Así consiguen Duplicar el Rendimiento y añadir Raytracing las GPUs Integradas Intel Arc de Meteor Lake

Meteor Lake duplicará la potencia de sus gráficos integrados

Meteor Lake supone un gran salto en el diseño de procesadores de Intel, De hecho, la propia compañía lo considera uno de los cambios de paradigma más importantes de los últimos 40 años. Tal y como hemos explicado en nuestro extenso artículo sobre la arquitectura de Meteor Lake, el uso de la tecnología de empaquetado Foveros permite un diseño modular con distintos módulos separados para crear el procesador más eficiente hasta la fecha de Intel.

Nuevas arquitecturas de núcleos P-Cores y E-Cores, lo último en conectividad y la inclusión de una NPU para aceleración exclusiva de Inteligencia Artificial son algunas de las novedades que hemos repasado. Sin embargo, la parte gráfica merece especial atención porque llega una nueva arquitectura gráfica Intel Xe-LPG que combina el bajo consumo de las soluciones integradas, con funciones propias de las gamas Intel Arc de sobremesa, con soporte para tecnologías como Raytracing.

Intel consiguió un salto de rendimiento bastante grande cuando lanzó las primeras Iris Xe, llegando a poder competir con los gráficos AMD Radeon integrados de la época. Sin embargo, la llegada de RDNA 3 ha dado una ventaja importante a AMD en cuanto a gráficos integrados se refiere, y con la nueva arquitectura gráfica Xe-LPG, Intel quiere volver a ofrecer una solución solvente en gráficos integrados.

Por su diseño modular, parece que Meteor Lake es la arquitectura perfecta para introducir esta nueva GPU integrada, que se integrará, valga la redundancia, en uno de los bloques independientes que forman estos procesadores, el Bloque Gráfico.

Separación de GPU y aceleradores multimedia y de pantalla

En las arquitecturas previas, la parte gráfica de los procesadores era donde se situaban las funciones de aceleración gráfica, y también de aceleración multimedia, todas ellas compartiendo el mismo acceso a memoria.

Con Meteor Lake, se dividen las distintas partes, y si bien la parte gráfica pura pasa a su bloque propio, en el bloque del SoC quedan la parte de aceleración multimedia junto con las partes encargadas de la imagen y la pantalla. De esta manera, cada uno tiene acceso independiente a memoria y, además, permite desactivar el bloque de la GPU cuando se esté reproduciendo multimedia o utilizando el PC sin necesidad de aceleración gráfica.

De esta forma, por un lado tenemos los gráficos Xe-LPG en el bloque gráfico, por otro tenemos los Xe Media Engine y Xe Display Engine en el bloque del SoC, y la conectividad con la pantalla en el bloque IO

El Xe Media Engine incluye las tareas de aceleración multimedia y decodificación por hardware con soporte para las últimas tecnologías y codecs.

Soporte para vídeos 8K a 60 FPS con HDR y codificación con las mismas características se pueden realizar directamente en la Xe Media Engine sin necesidad de utilizar la GPU integrada.

El soporte para los codecs más utilizados es completo, incluyendo AVC, VP9, AV1, HECV y MPEG

Por otro lado, el Xe Display Engine ha recibido distintas optimizaciones, con modos de bajo consumo para reproducción multimedia con 4 display pipes de los cuales dos de ellos están optimizados para bajo consumo.

Se incluye soporte integrado para los nuevos puertos HDMI 2.1 y DisplayPort 2.1 20G, con eDP1.4 para pantalla internas y conectividad con pantallas de alta resolución, incluyendo configuraciones de hasta 4 pantallas externas 4K a 60 Hz y con HDR.

Igualmente, es posible desactivar la parte multimedia cuando no se requiera, y activar otras zonas de manera independiente ayudando a la eficiencia general del procesador y también permitiendo que se activen unas u otras dependiendo de la tarea a realizar. Por ejemplo, para tareas de Inteligencia artificial, la parte de la GPU se puede dedicar a las partes del procesado IA donde es más eficiente, y apagarse cuando no es necesaria.

Intel Xe-LPG: Gráficos Intel Arc integrados en el procesador

La arquitectura Xe-LPG mantiene unos niveles de consumo similares a Xe-LP y a generaciones anteriores, sin embargo, su rendimiento se multiplica por dos en los modelos más potentes, quedándose cerca de las gráficas dedicadas Xe-HPG pero en un formato mucho más pequeño

Combinando estas funciones con un rendimiento por vatio también del doble, las GPUs de Meteor Lake incluyen novedades como la aceleración por Raytracing, el soporte para las tecnologías integradas en Intel Arc como su panel de control o Intel XeSS.

Especificaciones técnicas de la arquitectura Xe-LPG

El paso de los gráficos Xe-LP a los nuevos Xe-LPG supone distintas mejoras para conseguir el doble de eficiencia y de rendimiento. Un tamaño más grande de GPU con más núcleos, una mayor frecuencia y mejoras en la arquitectura se combinan para conseguirlo.

