原创 超薄本的第二引擎——不能被小看的核显Xe

使用10nm+SuperFin制程、代号为Tiger Lake的十一代酷睿，已经发布一个多月，而配有这一新产品的笔记本电脑产品也已经陆续上市，价格覆盖4000元到20000元的广阔市场范围。

人们更熟悉英特尔的酷睿i7/i5/i3和奔腾、赛扬等处理器品牌，而对20年来笔记本电脑广泛普及的另一大功臣核显就没有那么熟悉了。的确，同为英特尔旗下产品，甚至就集成在CPU中，多年来核显一直以“白送”的形象示人，毫无存在感。

2014年开始，英特尔在GMA基础上，将图形部分独立为Iris（锐炬）品牌，并先后推出Iris/Iris Pro、Iris/Iris Plus等数代产品，分别对应GT2和GT3性能级——常规GMA为GT1、无核显为GT0。Iris品牌的出现，以及后续产品性能的不断跃升，也令英特尔重返独显/高性能显卡市场的野心逐渐浮出水面。

直到Tiger Lake这一代时，核显已经迭代到第十二代。在积极准备独显产品DG1的同时，使用相同架构的Iris Xe率先在移动平台上亮相，其产品代号为Xe LP。

很多只看处理器指标朋友可能会因核心数量最多仍为4个这件事对Tiger Lake嗤之以鼻。然而从上面的Tiger Lake晶圆照片上不难看出，4个Willow Cove核心的面积，并没有96EU的Iris Xe核心面积大，如果再加上与显示功能直接相关的视频编解码器、图像处理引擎、显示引擎及I/O等部分，面积将更大，即晶体管数量更多、性能也更强大。

Xe架构面向高性能图形应用设计、同时兼顾功耗，和此前成本优先的理念完全不同。它重新设计了整个核心架构，包括流水线、架构、缓存、显示及媒体引擎都进行了大刀阔斧的改革。当然，也加入了更多的晶体管及执行单元（EU）。

从表面上看，更多的晶体管集成，得益于英特尔的10nm制程，而实际上Xe架构的设计思路完全被颠覆。其首要层面就是利用GPU计算单元的数量（多）和结构（简单）优势，将越来越多的AI加速从CPU转移到GPU。因此，Xe与其他GPU产品的计算特性差异之一，它支持INT8（8位整数），再加支持Intel DL Boost引擎中的DP4a新特性，以及OpenVINO、OneAPI开发工具的优化，其AI性能是上代产品的2~4倍。

除了制程和架构层面的变化，Xe也不出意外地加入了“军备竞赛”，核心硬件配置全面升级，即使没有频率层面的大幅提升，其各项性能也有了历年来最大的一次提升。其中，在个人消费者最关心的游戏性能方面，预计全速功耗在28W以内的Xe（96EU）产品，某些性能指标接近MX350的水平。而做为集成显卡，功耗大幅低于独显是最基本的素质，而硬币的另一面就是GPU与CPU相平衡的功耗水平，且不因为散热能力的问题相互影响性能发挥。Iris Xe频率及功耗的定义，刚好可以不改变散热系统设计，简化了产品设计的复杂度，并且不影响笔记本电脑的超薄化进展。

根据英特尔公布的数据，在1080p这个分辨率级别上，Iris Xe核显已经能够提供30fps甚至60fps的主流及3A游戏运行速度。你能想象吗！这可是在普遍厚度只有15mm~18mm、重量1kg左右的轻薄本上实现，而且电池续航时间动辄15小时计，远不是30mm厚、2kg重、5小时续航的传统游戏本可比。

除了游戏，Xe还集成了与时代同步的视频及图形图像显示能力。其中包括对8K的支持：8K@60Hz 12b解码、8K@30Hz编码，对应的原生支持HDMI 2.0b和DP 1.4b，自适应刷新率（游戏）、双编码器（直播）、4个4K@60Hz显示流等新特性一应俱全，也进一步扩展了产品的应用领域。

当然，要想发挥Iris Xe的最佳性能也是有相应条件的，其一就是更大的内存带宽。没错，核显低成本的原因之一，就是没有动辄数GB的专用显存，容量扩大到3.8MB的Xe专用L3 Cache能够解决最棘手的数据处理、三角形生成工作，而材质缓冲仍要依靠系统内存共享。做为英特尔的独门绝技，动态显存分配特性被Iris Xe很好地保留下来，这样显卡可依据工作需求，动态调整占用的内存容量，而无需持续“霸占”2GB～4GB内存。Tiger Lake支持带宽更大的双通道DDR4-3200（64GB）及LPDDR4x-4266（32GB）内存，辅以延迟更低、效率更高、带宽更大的光纤管线，图形引擎的性能更加出色。

当然，不是所有十一代酷睿处理器都配备了硬件规格最高的Iris Xe核显。Xe架构中，每16个EU为一个整体，通过灵活的模块组织，目前十一代酷睿处理器提供了96、80、48 EU等不同级别的产品，96及80 EU能被称作Iris Xe，处理器产品编号以“G7”结尾；而48以及更少EU的核显则被称作“Intel UHD Graphics for 11th Gen Intel Processors”，处理器编号以“G4”及“G1（尚未推出）”结尾。

在可见的未来，以Iris Xe为代表的新一代GPU，不仅为游戏、多媒体等“传统”应用加速，带来沉浸式的视觉体验，同时它还是新一代客户端及AI加速及更高级别图形图像应用的主要载体。

借助OpenVINO开发工具，英特尔已经打通了CPU、核显、FPGA、加速器的全套AI引擎，很快，冠以DG1名号的独显和GPU加速器也将陆续面世，进一步推动AI应用及加速的普及化。到那时，集成有Iris Xe核显的笔记本电脑或超小型电脑（NUC）就将成为最基础的新型应用单元。