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（2/6 ページ）

[西川善司，ITmedia]

Core Ultraプロセッサの内蔵GPUを深掘り！

　Core Ultraプロセッサは、Xe-LPGアーキテクチャを採用するGPUを搭載する“初号機”ということになる。そのブロックダイアグラム（構造図）を見てみると、「Render Slice」と呼ばれるGPUクラスターが2基あり、それぞれのRender Sliceには「Xe-Core」が4基内包されている。1基のXe-Coreには、合計16基（2基×8）の「XVE（Xe Vector Engine）」と呼ばれるベクトル演算エンジンが搭載されている。

　各部位の名称を、NVIDIA製GPUと同等の呼び方に言い換えると以下の通りとなる。

• Render Slice≒GPC（Graphics Processing Cluster）
• Xe-Core≒SM（Streaming Mulitiprocessor）
• XVE≒CUDA（Compute Unified Device Architecture）コア

　Render Sliceが2基構成という点は、ノートPC向けのエントリー独立GPU「Intel Arc A370M Graphics」と近い。恐らくは、実際の性能もArc A370Mが目安となるだろう。

Core Ultraプロセッサの内蔵GPUのブロックダイヤグラム

ベクトル演算エンジンに改良

　XVEの実態は、256bitの「SIMD浮動小数点ベクトル積和算演算器」だ。なので、XVE1基でFP32（32bit浮動小数点数）演算を行う場合、1命令で最大8つの演算を並行して行える。いわゆる「SIMD8」だ。

　その見かけ上の仕様は、Xe-HPGアーキテクチャにおけるXVEと変わりない。しかし、Intel Graphics Product Teamのダミエン・トリオレット氏によると、He-LPGのXVEは2つの点でXe-HPGのそれを上回る仕様となっているという。

Xe-Coreのブロックダイヤグラム。合計16基（2基×8セット）のXVEが搭載されている

　強化点の1つが、FP64（64bit倍精度浮動小数点）演算に対応したことだ。ただし、XVE全体で1クロック当たり1つの演算しかできないという制限がある。

　もう1つが、「FP16（半精度浮動小数点数）またはFP32のSIMD演算」と「整数のSIMD演算または超越関数のスカラ演算」を同時実行できるようになったことだ。これにより、シェーダープログラムの実行効率が若干上がる。

　後述する「DP4a命令」は、整数のSIMD演算に相当するので、FP16／FP32の浮動小数点演算と同時並列実行が可能となっている。

Xe-LPGアーキテクチャにおけるXVEのブロックダイヤグラム。基本的にはXe-HPGアーキテクチャのXVEと同一だが、大きく2つのポイントで改良が加わった

　従来のXe-HPGアーキテクチャにはなかった「Out of Order Sampling」や、IntelのCPU内蔵GPUとしては初めて搭載される「リアルタイムレイトレーシング機能」についても見ていこう。