インテルのGPU「Arc Aシリーズ」、CPUや内蔵GPUと連携しAI処理を効率化：組み込み開発ニュース（1/3 ページ）

インテル日本法人が、ディスクリートGPU「Arc Aシリーズ」の特徴や事業展開などについて説明。GPUアーキテクチャ「Xe HPG」の他、CPUや内蔵GPUと連携して電力消費を抑え、性能向上も可能にする機能「Deep Link」などについて紹介した。

[朴尚洙，MONOist]

　米国インテル（Intel）は2022年3月30日（現地時間）、同社が開発を進めてきたディスクリートGPU「Arc Aシリーズ」を搭載するノートPCが発売されたことを発表した。これに合わせてインテル日本法人は同年3月31日、オンラインで会見を開き、Arc Aシリーズの特徴や事業展開などについて説明した。

　Arc Aシリーズは、“モバイルグラフィックス”に位置付けられており、今回ノートPCに搭載された拡張ゲーミング向けの「Arc 3」、ミッドレンジとなる先進ゲーミング向けの「Arc 5」、ハイエンドの高性能ゲーミング向けの「Arc 7」から構成されている。

ディスクリートGPU「Arc Aシリーズ」のラインアップ［クリックで拡大］ 出所：インテル

　GPUアーキテクチャとしてはこれまで展開してきた「Xe」で最新となる「Xe HPG」を採用。Xe HPGでは、処理ユニットの単位を従来のEU（Execution Unit）から「Xe-core」に改めた。Xe-coreは、16個のベクトルエンジンと16個のマトリクスエンジン、192KBのL1キャッシュなどから構成されている。さらに、このXe-coreを4つと専用レイトレーシングユニット、レンダリング関連の固定機能などを1つにまとめたものをレンダースライス（Render Slice）とし、さらにレンダースライスはL2キャッシュを介して最大8つまで接続できる。

「Xe HPG」を構成する「Xe-core」［クリックで拡大］ 出所：インテル

「Xe-core」を4つ備えるレンダースライス（左）を最大8つまで接続できる（右）［クリックで拡大］ 出所：インテル

　Xe-coreのベクトルエンジンは、1クロック当たりの演算数がFP32（32ビット浮動小数点）で16回、FP16（16ビット浮動小数点）で32回、INT8（8ビット固定小数点）で64回であり、FP32/16とINT8の演算を同時に行えるようになっている。一方、AI（人工知能）の処理性能向上に向けて新たに開発したマトリクスエンジン「XMX」は、1クロック当たりの演算数がFP16／BFLOAT16（深層学習用の浮動小数点精度）で128回、INT8で256回、INT4（4ビット固定小数点）／INT2（2ビット固定小数点）で512回となっている。

「Xe-core」のベクトルエンジン（左）と新開発のマトリクスエンジン「XMX」（右）［クリックで拡大］ 出所：インテル

　XMXでは、ベクトルエンジンにも搭載されている基本的なMAC（積和演算）と比べてAI処理を4倍に高速化できるDP4a命令を並列でパイプライン処理できる「シストリックアレイ」を採用することで、通常のMACと比べて最大16倍もの演算能力を実現した。

「XMX」のAI処理性能のイメージ［クリックで拡大］ 出所：インテル

　Xe-coreでは、ベクトルエンジンとXMXのペアがロックステップ方式で動作するとともに、FP、INT、XMXへの演算命令を同時発行できるため、インテルの従来のグラフィックスアーキテクチャと比べて高いAI演算処理性能を発揮できるというわけだ。

　XMXを実アプリケーションに適用したものが、これまでも紹介されてきた「Xe SS（Super Sampling）」である。従来の超解像技術にAI処理を用いることで、低解像度のフレームを高解像度のフレームにアップスケールしてくれる。表示の解像度などの品質とフレームレートなどの性能のトレードオフで苦慮するゲームのグラフィックス性能にとってうれしい機能だ。現時点で14のゲームタイトルがXe SSに対応する予定で、2022年初夏にリリースされるという。

「Xe SS」で低解像度のフレームを高解像度のフレームにアップスケールできる［クリックで拡大］ 出所：インテル