[Extreme History] เรื่องเล่าของการ์ดจอ: ก่อนจะมาเป็น Arc – Intel เคยเจ็บช้ำจาก Larrabee มาแล้ว

เชื่อว่าเพื่อน ๆ หลายคนน่าจะเคยได้สัมผัสกับการ์ดจอ Intel Arc กันไปบ้างแล้ว แต่ก่อนที่จะมี Intel Arc เกิดขึ้นมานั้น Intel เคยพยายามสร้างการ์ดจอมาแล้ว ซึ่งแน่นอนว่ามันล้มเหลวไม่เป็นท่าจนต้องพับโครงการทิ้งไป และเรารู้จักมันในชื่อ Intel Larrabee เรื่องราวจะเป็นอย่างไร ไปติดตามได้ในบทความ Extreme History ครับ

คอนเซ็ปต์สุดเจ๋ง

ในตลาดซีพียูต้องยอมรับว่า Intel นั้นไม่เคยเป็นที่ 2 รองใคร หากแต่ในตลาดการ์ดจอ Intel กลับทำได้แค่การ์ดจอออนบอร์ดที่ติดมากับเมนบอร์ด (และยุคใหม่ที่ใส่มาไว้ในตัวซีพียู) ซึ่งประสิทธิภาพของออนบอร์ดก็คงไม่สามารถสู้กับการ์ดจอแยกจากค่าย AMD (ATi ในยุคแรก) และ NVIDIA ได้แน่นอน

ด้วยความฝันที่อยากทำการ์ดจอแยกของตัวเองขึ้นมา เมื่อ 16 ปีก่อน Intel ได้เริ่มต้นโปรเจ็กต์ Larrabee การ์ดจอแบบไฮบริดที่เชื่อว่าจะเข้ามาปฏิวัติวงการเกมอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน !!

โปรเจ็กต์นี้น่าจะเริ่มต้นขึ้นในปี 2006 และถูกกล่าวถึงครั้งแรกในงาน Intel Developer Forum (IDF) ในปี 2007 โดย Pat Gelsinger (ใช่แล้วครับ CEO คนปัจจุบันของ Intel) ใจความสำคัญ คือ การ์ดจอตัวนี้ใช้ชิปแบบ IA-x86 สามารถทำงานได้หลากหลายรูปแบบ และมีความแรงในระดับ Teraflops หรือ TFLOPs (การ์ดจอรุ่นแรกที่มีความแรงระดับ 1 TFLOPs คือ ATi Radeon HD 4800 เมื่อปี 2008 ซึ่งแปลว่า Intel มองการณ์ไกลเอาไว้แล้ว)

สิ่งที่ทำให้ Larrabee แตกต่างจากการ์ดจอในยุคนั้น คือ ความสามารถของชิปแบบ Programmable หมายความว่ามันสามารถทำงานได้หลากหลายเหมือนซีพียู ในขณะที่ชิป GPU ในยุคนั้นจะเป็นแบบ Fixed-function ทำงานได้ในขอบเขตที่จำกัด เป็นต้นว่าประมวลผลกราฟิกแค่อย่างเดียว ถ้าจะให้ประมวลผลอย่างอื่นในเกม จะต้องใส่แกนประมวลผลอื่นเพิ่มหรือใช้ซีพียูช่วย

ดูแล้วเป็นไอเดียที่ดีเลยใช่ไหมครับ แล้วทำไมมันถึงถูกยกเลิกได้? ก่อนที่จะรู้เรื่องนั้นเรามาดูหลักการทำงานของมันก่อนดีกว่า

สรุปแล้วมันคือการ์ดจอหรือซีพียูกันแน่

แกนประมวลผลแบบ Fixed-function ของการ์ดจอ ATi และ NVIDIA มีข้อจำกัดในการทำงาน คือ สามารถเรนเดอร์กราฟิกได้ดี แต่ถ้างานรูปแบบอื่นจะไม่สามารถทำได้จนกว่าจะใส่ฟีเจอร์นั้นเข้าไปในชิปกราฟิกรุ่นใหม่

ยกตัวอย่างเช่น Tessellation ใน DirectX 11 ฟีเจอร์เพิ่มความซับซ้อนของวัตถุเรขาคณิตในฉากเกม การ์ดจอรุ่นที่เกิดก่อนหน้าฟีเจอร์นี้จะไม่สามารถใช้งานได้ เพราะชิปกราฟิกไม่สามารถปรับตัวให้มาประมวลผลได้ ทาง ATi และ NVIDIA จะต้องนำฟีเจอร์นี้มาใส่ในแกนประมวลผลของชิปกราฟิกรุ่นถัดไปอย่าง Fermi และ Terascale 2 แทน

