Ядро GT4 в семействе процессоров Skylake.

Ядро GT4 в семействе процессоров Skylake.

В семействе процессоров Skylake будет доступно ещё более мощное ядро GT4, которое получит 72 исполнительных устройства. Однако пиковая производительность самих исполнительных устройств в Skylake не изменилась – каждое такое устройство может выполнять до 16 32-битных операций за такт. При этом оно способно исполнять 7 вычислительных потоков одновременно и имеет 128 32-байтовых регистров общего назначения.

Варианты ядра GT4 могут быть дополнительно усилены eDRAM-буфером объёмом 128 Мбайт соответственно, что даёт модификации GT4e. Процессоры Broadwell комплектовались лишь одним вариантом eDRAM – объёмом 128 Мбайт. В Skylake же этот дополнительный буфер не только изменил алгоритм работы, став «кешем на стороне памяти», но и приобрёл некоторую гибкость конфигурации. Процессоры Broadwell и Haswell, оснащённые дополнительным буфером, имели высокую стоимость и предназначались исключительно для производительных ноутбуков и настольных систем. Меньший кристалл eDRAM должен дать жизнь более доступным вариантам Skylake с мощным GPU, которые смогут найти применение, например, в ультрабуках. Согласно имеющимся на текущий момент данным, графическое ядро Skyklake получит числовые индексы из пятисотой серии:   Iris Pro Graphics 580 – GT4e: три модуля, 72 исполнительных устройства и 128-Мбайт eDRAM-буфер.

Наращивая мощность графического ядра, Intel проявила большую заботу и о том, чтобы для его нужд хватало пропускной способности памяти даже в конфигурациях, лишённых дополнительной eDRAM-памяти. В Skylake обновился контроллер памяти, и теперь он способен работать с DDR4 SDRAM, частота и пропускная способность которой заметно выше, чем у DDR3 SDRAM. В GPU появилось новая технология Lossless Render Target Compression («направленное на рендеринг сжатие без потерь»). Её суть заключается в том, что все данные, пересылаемые между GPU и системной памятью, которая одновременно является и видеопамятью, предварительно сжимаются, разгружая таким образом полосу пропускания. Применённый алгоритм использует компрессию без потерь, при этом степень сжатия данных может достигать двукратного размера. Несмотря на то, что всякая компрессия требует задействования дополнительных вычислительных ресурсов, инженеры Intel утверждают, что внедрение технологии Lossless Render Target Compression увеличивает быстродействие интегрированного GPU в реальных играх на величину от 3 до 11 процентов.

Упоминания заслуживают и некоторые другие усовершенствования в графическом ядре. Например, размеры собственной кеш-памяти в каждом модуле GPU были увеличены с 512 до 768 Кбайт. Благодаря этому, а также путём оптимизации архитектуры модулей разработчики смогли добиться почти двукратного улучшения скорости заполнения, что дало возможность не только поднять быстродействие GPU при включении полноэкранного сглаживания, но и добавить в число поддерживаемых режимов 16x MSAA.

Одним из основных ориентиров для встроенной в интеловский процессор графики давно выступает полноценная поддержка 4K-разрешений. Именно с таким прицелом Intel непрерывно увеличивает производительность GPU. Но в улучшении нуждается и другая часть – интерфейсные выходы. Нет ничего удивительного в том, что, подобно процессорам Broadwell, в графическом ядре Skylake поддерживается вывод 4K-изображения с частотой развёртки 60 Гц через DisplayPort 1.2 или Embedded DisplayPort 1.3, с частотой 24 Гц – через HDMI 1.4 и с частотой 30 Гц – по технологии Intel Wireless Display или по беспроводному протоколу Miracast. Но в Skylake к этому перечню добавилась и частичная поддержка HDMI 2.0, через который доступны 4K-разрешения с частотой развертки 60 Гц. Правда, для реализации этой возможности нужен некий дополнительный адаптер DisplayPort ↔ HDMI 2.0. Но зато передача сигнала HDMI 2.0 возможна в том числе и по интерфейсу Thunderbolt 3 в системах, имеющих соответствующий контроллер.

Так же как и раньше, GPU процессоров Skylake способен обеспечить вывод изображения на три экрана одновременно. С ростом популярности новых форматов видео графическое ядро Skylake расширило возможности по его аппаратному кодированию и декодированию. Теперь средствами движка Quick Sync стало можно кодировать и декодировать контент в формате H.265/HEVC с 8-битной глубиной цвета, а с привлечением исполнительных устройств GPU – декодировать H.265/HEVC-видео и с 10-битным представлением цвета. К этому добавилась и полностью аппаратная поддержка кодирования в форматах JPEG и MJPEG.

Графика Skylake относится к новому, девятому поколению, в GPU новых процессоров есть совместимость с DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0, а позднее, по мере совершенствования графического драйвера, к этому списку добавятся будущие версии OpenCL 2.x и OpenGL 5.x, а также поддержка низкоуровневого фреймворка Vulkan. В новом GPU реализована полноценная когерентность памяти с процессором, что делает Skylake самым настоящим APU – его графическое и вычислительные ядра могут одновременно работать над одной и той же задачей, используя общие данные. При этом графическое ядро Skylake может предложить действительно неплохую вычислительную производительность. Работая на частоте 1,15 ГГц, один модуль GPU обеспечивает пиковое быстродействие на уровне 442 Гфлопс. Это значит, что GT4-версии графического ядра Skylake будут обладать теоретическим быстродействием порядка 1,15 Тфлорс, а это не только значительно превышает возможности любой существовавшей до сих пор интегрированной графики, но и приближается к показателям таких дискретных видеоускорителей, как GeForce GTX 750 или GeForce GTX 950M.

Очень большая часть нововведений в микроархитектуре Skylake призвана увеличить энергоэффективность и производительность вариаций этого дизайна, нацеленных на экономичные ультрапортативные и мобильные применения. И нет никаких сомнений в том, что благодаря Skylake ультрабуки и планшеты станут ещё быстрее, ещё легче и ещё автономнее. Огромное внимание Intel уделила и встроенному GPU, теперь мы сможем увидеть полноценные мобильные игровые системы с интегрированной графикой, которые будут способны соперничать по 3D-производительности с ноутбуками, в которых применяется дискретная видеокарта.