bei Spielen konkret aus?