ในขณะที่ Larrabee ที่ดึงโครงสร้างของ Pentium MMX มันก็เหมือนเป็นซีพียูตัวหนึ่งที่สามารถรับงานหลากหลายรูปแบบได้ขอแค่มีไดรเวอร์หรือซอฟต์แวรที่ออกแบบมาเพื่อมัน ดังนั้น การทำ Tessellation ในการ์ดจอ Larrabee จะไม่จำเป็นต้องออกชิปกราฟิกรุ่นใหม่ เพราะเขียนไดรเวอร์ออกมาดี ๆ ก็ใช้งานได้แล้ว

ทั้งหมดนี้ทำให้ Larrabee ดูเทพมาก ทว่า ถ้าเราพิจารณาให้ดี ๆ อย่าลืมว่าในยุคนั้นซีพียูมันยังมีแกนประมวลผลอยู่ไม่กี่ Core การจะออกแบบการ์ดจอที่ใช้ชิปแบบซีพียู ให้มีแกนประมวลผลเยอะ ๆ เพื่อแข่งกับ “การ์ดจอที่ใช้ GPU จริง ๆ” น่าจะไม่ไหว ถ้าคุณคิดเช่นนั้นคุณคิดถูกแล้วครับ

ไอเดียดีแต่สู้เขาไม่ได้

การพัฒนา Larrabee ประสบปัญหาหลายประการ ตั้งแต่การตีกรอบเวลาแคบเกินไป, ความผิดพลาดในการสื่อสาร, สถาปัตยกรรมของชิปประมวลผล และการโฆษณาเรื่องเกมที่เกินจริงไปหน่อย

ในช่วงแรกของการประกาศโปรเจ็กต์ Intel เลี่ยงไม่พูดถึงเรื่องการเล่นเกม แต่เนื่องจากหลาย ๆ คนที่รอคอยต่างรบเร้าถามหาข้อเท็จจริงว่า สรุปพี่แกจะทำการ์ดจอออกมาเพื่ออะไรกันแน่ มันคือการ์ดจอเล่นเกมจริง ๆ ใช่ไหม? นั่นทำให้ Intel ต้องรีบออกมาแสดงจุดยืนให้เห็นว่า Larrabee จะเป็นการ์ดจอเล่นเกม

แต่การตลาดที่ออกจะเยอะไปหน่อย Intel เข้าซื้อบริษัท Offset Software ผู้พัฒนาซอฟต์แวร์เกม และ Havok ผู้พัฒนาเอนจินฟิสิกส์ (เหมือน Physx) แถมยังมีการสาธิตตัวเกม Project Offset ในปี 2007 ซึ่งคนคาดหวังว่ามันจะเป็นเกมชูโรงที่จะออกมาพร้อมกับการ์ดจอ แต่สุดท้ายไม่ได้มีเกมตัวจริงออกมา (ตามมาด้วยการสั่งปิดสตูดิโอ Offset Software ในปี 2010)

เพราะ Intel โชว์เกมให้เห็นขนาดนี้ทำให้หลายคนคาดหวังว่ามันจะต้องทำออกมาได้สูสีกับค่ายแดง-เขียว ไม่นาน Intel ได้ออกมาพูดถึงประสิทธิภาพการเล่นเกม พบว่าการ์ดจอ Larrabee ตัวโปรโตไทป์ที่มีความเร็ว 1GHz สามารถเล่นเกม F.E.A.R ได้ 60 FPS บนความละเอียด 1600×1200 ซึ่งนั่นคือประสิทธิภาพของการ์ดจอในปี 2005 เท่านั้น

หลังจากที่การ์ดจอใช้แกนประมวลผลแบบ Fixed function มาเนิ่นนาน จู่ ๆ ATi ก็ได้เปิดตัวแกนประมวลผลแบบ Unified Shader เท่านั้นก็เป็นเรื่องขึ้นมาทันที เพราะแกนประมวลผลชนิดนี้สามารถประมวลผล Shader ได้ทุกรูปแบบ มันจึงกลายเป็นว่าตอนนี้การ์ดจอทำงานได้หลากหลายมากขึ้น (ซวยแล้วสิ)

