Skylake: le funzioni della Gpu

Grafica modulare per notebook e desktop; tutto con accelerazione Hvec.

L’architettura Skylake prevede in tutte le sue diverse varianti la presenza di un comparto grafico: siamo alla nona generazione (Gen9), evoluzione di quella precedente, che adotta un approccio e soluzioni tali da permettere grande scalabilità  in modo da poter essere adattata alle diverse esigenze di prestazioni e consumi dell’intera linea di processori da 4,5 a 91 watt.

Il comparto grafico sarà  disponibile in cinque varianti: quella base GT1, quella GT1.5, quella intermedia GT2 e quelle di fascia più alta GT3 e GT4. La nuova architettura grafica è compatibile con le librerie Microsoft DirectX 12 e 11.3, con quelle OpenGL 4.4 e con lo standard OpenCL 2.0. Tutte le versioni dell’architettura dispongono di un primo blocco che integra le unità  per la gestione delle geometrie, per il setup dell’immagini e il global thread dispatcher; quest’ultimo è l’elemento che permette di gestire il carico di lavoro sul motore di calcolo vero e proprio in funzione della configurazione presente nel processore. A monte di tutto è presente l’interfaccia Gti (Graphics Technology Interface) che si innesta sul Ring Interconnect e che permette alla Gpu di accedere alla cache Llc (Last Level Cache) di Skylake, all’eventuale memoria eDram integrata nel package o a quella di sistema. A questo blocco di gestione si affiancano i moduli di elaborazione e i motori per la gestione dell’accelerazione video.

Le unità  base di elaborazione – denominate Execution Unit (EU) – contengono al loro interno due unità  Simd (Single Instruction Multiple Data) Fpu (Floating Point Unit) che sono utilizzate sia per l’esecuzione di operazioni in virgola mobile sia per quelle intere. Le singole unità  EU sono organizzate a gruppi di 8 all’interno di blocchi che Intel definisce Subslice; ciascuna di queste comprende inoltre un thread dispatcher, un sistema di cache dedicato di primo e secondo livello (L1 e L2) e un’unità  di texture.

A loro volta le Subslice sono raggruppate a gruppi di tre nei blocchi denominati Slice – per un totale di 24 EU per ciascun blocco – che sono utilizzati come elementi per ottenere le differenti versioni dell’architettura: una singola Slice per le versioni da GT1 a GT2, due Slice per quella GT3 e tre Slice per quella GT4. All’interno di ogni Slice è presente, inoltre, una cache di terzo livello (L3) da 768 Kbyte.

lo schema interno di Skylake ricalca quello delle precedenti generazioni di processori intel Core; il comparto grafico assume un’importanza di primo piano, soprattutto nei modelli iris e iris Pro dotati di 78 execution unit e del supporto fornito dalla memoria eDram integrata nel package.

Ricapitolando, i processori con Intel HD Graphics base (GT1) e HD Graphics 510 (GT1.5) dispongono di 12 EU. In questo caso all’interno della Slice presente nella Gpu metà  delle Eu sono disabilitate, ma Intel non ha rilasciato informazioni circa la modalità  con la quale sono scelte le EU disabilitate; non è quindi detto che la combinazione sia di 4 EU attive per Subslice. I processori con Intel HD Graphics 515, 520, 530 e 530P (GT2) dispongono di 24 EU, quelli con Intel Iris Graphics 540 e 550 (GT3) dispongono di 48 EU e di 64 Mbyte di memoria eDram, infine, quelli con Intel Iris Pro Graphics 580 (GT4)dispongono di 72 EU e di 128 Mbyte di memoria eDram. Con la sesta generazione dei processori Intel Core, Intel ha deciso di sviluppare ulteriormente la sezione di accelerazione video, introducendo una sezione dedicata alla decodifica e alla codifica in hardware dei formati video Hvec o H.265 e incrementando le prestazioni e le funzionalità  di quanto già  presente nell’architettura Quick Sync Video di precedente generazione.

 

L’introduzione della decodifica in hardware del formato Hvec è un elemento molto importante in previsione futura, soprattutto per i processori destinati ai dispositivi mobile e a basso consumo. La decodifica e la codifica di questo formato video per contenuti in alta definizione richiede elevate risorse di calcolo e sino a oggi l’unico modo per visualizzare un video Hvec in modo fluido consisteva nell’utilizzare un processore sufficiente potente. Una delle caratteristiche sottolineate da Intel durante la presentazione delle nuove funzionalità  video di Skylake riguarda la riduzione del consumo energetico di questa parte dell’architettura che grazie all’utilizzo di moduli a funzione fissa è in grado di offrire un’elevata efficienza e un risparmio sensibile nei consumi.

Comparto grafico di Skylake, definito Gen9, utilizza un’architettura modulare organizzata in Slice e Subslice; i numeri da 1 a 9 identificano rispettivamente le unità Vertex fetch, Vertex Shader, hull Shader, Tessellator, Domain Shader, Geometry Shader, Stream out e Clip/Setup.

Un elemento molto interessante che emerge dall’analisi del comparto grafico Gen9 riguarda il supporto alla tecnologia global memory coherency tra le componenti Cpu e Gpu, oltre a quello relativo alla tecnologia Intel VT Direct I/O per la memoria condivisa sempre tra Cpu e Gpu. Con questa scelta Intel apre la porta allo sviluppo e all’utilizzo di applicazioni che utilizzano in modo congiunto e parallelo le risorse di calcolo delle diverse architetture Cpu e Gpu di Skylake, in modo molto simile a quanto avviene con le architetture Amd Apu. I due distinti blocchi di calcolo possono infatti accedere alle medesime zone di memoria senza la necessità  di eseguire la copia dei dati in una zona di memoria dedicata.

LA PROVA DI INTEL SKYLAKE
La nuova architettura Skylake
L’esame della Cpu: perché è più veloce
Le funzionalità  della Gpu e l’accelerazione video
La piattaforma e le schede grafiche compatibili

 

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