淺析英特爾銳炬Xe Max獨(dú)顯

22年后再戰(zhàn)獨(dú)顯

1998年，英特爾曾經(jīng)推出過自主品牌的獨(dú)立顯卡——Intel i740（圖1），這顆芯片是英特爾以購買Real3D公司20%股權(quán)為代價(jià)，與其攜手合作定制的產(chǎn)品，從而以較小的代價(jià)迅速進(jìn)入了3D圖形市場，與同期的3dfx、ATI、NVIDIA、S3、Trident和Matrox競爭。隨后，i740還被英特爾整合進(jìn)了810/815芯片組（改名為i752），構(gòu)筑了其一統(tǒng)“集顯江湖”的基石?？上?，Real3D公司在1999年時(shí)倒閉，英特爾的獨(dú)顯品牌之路也戛然而止。

繼i740之后，英特爾其實(shí)并沒有放棄獨(dú)顯產(chǎn)品的規(guī)劃，曾計(jì)劃在2010年推出代號為““Larrabee”的獨(dú)顯品牌（圖2）。Larrabee號稱是第一款實(shí)用級萬億次運(yùn)算圖形處理器，其最大特色是在GPU內(nèi)引入X86指令，從而使得編程更加簡單，同CPU之間的數(shù)據(jù)交換可以保持一致性，大大降低圖形應(yīng)用程序的開發(fā)周期和難度?？上В琇arrabee“出師未捷身先死”，由于其性能以及驅(qū)動的開發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于原先的計(jì)劃，最終淪落成為Xeon Phi加速器的項(xiàng)目。

在過去的20余年中，英特爾核顯品牌歷經(jīng)了多次迭代，比如去年第10代酷睿IceLake集成的核顯就隸屬于Gen11，而今年第11代酷睿TigerLake集成的核顯則是Gen12。只是，英特爾對Gen12寄予厚望，后者改用了全新可擴(kuò)展的向量-矩陣架構(gòu)，高度可擴(kuò)展性讓它能夠針對不同市場推出不同分支的架構(gòu)和產(chǎn)品，從面向高性能計(jì)算市場Xe-HPC，面向數(shù)據(jù)中心/AI計(jì)算的Xe-HP，再到面向游戲玩家的Xe-HPG以及面向移動端的Xe-LP（圖3）。

沒錯(cuò)，第11代酷睿處理器集成的銳炬Xe（Iris Xe）就是基于Xe LP超低功耗架構(gòu)打造，而我們今天文章的主角，銳炬Xe Max同樣是源于Xe LP定制。從本質(zhì)上來看，它們其實(shí)就是同一顆芯片，可以簡單理解為擁有獨(dú)立顯存的銳炬Xe核顯超頻版。

銳炬Xe Max獨(dú)顯解析

根據(jù)英特爾的規(guī)劃，銳炬XeMax將細(xì)分為移動版和桌面版，它們的品牌名稱和Logo相同（圖4），第一批上市的則是用于輕薄本市場的移動版。我們不妨先將英特爾常見的Gen11/Gen12核顯與銳炬XeMax獨(dú)顯進(jìn)行一下對比，尋找它們的共性與差異（表1）。

存在形式的差異

雖然銳炬Xe和銳炬XeMax都是基于Xe-LP架構(gòu)設(shè)計(jì)，但它們核顯和獨(dú)顯身份，注定了二者在存在形式上有著本質(zhì)上的差異。其中，銳炬Xe核顯被直接整合進(jìn)了第11代酷睿處理器基板上的芯片中（圖5），通過Ringbus總線與CPU內(nèi)核連接，并將部分內(nèi)存虛擬為顯存，無需占用PCB主板額外的空間。

作為獨(dú)顯，銳炬XeMax自然是以獨(dú)立的芯片形態(tài)存在（圖6），需要搭配獨(dú)立的LPDDR4X顯存顆粒，通過PCIe4.0總線與CPU相連。但也正是因?yàn)楠?dú)立形態(tài)存在，它需要占用更多PCB主板的空間（圖7），從而影響輕薄本的集成度。

規(guī)格參數(shù)的變化

正如前文所述，銳炬XeMax獨(dú)顯在本質(zhì)上就是第11代酷睿i7集成的銳炬Xe核顯的超頻版，它們都采用了10nmSuperFin制程工藝打造，內(nèi)置96個(gè)EU執(zhí)行單元，共計(jì)768個(gè)流處理器（圖8），集成48個(gè)紋理單元和24個(gè)光柵單元，支持DX12.1、OpenGL4.6和OpenCL2.0API接口以及VRS可變刷新率、適應(yīng)性同步、同步計(jì)算、DLBoostDP4AAI加速指令、AV1視頻編碼、12位端到端數(shù)據(jù)，以及eDP1.4b、DP1.4、HDMI2.0b、最多四屏顯示等功能。

唯一不同的是，銳炬XeMax獨(dú)顯的核心頻率從1.35GHz提升到了1.65GHz（約22%），并可搭配4GB128bit的LPDDR4X-4266MHz顯存，不用擔(dān)心OEM廠商給第11代酷睿處理器搭配DDR4-2666/3200等低頻率內(nèi)存而影響帶寬。

此外，銳炬XeMax可以獨(dú)享25W功耗，在性能上發(fā)揮穩(wěn)定。要知道，很多第11代酷睿輕薄本在拷機(jī)測試時(shí)功耗只能穩(wěn)定運(yùn)行在15W～25W，這還是CPU+GPU的整體功耗。換句話說，銳炬XeMax才能100%發(fā)揮出XeLP架構(gòu)的真正實(shí)力。