การ์ดจอจัดการแกนประมวลผลได้ไม่ดี

ถ้าจะพูดให้ถูก Intel Larrabee ก็คือซีพียู Intel Core 2 Series ที่มีแกนประมวลผลจำนวนมาก โดย Intel ตั้งเป้าที่จะทำให้มันมีแกนประมวลผลมากถึง 32-Core ทว่า ด้วยข้อจำกัดของสถาปัตยกรรม การ์ดจอเริ่มมีปัญหาเมื่อแกนประมวลผลถูกใช้ไปที่ 16-Core

Intel นำโครงสร้างการส่งข้อมูลแบบ Ring bus มาใช้กับ Larrabee การทำงานในช่วงแรกออกมาได้ดีพอสมควรจนกระทั่งเริ่มมีการใช้งานถึง 16-Core การ์ดจอเริ่มทำงานได้ไม่ดีเท่าที่ควรจะเป็น นั่นเพราะโครงสร้าง Ring bus ทำให้ข้อมูลต้องวิ่งผ่านแกนประมวลผลทุกแกนในแต่ละรอบ ฉะนั้น ยิ่งมีแกนเยอะยิ่งทำให้ข้อมูลดีเลย์มากขึ้นเรื่อย ๆ แม้จะปรับแก้โครงสร้างใช้ Ring bus หลายเส้นทางแล้ว ปัญหาที่ตามมาคือมันกลับเพิ่มความซับซ้อนในการออกแบบ, มีค่าใช้จ่ายสูง และมีความร้อนเพิ่มขึ้น

ในปี 2009 การ์ดจอ Intel Larrabee 16-Core ไม่สามารถเอาชนะการ์ดจอ AMD และ NVIDIA ได้เลย ในขณะที่รุ่น 32-Core และ 48-Core พอสู้ได้ แต่ดันใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 2 เท่าตัว

ก่อนจากกันขอโชว์การประมวลผล Ray Tracing สักหน่อย

เทคโนโลยี Real-time Ray Tracing ไม่ใช่ของใหม่แต่อย่างใด เพราะมันมีมาตั้งนานแล้ว และ Intel Larrabee สามารถประมวลผลมันได้ด้วยนะ !!

ในกันยายน ปี 2009 ทาง Intel ได้นำ Larrabee มารันเกม Quake 4 ให้เห็นเป็นขวัญตา แต่เป็นโหมดที่เปิด Ray Tracing ด้วย ซึ่งการ์ดจอของค่ายแดง-เขียวในเวลานั้นยังไม่สามารถประมวลผล Ray Tracing ได้ ผลลัพธ์ของ Ray Tracing ถือว่าทำได้น่าทึ่งอย่างมาก แต่มันไม่ใช่การประมวลผลปกติของการ์ดจอในยุคนั้นน่ะสิ

เกม Quake 4 ที่เปิด Ray Tracing ไม่ได้เกิดการเรนเดอร์ภาพผ่าน DirectX หรือ OpenGL แบบที่เกมปกติเขาทำกัน หากแต่เป็นซอฟต์แวร์เรนเดอร์ของ Intel เองที่เคยทดสอบเมื่อครั้งเปิดตัวซีพียู Xeon Tigerton

นั่นหมายความว่า Ray Tracing นี้มันคืองานของซีพียู เท่ากับว่า Intel มาโชว์ประสิทธิภาพการประมวลผลของซีพียูผ่านการ์ดจอ Larrabee อีกทั้งยังเลี่ยงพูดถึงประสิทธิภาพของ Rasterization ซึ่งเป็นการเรนเดอร์กราฟิก 3D พื้นฐานของการ์ดจอ

อีก 3 เดือนให้หลัง Intel เผยว่าการ์ดจอ Larrabee ถูกเลื่อนการเปิดตัวออกไป เพราะการทำงานล่าช้าของทีมพัฒนาซอฟต์แวร์ จนสุดท้ายนเดือนมกราคม 2010 ทาง Intel ได้ออกมาประกาศว่า “จะไม่วางจำหน่ายการ์ดจอแยกสู่ตลาด อย่างน้อยก็ในช่วงนี้” เท่ากับเป็นการพับโปรเจ็กต์ Larrabee ไปในที่สุด

หลังจากที่ได้เรียนรู้สิ่งต่าง ๆ มามากมาย Intel ได้เริ่มต้นใหม่กับการ์ดจอ Arc ซึ่งส่วนตัวผมมองว่ามันทำได้ดีกว่าที่คาดไว้ และหวังว่าทาง Intel จะพัฒนาซอฟต์แวร์ออกมาซัพพอร์ตเยอะ ๆ เพื่อเพิ่มความสะดวกให้เหล่าเกมเมอร์นะครับ

ขอขอบคุณข้อมูลจาก Techspot