在2021年6月底,英特爾成立加速運算系統與繪圖處理事業群(AXG),而在今年2月召開的投資者大會期間,他們揭露這個業務單位更多近況。例如,以供應的產品類型而言,涵蓋了三大領域,分別是:視覺運算(Visual Compute)、超級運算(Super Compute),以及新踏入的客製運算(Custom Compute)。根據他們的預估,2022年該事業群的營收可超過10億美元,到了2026年,將達到100億美元的市場規模。

而就整體潛在市場來看,英特爾副總裁暨加速運算系統與繪圖處理事業群總經理Raja Koduri認為,加速運算10年前是70億美元,今年可達到850億美元,2026年則是1,550億美元,展望4年後,他們將聚焦在矽平臺所帶來的1千億美元商機,至於550億美元,則有賴於系統軟體服務,他們將透過開放式合作、生態系統的參與來推動業務。

他表示,競爭廠商的目標是採用封閉、專屬的方式來吞噬生態系統,或許可獲得短期效益,英特爾認為,長期而言,這種作法無法擴展規模而難以拓展商機。而為了將這些市場商機轉為資本,他們成立了加速運算系統與繪圖處理事業群,並區分為三大領域。

首先是視覺運算,包含遊戲內容創作、近期崛起的元宇宙,預估到了2026年,市場規模將達到250億美元;其次是成長最快的超級運算,市場規模會是450億美元,這當中包含高效能運算,像是結合CPU與GPU的超級電腦,能用來執行各式各樣的模擬,或是大規模AI模型的訓練與部署,以及用於多媒體處理的超級電腦,英特爾相當看好這部分的應用潛力;第三部分是客製運算,市場規模預估為30億美元,可用來針對新興工作負載所量身打造的產品,像是區塊鏈、邊緣端的超級運算、車用資訊娛樂系統、體感融入型顯示(Immersive Display)應用。

即將推出多款獨立GPU,同時持續發展整合GPU的處理器,消弭兩者之間的效能落差

以視覺運算領域而言,若是單看個人端電腦領域的發展,今年伴隨著英特爾發表Alder Lake與Raptor Lake處理器,他們也將在第一季開始販售搭配獨立繪圖處理器Intel Arc(代號為Alchemist)的筆電,而在獨立繪圖加速卡的出貨,他們預計在第二季推出可安裝在桌上型電腦的產品,第三季推出可安裝在工作站電腦的產品。他們預期今年出貨的獨立繪圖處理器總量將超過4百萬個。

到了2023年、2024年,英特爾也將推出後繼的個人端獨立GPU產品,代號為Battlemage,對應頂級電腦玩家與遊戲狂熱者的市場,而在這段期間發表的個人電腦處理器Meteor Lake與Arrow Lake,預計將以晶磚(Tile)形態的GPU整合在3D封裝的方式,將Arc置入CPU當中,促使整合繪圖處理器的中央處理器具有更好的能源使用效率之虞,也能同時提供相當於配備獨立繪圖處理器的效能等級。他們希望從此以後,個人電腦再也不需區分是整合GPU或獨立GPU。

在這之後的未來,英特爾也已經著手研發新的GPU運算架構名為Celestial,期盼不論是用於著重在低功耗的筆電,或是因應高效能需求的工作站電腦,都能在每個應用層面獲得領先,預計在2024年之後推出。

關於GPU類型的產品規畫,英特爾在2022投資者大會揭露的資訊,其實也呼應2021年8月英特爾架構日公布的Intel Arc發展藍圖。當時他們在這類產品推出的時程上,曾預告代號與搭配架構,例如,率先於2022年第一季登場的Alchemist,搭配Xe HPG;後續的Battlemage,搭配Xe2 HPG;接著是Celestial,搭配Xe3 HPG,更後面則是Druid,搭配Xe下一代架構。

除了硬體GPU產品,英特爾也在今年的投資者大會上,出乎眾人意外地宣布將在此領域跨足運算服務,希望能陪伴大家進入元宇宙。Raja Koduri表示,Alchemist、Battlemage,以及各種整合GPU的個人電腦處理器,屬於運算層級的基礎產品,他們還將更上一層樓,發展基礎架構層級的解決方案,稱為Project Endgame,預計在今年稍晚推出。