La GPU integrada de Meteor Lake integra 8 Xe Cores, cada uno de ellos con 8 unidades de aceleración de Raytracing, 128 motores de vetorizados, 2 pipelines de geometría, 8 samplers y 4 pixel Backends son algunas de las características donde se multiplica por 1,33 veces o hasta el doble de componentes a la arquitectura anterior.

Se ha aumentado considerablemente la frecuencia, pero eso no ha supuesto un aumento del voltaje necesario, más bien todo lo contrario, ya que el voltaje mínimo baja desde los 0,72 v hasta los 0,56v, y la frecuencia máxima pasa de rondar 1,5 Ghz a 2,5 GHz, con un voltaje considerablemente menor.

La GPU de Metor Lake está formada por dos bloques de renderizado, cada uno con cuatro Xe Cores y 16 XVE (Vector Engines) por cada Xe Core para darnos el total de 128 XVE.

Por cada Xe Core, tenemos una unidad de aceleración de Raytracing, mientras que el resto de componentes como los rasterizadores, samplers, etc, se dividen también entre los dos Renders Slices (que comparten a su vez la memoria L2.)

Cada Motor de Vectorizado es de 256 bits y comparte 192 KB de caché L1 entre los 16 de cada Xe Core

Cada uno cuenta con una unidad de ejecución de coma flotante (FP) capaz de realizar 16 operaciones FP32 por cada ciclo de reloj y 32 operaciones FP16 por ciclo. También integra una unidad compartida para cálculos FP64, EM y de enteros con capacidad para 64 operaciones por ciclo en INT8, dos operaciones matemáticas extendidas (EM) por ciclo y 1 operación FP64 por ciclo

Cada Xe Core cuenta con una unidad de raytracing para aceleración por hardware de los efectos de trazado de rayos. También está optimizado para DirectX 12 Ultimate, "Out or order Sampling" o muestras desordenadas, y copias asíncronas.

Rendimiento y Raytracing de las GPUs Intel Arc para Meteor Lake

Todavía es pronto para conocer datos de rendimiento en juegos de las gráficas integradas en Meteor Lake, pero Intel ha desvelado algunas comparativos en ciertas tareas comparadas con la generación Xe-LP de Raptor Lake, y las mejoras de rendimiento van desde el doble hasta 6,6 veces más.

Por ejemplo, tenemos 2,6 veces más tasa de dibujado de triángulos y de procesamiento de vértices, hasta 2,1 veces más rapidez a la hora de fusionar píxeles y 2,3 veces más velocidad de procesado de imágenes. La mejora de 6,6 más rendimiento la encontramos en los test de profundidad.

En cuanto al raytracing, Intel promete un rendimiento hasta 2,64 veces superior si se compara con raytracing por CPU. No son unas cifras demasiado altas, pero sí que supone una aceleración interesante en un procesador de tan bajo consumo.

En el programa de diseño y modelado 3D "Blender" es donde se consiguen estas cifras, pero también tenemos 2,39 veces más rendimiento en Monster Under The Bed, y 2,18 más rendimiento en raytracing en Pavillion.

Además, las GPus Xe-LPG de Meteor Lake contarán con todas las ventajas de las gráficas Intel ARC en cuanto a software se refiere, con las mejoras recientes en rendimiento de títulos bajo DX9, o la tecnología de reescalado basada en Inteligencia artificial Intel XeSS o Xe Super Sampling.

Esta tecnología, al igual que el DLSS de NVIDIA o el FSR de AMD, permite renderizar juegos a resoluciones más bajas y luego reescalar con poca pérdida de rendimiento para conseguir una mayor fluidez y tasas de FSP.

Por otro lado, el control dinámico de energía permitirá ajustar distintos modos para conseguir más rendimiento o autonomía en portátiles.

De esta manera, se puede reducir el consumo del procesador, pasando de 28W a solo 10W en juegos modestos o donde no se necesiten altas tasas de FPS.

Análisis y Conclusión

En su día, Intel sorprendió con la llegada de sus Iris Xe, alcanzando en rendimiento a AMD en un sector como era el de las GPUs integradas donde siempre habían estado por detrás. AMD respondío poco después con gráficos integrados RDNA 2 y RDNA 3, y las Iris Xe quedaron atrás en comparación.

Con estas Intel Arc integradas basadas en la arquitectura Xe-LPG, al menos en papel, parece que Intel pondrá al día sus soluciones gráficas integradas con los procesadores Meteor Lake. Habrá que ver si este aumento de rendimiento es suficiente, pero no hay duda de que se trata de un salto considerable respecto de las iris Xe, y que introducen un gran número de mejoras, desde el rendimiento extra hasta el soporte para Raytracing en unos chips destinados a portátiles de muy bajo consumo.

Tan solo nos queda esperar para poder tener en nuestras manos uno de los próximos portátiles con Meteor Lake para ver de qué son capaces estas nuevas GPUs.

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