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英特爾Gen 8執行單元包含內有多個通用暫存器的執行單元，其中部分支援特定架構的暫存器

英特爾(Intel)向來吝於透露該公司的嵌入式繪圖處理器(GPU)核心內部細節，不過在不久前舉行的年度開發者論壇上卻主動深入介紹了自家的GPU。HD Graphics 5300是一款衍生自英特爾第八代(Gen 8)處理器繪圖處理架構的首款產品，看來是存在於英特爾鎖定平板電腦與其他可攜式裝置的新型 Core M 系列處理器中。
Core M 在 CPU核心、快取記憶體以及GPU之間採用環狀匯流排(ring bus)，每個連結的處理器或快取記憶體有專用的本地介面。該環狀互連是寬度32-byte的雙向資料匯流排，並有負責request、snoop與acknowledge等不同功能的個別線路，讓該款GPU可扮演「一等公民(first-class citizen)」角色。

GTI (graphics technology interface)是該款GPU與處理器SoC其他功能區塊之間的閘道器，有助於CPU核心之間、以及可能與其他固定功能元件(如攝影機成像流水線)的溝通；在該款GPU的某些版本，英特爾將經由GTI的寫入頻寬加倍，並實現了CPU核心與GPU之間的一致性共享虛擬記憶體。

這種架構基於所謂的執行單元(execution units，EUs)，擁有7個執行緒、每個執行緒包含128個通用暫存器；EU內的主運算單元是一對SIMD浮點單元(FPU)，同時支援浮點與整數(integer)運算，每個SIMD FPU可在每個週期內同步完成加/乘浮點指令。那些EU呈現被稱為子切片(subslice)的叢集化分布，子切片又被進一步叢集化成切片，這些元素就是英特爾用以打造各種衍生產品的模組化功能區塊。

搭配Iris Pro 5200 GPU 的Core M系列將包含128MB的嵌入式DRAM，但不是在處理器晶片內、而是在晶片的上方；Gen 8繪圖處理器的每一個切片採用576KB L3快取記憶體，容量高於前一代的384KB。

Gen 8 GPU的一個新功能，是GPU與CPU核心之間的全球記憶體一致性；配備該新款GPU的處理器產品，整合了支援英特爾Intel VT-d虛擬化技術(Virtualization Technology for Directed I/O)之硬體零組件。這種規格代表了英特爾映射虛擬機器至實體資源之現有方法的擴展。

英特爾對於GPU產品的180度策略大轉彎抱持著非常謹慎的態度；該公司不乏設計優異 GPU的工程人才，但因為可能在市場行銷、製造與財務等方面永遠也看不到投資報酬，他們認為沒有人會為該產品額外花錢。

自第六代(Gen 6) GPU佔據更多晶片空間以來，英特爾的策略開始改變；現在Gen 8 GPU在處理器晶片上佔據的面積超過六成，還不包括可選配的繪圖處理專用外部DRAM。現在你幾乎可以說，英特爾打造了一款GPU，並強制某幾款CPU與其搭配。至於英特爾GPU的核心數，因為每個EU具備在每個周期執行16次32位元浮點運算，有人會認為它是16核心，但用這種算法，該GPU也可能有384個核心。

AMD就曾吹噓過擁有512核心的GPU，Nvidia則表示他們的GPU有192核心，高通(Qualcomm)雖然不會說，但我們認為他們的GPU有24個多FPU核心；不過，當你看到GPU的性能基準測試結果，不要以核心數來衡量，這種比較真的很無聊。

遺憾的是，大多數的處理器SoC都不會發展成像是PC那樣的開放性系統，那樣的設備能在一個更公平的環境被評測；不過在可攜式裝置的應用案例中，繪圖處理器的性能測試結果可能就無關緊要了，更重要的是每瓦性能。

編譯：Judith Cheng

(參考原文： Inside Intel's Gen 8 GPU，by Jon Peddie)

資料來源:電子工程專輯