在這項名為Endgame的軟體基礎架構計畫中,他們將透過運算服務的持續提供,讓一般使用者與開發者能夠隨時隨地存取Intel Arc GPU,獲得低延遲、持續、可完全融入體感的基礎架構運算體驗。

看好多媒體超級運算需求,推出專用產品,預告新異質運算架構,融合x86與Xe GPU

在超級運算領域當中,涵蓋了CPU與GPU等兩大產品,英特爾希望提供更多運算資源與記憶體頻寬資源,以支援高效能運算與AI類型的工作負載。這裡涵蓋了那些產品線?他們目前列出4大解決方案。

首先是伺服器處理器,但英特爾在這裡提供的產品不只是一般的Xeon處理器,而是將高頻寬記憶體(HBM)整合到處理器封裝之內的Xeon處理器,在今年即將問世的Sapphire Rapids當中,他們將會提供這樣的選擇,而在2023年會繼續推出下一代的這類型產品。

Raja Koduri表示,他們希望能藉此在CPU的工作負載處理架構之中,提供如同GPU記憶體的頻寬,讓許多仰賴CPU進行運算的應用程式,也能獲得4倍以上的記憶體頻寬,而不需要為此修改程式碼。

第二是資料中心繪圖處理器,也就是英特爾近期經常提及的Ponte Vecchio(PVC),能在單一封裝的晶片當中,可提供Petaflops等級的運算能力,今年稍晚會隨著他們與Cray共同設計的超級電腦Aurora正式推出,而開始提供產品,至於Ponte Vecchio下一代的產品,將於2023年問世。

第三是硬體視訊編解碼器的繪圖處理器,英特爾今年將發表第一款將硬體AV1編碼器整合到繪圖處理器的產品,名為Arctic Sound-M,主攻多媒體與分析處理需求,可用於多媒體視訊品質編碼轉換(Video Transcode)、高密度線上串流播放、高密度虛擬桌面,以及雲端遊戲等場域,目前已開始將樣品提供給客戶,預計於年中開始出貨。到了2023年、2024年,他們將推出Arctic Sound的下一代產品。除此之外,他們強調Arctic Sound是目前唯一採用開放原始碼模式的多媒體解決方案技術堆疊。

第四是融合x86處理器與繪圖處理器於一體的異質運算架構,英特爾在2022投資者大會上,宣布將發展一個新的架構,名為Falcon Shores,預計在2024年推出,當中將結合x86與Xe GPU成為使用單顆插槽型態的Xeon處理器,搭配簡化的GPU運算模式,善用該公司的埃米世代製程(Angstrom Era Process)、新世代封裝、極致頻寬共享記憶體(Extreme Bandwidth Shared Memory),以及各種先進I/O等技術,將加速運算帶到應用更廣泛的工作負載,突破現行獨立加速卡的應用範圍局限,同時,也能提升產品的運作效能與執行效率,讓系統能夠執行大型資料集的運算處理,以及巨大AI模型的訓練。

他們期望Falcon Shores這樣的產品能夠達到更高的能源使用效率、超大型部署規模,以及記憶體資源與效能,在每瓦效能、運算密度、記憶體容量與存取頻寬等層面,可提升至現有產品的5倍以上。

展望未來,英特爾認為今年即將問世的Aurora超級電腦,以Exaflops等級的效能畫下現今的運算技術發展里程碑,接下來,若要邁向2027年他們設定的Zetta等級運算效能發展目標,需陸續在4大領域獲得進展,這當中包含:架構、耗電與散熱、製程與封裝、記憶體容量與I/O頻寬,這些全都要支援快速進化的軟體應用程式。

除了視覺運算與超級運算,英特爾加速運算系統與繪圖處理事業群旗下還有第三個單位,那就是客製運算,當中也能運用上述的各種技術來推出不同產品,他們認為這個單位可以開拓更多市場應用商機,像是炙手可熱的區塊鏈加速,今年稍晚也預計將推出第一款主打區塊鏈應用的產品,宣告他們的客製化設計已經就緒與競爭優勢。


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