次世代Intel ArcゲーミングGPUは、特許に示唆されているようにマルチチップレット設計を利用する予定

Intel初の主要なディスクリートグラフィックスファミリーの発売が近づく中、最新の特許により、ブルーチームも次世代Arcゲーミングラインナップ向けに独自のマルチチップレットGPU設計に取り組んでいることが明らかになりました。

Intelの次世代ArcゲーミングGPUはMCM設計から活用する、新特許が示唆

IntelはMCM技術に精通しており、実際、同社のPonte Vecchio GPUは、データセンターセグメント向けに設計・製造されているものの、完全なマルチチップレット設計となっています。

しかし、Underfoxが発見した「Position-Based Rendering Apparatus and Method for Multi-Die/GPU Graphics Processing」と題する新しい特許は、複数のGPU（MCM）が画像レンダリングのために一緒に動作する方法について述べています。

Patent: Position-based rendering apparatus and method for multi-die/GPU graphics processing - Intel

Intel MCM GPUs is coming...

More details: https://t.co/GIkfwrXGzV pic.twitter.com/sXGt9nbJ1S

— Underfox (@Underfox3) February 3, 2022

この特許の中で、インテルは、製造性、塩害、電力供給の問題を解決するために、複数のシリコンダイを、単一の3Dコンテキストを実行できる単一の凝集ユニット（MCM）に統合することによって、GPUベースのグラフィックスレンダリングのソリューションを提案している。

これを行うには、複数のGPUダイを実行する単一の3Dアプリケーションで最高のパフォーマンスを実現するために、複数のクラスのスケーラビリティとインターコネクトの課題に対するソリューションが必要であると述べられています。

これらの問題を解決するために現在使用されているアルゴには、AFR（Alternate Frame Rendering）やSFR（Split Frame Rendering）などがあります。

この特許では、現在のGPUで非常に一般的なレンダリング手法であるタイルベースのチェッカーボードレンダリングと、マルチダイGPUでより効率的なスケーリングを可能にする分散GPU頂点位置計算を統合することについて特に言及しています。

描画コールはパズル形式で分割され、MCMチップ上の個々のGPUに送られ、POSH（Position-Only Shaders）を実行して、すべてのダイの描画のためのフルフレームの可視性データを決定することができます。

視認性データは、あらかじめ定義された画面空間タイル（チェッカーボード）の各セットに、指定されたプリミティブが存在するかどうかを示すものです。

関連するビジビリティデータを受け取ると、各GPUダイはそれを使って、関連するプリミティブのみにジオメトリ作業を制限し、自身が所有するチェッカーボードのすべてのタイトルに対してピクセル処理作業を実行します。

これらのGPUは、シングルフレームでの作業において、実に高速に動作します。

全体として、このような設計により、次世代 Intel Arc ゲーミング MCM GPU は、AMD XDMA/Crossfire や NVIDIA SLI/NVLINK などの既存のマルチダイソリューションの性能制限に直面せずに、チップにダイを追加してスケールアップした性能を提供することができます。

Intelは、これらのソリューションは性能の面で限界があり、2-way構成で200%、4-way構成で400%の性能という完璧なスケーリングを期待できるものの、実際のGPU性能は著しく低く、ほとんどの場合、存在しないため、ほとんどのGPUメーカーはこれらの技術にこれ以上投資していないとしている。

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そうすることで、GPUシステムをより効率的に拡張することができます。

今、例として使われている4GPU/タイルのソリューションが正式なものだと言う人もいるでしょうが、これは提案されているデザインであり、最終的にタイルあたりのGPUの数は大きく異なる可能性があります。

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前述したように、AMDは世界初のMCMソリューション「Instinct MI200シリーズ」を発表し、NVIDIAは今年、MCMを搭載した「Hopper」をリリースするなど、各GPUメーカーがマルチGPU技術に投資しています。

また、AMD RDNA 3のようなゲーミングコンシューマ向けパーツもあり、今年後半の発売時には同じ技術を利用することが期待されている。

Intel自身も、Meteor LakeやGranite Rapidsなど、タイルベースのマルチチップCPU/GPUソリューションに取り組んでおり、1～2世代以内に、Arcゲーミンググラフィックスラインアップに適切なMCMソリューションが登場する可能性があります。

インテル ARC ゲーミング GPU ラインアップ：

ソース：wccftech - Next-Gen Intel Arc Gaming GPUs To Utilize Multi-Chiplet Design As Hinted Within Patent

解説：

Intelの第二世代の単体GPUからMCM構成になる？

Intelは既にMCMを出しているので不思議ではないのかなと思います。

時期的に言ってもCPUのMeteorLakeもMCM化するといわれていますし、比較的MCM化の恩恵の大きいGPUで採用しない手はありません。

ただそれよりも第一世代のAlchemistがなかなか出てこないのが気になるところ。

PCの販売としてQ1はあまり売れないので、Q1の終わりかQ2に出すのは合理的な判断と言えなくもないです。

しかし、2月に入っても未だに〇月〇日に出すというスケジュールが公開されているわけでもありませんので、本当に出せるのか？と疑問に感じるところもあります。

Alchemistがまだ出てない状態なので、第二世代の話をされてもなんとも言えません。

第一世代で不具合が出たりする可能性もありますので、

TuringやAmpereではあのnVidiaですらもメモリや電源周りで不具合を出しているわけで、Intel初の高性能単体GPU製品がどの程度の出来なのかは見てみないとわからないというのが多くの人の本音なのではないでしょうか。

ただ、単体GPUであるARCが無事ロンチされて、第二世代でMCMを採用し、AMDやnVidiaに追いついた場合、「さすがはIntel」と称賛を浴びることは間違いないでしょう。