英特尔加速运算系统与绘图处理业务群成军近1年半,公布两大产品类型2024蓝图

在2021年6月底,英特尔成立加速运算系统与绘图处理业务群(AXG),而在今年2月召开的投资者大会期间,他们披露这个业务单位更多近况。例如,以供应的产品类型而言,涵盖了三大领域,分别是:视觉运算(Visual Compute)、超级运算(Super Compute),以及新进入的定制运算(Custom Compute)。根据他们的预估,2022年该业务群的营收可超过10亿美元,到了2026年,将达到100亿美元的市场规模。

而就整体潜在市场来看,英特尔副总裁暨加速运算系统与绘图处理业务群总经理Raja Koduri认为,加速运算10年前是70亿美元,今年可达到850亿美元,2026年则是1,550亿美元,预期4年后,他们将聚焦在硅平台所带来的1千亿美元商机,至于550亿美元,则依赖系统软件服务,他们将通过开放式合作、生态系统统的参与来推动业务。

他表示,竞争厂商的目标是采用封闭、专属的方式来吞噬生态系统统,或许可获得短期效益,英特尔认为,长期而言,这种做法无法扩展规模而难以拓展商机。而为了将这些市场商机转为资本,他们成立了加速运算系统与绘图处理业务群,并区分为三大领域。

首先是视觉运算,包含游戏内容创作、近期崛起的元宇宙,预估到了2026年,市场规模将达到250亿美元;其次是增长最快的超级运算,市场规模会是450亿美元,这其中包含高性能计算,像是结合CPU与GPU的超级计算机,能用来执行各式各样的模拟,或是大规模AI模型的训练与部署,以及用于多媒体处理的超级计算机,英特尔相当看好这部分的应用潜力;第三部分是定制运算,市场规模预估为30亿美元,可用来针对新兴工作负载所量身打造的产品,像是区块链、边缘端的超级运算、车用资讯娱乐系统、体感融入型显示(Immersive Display)应用。

以视觉运算领域而言,若是单看个人端计算机领域的发展,今年伴随着英特尔发布Alder Lake与Raptor Lake处理器,他们也将在第一季开始销售搭配独立绘图处理器Intel Arc(代号为Alchemist)的笔记本,而在独立绘图加速卡的出货,他们预计在第二季推出可安装在台式机的产品,第三季推出可安装在工作站计算机的产品。他们预期今年出货的独立绘图处理器总量将超过4百万个。

到了2023年、2024年,英特尔也将推出后继的个人端独立GPU产品,代号为Battlemage,对应顶级计算机玩家与游戏狂热者的市场,而在这段期间发布的个人计算机处理器Meteor Lake与Arrow Lake,预计将以晶砖(Tile)形态的GPU集成在3D封装的方式,将Arc置入CPU其中,促使集成绘图处理器的中央处理器具有更好的能源使用效率之虞,也能同时提供相当于配备独立绘图处理器的性能等级。他们希望从此以后,个人计算机再也不需区分是集成GPU或独立GPU。

在这之后的未来,英特尔也已经着手研发新的GPU运算架构名为Celestial,期盼不论是用于着重在低功耗的笔记本,或是应对高性能需求的工作站计算机,都能在每个应用层面获得领先,预计在2024年之后推出。

关于GPU类型的产品规划,英特尔在2022投资者大会披露的资讯,其实也呼应2021年8月英特尔架构日公布的Intel Arc发展蓝图。当时他们在这类产品推出的进程上,曾预告代号与搭配架构,例如,率先于2022年第一季登场的Alchemist,搭配Xe HPG;后续的Battlemage,搭配Xe2 HPG;接着是Celestial,搭配Xe3 HPG,更后面则是Druid,搭配Xe下一代架构。