理論性能的對比

接下來，我們通過3DMark軟件對當(dāng)前熱門的核顯和主流級別獨(dú)顯進(jìn)行對比（表2），以96個(gè)執(zhí)行單元的銳炬Xe核顯在搭配雙通道LPDDR4X-4266內(nèi)存時(shí)的跑分為基準(zhǔn)（100%）。作為它的獨(dú)顯版，銳炬XeMax有著大約18.8%的性能提升，可以進(jìn)一步拉開與GeForceMX350獨(dú)顯之間的差距，已經(jīng)無限接近18WTDP版本的GeForceMX450了。但是，3DMark畢竟只是理論測試軟件，在實(shí)際的游戲中，銳炬XeMax獨(dú)顯只能達(dá)到GeForceMX350的水平，可以在1080P+最低畫質(zhì)下流暢運(yùn)行早期的3A游戲大作。

需要注意的是，銳炬XeMax獨(dú)顯的表現(xiàn)還會受到來自英特爾的顯卡驅(qū)動，以及OEM廠商為筆記本設(shè)定的功耗墻和溫度墻的影響。宏碁非凡S3X是首發(fā)銳炬XeMax獨(dú)顯的輕薄本，但是從網(wǎng)友的實(shí)測反饋來看，它在部分游戲和圖像渲染工具中會出現(xiàn)貼圖錯(cuò)誤，而且在以《絕地求生》為代表的游戲中，銳炬XeMax獨(dú)顯運(yùn)行的流暢度還不如屏蔽獨(dú)顯，直接使用銳炬Xe核顯運(yùn)行的狀態(tài)。

究其原因，是因?yàn)橐苑欠睸3X為代表的輕薄本受制于65W電源適配器，可供CPU+GPU使用的最大功耗只有42W左右。在高負(fù)載的環(huán)境下，系統(tǒng)會優(yōu)先確保GPU的功耗輸出，留給CPU的功耗則會被壓制到10W出頭（圖9），導(dǎo)致CPU頻率驟減，遇到《絕地求生》這種比較吃CPU頻率的游戲自然會頻頻卡頓了。至于為什么核顯狀態(tài)玩這個(gè)游戲會更流暢，是因?yàn)榈?1代酷睿在協(xié)調(diào)CPU和核顯功耗分配時(shí)更靈活，在確保核顯穩(wěn)定輸出時(shí)還能避免CPU“拉胯”。

從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來看，想讓銳炬XeMax獨(dú)顯真正以1.65GHz的頻率滿血輸出，需要30W左右的實(shí)時(shí)功耗，想在玩大型3D游戲時(shí)讓CPU保持在較高的頻率，也需要分配20W或更高的功耗，這需要英特爾和OEM廠商兩方面共同協(xié)調(diào)優(yōu)化，以升級驅(qū)動和BIOS的形式不斷改進(jìn)。

Deep Link技術(shù)

在英特爾發(fā)布銳炬X eMax獨(dú)顯之前，很多玩家都盼望它能與處理器內(nèi)集成的銳炬Xe核顯組成交叉火力，在玩游戲時(shí)能實(shí)現(xiàn)1+1≧2的增益效果。

遺憾的是，銳炬獨(dú)顯與核顯之間無法“交火”，只能借助DeepLink技術(shù)，讓銳炬XeMax獨(dú)顯與銳炬Xe核顯并行處理推理和渲染項(xiàng)目，提升內(nèi)容創(chuàng)作工作效率（圖10）。根據(jù)官方數(shù)據(jù)，第11代酷睿i7-1165G+銳炬XeMax獨(dú)顯的AI性能較之第10代酷睿i7-1065G7+MX350提升了7倍;在執(zhí)行超級視頻編碼項(xiàng)目時(shí)，較之第九代酷睿i9-10980HK+RTX2080SuperMax-Q獨(dú)顯的組合還要快1.78倍。

此外，由于是通用軟硬件架構(gòu)，銳炬核顯與獨(dú)顯間還支持動態(tài)功率共享（DynamicPowerShare），一方空閑時(shí)可將功耗空間智能地分配給另一方。但正如前文提到的，非凡S3X在“吃雞”時(shí)對CPU功耗的壓制太過激進(jìn)，顯然這一功能還有不小的優(yōu)化空間。

理性看待銳炬Xe Max獨(dú)顯

就性能而言，采用獨(dú)立封裝和獨(dú)立顯存，獨(dú)享更高功耗的銳炬XeMax獨(dú)顯的確領(lǐng)先銳炬Xe核顯不少，但也談不上質(zhì)變，換成實(shí)際游戲就是個(gè)位數(shù)的幀數(shù)提升而已。因此，當(dāng)?shù)?1代酷睿筆記本已標(biāo)配LPDDR4-4266內(nèi)存的情況下，額外增加一個(gè)銳炬XeMax獨(dú)顯的意義真心不大，還會讓消費(fèi)者付出不必要成本。除非你從事AI或圖像渲染方面的工作，還需要一款盡可能輕薄的筆記本，第11代酷睿+銳炬XeMax獨(dú)顯的組合才有用武之地。

從另一個(gè)角度來看，如果英特爾獨(dú)顯可以受到市場認(rèn)可，未來推出了取消核顯的移動處理器，將更多的晶體管用于強(qiáng)化CPU部分性能，此時(shí)再搭配自家的獨(dú)立顯卡，說不定可以在英偉達(dá)和AMD的獨(dú)顯市場中分一杯羹（圖11）。此外，如果英特爾將來可以實(shí)現(xiàn)核顯與獨(dú)顯在游戲中的交火能力，也是一種差異化競爭的思路。