次世代の「Core Ultraプロセッサ」に採用！　リアルタイムレイトレに対応したIntel内蔵GPUの“秘密”に迫る：Intel Innovation 2023（4/6 ページ）

省かれた「推論アクセラレーター」　超解像処理のパフォーマンスは？

　先の記事でも触れた通り、Xe-LPGアーキテクチャのGPUでは、Xe-HPGアーキテクチャのGPUには存在する推論アクセラレーター「Xe Matrix Engine（XMX）」が省かれている。両アーキテクチャにおけるXe-Coreのブロックダイヤグラムを見比べると、そのことが分かりやすい。

　ここで心配となるのが、「Intel版DLSS（Deep Learning Super Sampling）」ともいわれる、超解像／アンチエイリアス技術「Xe Super Sampling（XeSS）」の処理方法だ。

　XeSSでは、「低解像度画像」と「高解像度画像」の相関性を学習したデータを元にした推論エンジンをXMXで動かして、超解像処理やアンチエイリアス処理を行う――Intelはこう説明してきた。つまり、XMXがないXe-LPGベースのGPUでは、別の方法でXeSSを実装しなければならない。

　Core UltraプロセッサではXeSSが使えないのか――そう心配するユーザーが出てくるのを見越してか、同社は「XMXが省かれていても、XeSSは問題なく使える」と説明する。

　というのも、XeSSのAI処理系は、Micrsoftのシェーダー言語「HLSL（High-level Shader Language）」のうちの1つである「Shader Model 6.4（SM 6.4）」をベースとして作られている。そのため、XeSSはNVIDIAやAMDのSM 6.4対応GPUでも問題なく利用できてしまう。これは結構有名な話だ。

　なぜ、XMXがなくてもXeSSが動作するのか――これは、XMXの有無で処理系を変えているからだ。XMXがあるGPU（≒Xe-HPGアーキテクチャのGPU）の場合、XeSSのシェーダーコードはXMXにおいて処理される。

　それに対して、XMXがないGPUの場合、シェーダーユニットで普通のプログラマブルシェーダーコードとして実行される。これはXMXを備えないXe-LPGアーキテクチャのGPU（≒Meteor Lakeの内蔵GPU）でも同様で、XVEにおいて処理される。

　XeSSにおける推論処理に用いられる根幹演算は、「符号付き8bit整数による4要素行列（ベクトル）積和算」だ。これは「DP4a（Signed Integer Dot-Product of 4 Elements and Accumulate）」と呼ばれる命令の過程で実行されるもので、IntelのCPU内蔵GPUではXe-LPアーキテクチャのGPU（≒Iris Xe Graphics）以降でサポートされている。

　Intelのデイブ・アストル氏（Director of Game Engineering）によると、XeSSがXVE上でプログラマブルシェーダコードとして実行されたとしても、通常の3Dグラフィックスのレンダリングにおけるパフォーマンスへの影響はないという。

　その根拠として、同氏はXe-LPGアーキテクチャではDP4aの演算／実行ユニットがXVE上に専用ロジックとして実装されていること、その動作クロックが大きく向上したこと、そしてグラフィックス描画に多用される「浮動小数点演算」と「DP4a命令」の処理が並列動作可能な仕様であることの3点を挙げている。

　他にも、アプリにXeSS対応を組み込むためのSDK（ソフトウェア開発キット）にもバージョンアップが加えられている。