除了硬件GPU产品,英特尔也在今年的投资者大会上,出乎众人意外地宣布将在此领域涉足运算服务,希望能陪伴大家进入元宇宙。Raja Koduri表示,Alchemist、Battlemage,以及各种集成GPU的个人计算机处理器,属于运算层级的基础产品,他们还将更上一层楼,发展基础架构层级的解决方案,称为Project Endgame,预计在今年稍晚推出。

在这项名为Endgame的软件基础架构计划中,他们将通过运算服务的持续提供,让一般用户与开发者能够随时随地访问Intel Arc GPU,获得低延迟、持续、可完全融入体感的基础架构运算体验。

在超级运算领域其中,涵盖了CPU与GPU等两大产品,英特尔希望提供更多计算资源与内存带宽资源,以支持高性能计算与AI类型的工作负载。这里涵盖了那些产品线?他们目前列出4大解决方案。

首先是服务器处理器,但英特尔在这里提供的产品不只是一般的Xeon处理器,而是将高带宽内存(HBM)集成到处理器封装之内的Xeon处理器,在今年即将问世的Sapphire Rapids其中,他们将会提供这样的选择,而在2023年会继续推出下一代的这类型产品。

Raja Koduri表示,他们希望能借此在CPU的工作负载处理架构之中,提供如同GPU内存的带宽,让许多依赖CPU进行运算的应用程序,也能获得4倍以上的内存带宽,而不需要为此修改程序代码。

第二是数据中心绘图处理器,也就是英特尔近期经常提及的Ponte Vecchio(PVC),能在单一封装的芯片其中,可提供Petaflops等级的运算能力,今年稍晚会随着他们与Cray共同设计的超级计算机Aurora正式推出,而开始提供产品,至于Ponte Vecchio下一代的产品,将于2023年问世。

第三是硬件视频编解码器的绘图处理器,英特尔今年将发布第一款将硬件AV1编码器集成到绘图处理器的产品,名为Arctic Sound-M,主攻多媒体与分析处理需求,可用于多媒体视频品质编码转换(Video Transcode)、高密度线上流媒体播放、高密度虚拟桌面,以及云计算游戏等场景,目前已开始将样品提供给客户,预计于年中开始出货。到了2023年、2024年,他们将推出Arctic Sound的下一代产品。除此之外,他们强调Arctic Sound是目前唯一采用开放源码模式的多媒体解决方案技术堆栈。

第四是融合x86处理器与绘图处理器于一体的异质运算架构,英特尔在2022投资者大会上,宣布将发展一个新的架构,名为Falcon Shores,预计在2024年推出,其中将结合x86与Xe GPU成为使用单颗插槽形态的Xeon处理器,搭配简化的GPU运算模式,善用该公司的埃米时代制程(Angstrom Era Process)、新时代封装、极致带宽共享内存(Extreme Bandwidth Shared Memory),以及各种先进I/O等技术,将加速运算带到应用更广泛的工作负载,突破现行独立加速卡的应用范围局限,同时,也能提升产品的运行性能与执行效率,让系统能够执行大型资料集的运算处理,以及巨大AI模型的训练。

他们期望Falcon Shores这样的产品能够达到更高的能源使用效率、超大型部署规模,以及内存资源与性能,在每瓦性能、运算密度、内存容量与访问带宽等层面,可提升至现有产品的5倍以上。

预期未来,英特尔认为今年即将问世的Aurora超级计算机,以Exaflops等级的性能画下现今的运算技术发展里程碑,接下来,若要迈向2027年他们设置的Zetta等级运算性能发展目标,需陆续在4大领域获得进展,这其中包含:架构、耗电与散热、制程与封装、内存容量与I/O带宽,这些全都要支持快速进化的软件应用程序。

除了视觉运算与超级运算,英特尔加速运算系统与绘图处理业务群旗下还有第三个单位,那就是定制运算,其中也能运用上述的各种技术来推出不同产品,他们认为这个单位可以开拓更多市场应用商机,像是炙手可热的区块链加速,今年稍晚也预计将推出第一款主打区块链应用的产品,声明他们的定制化设计已经就绪与竞争优势。

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