Coelacanth's Dream

x86-64 CPU 以外のサポートを進める Intel GPUドライバー

Intel dGPU 単体の市場への投入が近付くにつれ、Intel GPUドライバーでは x86(-64) 以外の CPU を採用するプラットフォームへの対応が進められている。

dGPU 単体としてはすでに Intel DG1 /Iris Xe MAX /SG1 (Xe-LP) がいるが、それらはほとんどが限定したプラットフォームでのリリースであり、また専用の UEFI/BIOS をインストールしたシステム (CPU+M/B) を必要としていた。1 そのため当時は、x86(-64) 以外の対応は優先事項ではなかったと思われる。
また専用の UEFI/BIOS を必要することについて、DG1 の PCI OpROM と VBIOS のイメージレイアウト、Intel の Subrata Banik 氏より Coreboot に投稿された、dGPUカード内部に埋め込まれた PCI OpROM への対応が関係しているのではないかと考えているが、公式にはっきりと説明されている訳ではなく、確証はない。2

Index

 +/**
 + *	+        DASH+G OPROM IMAGE LAYOUT           +
 + *	+--------+-------+---------------------------+
 + *	| Offset | Value |   ROM Header Fields       +-----> Image 1 (CSS)
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	|    0h  |  55h  |   ROM Signature Byte1     |
 + *	|    1h  |  AAh  |   ROM Signature Byte2     |
 + *	|    2h  |  xx   |        Reserved           |
 + *	|  18+19h|  xx   |  Ptr to PCI DataStructure |
 + *	+----------------+---------------------------+
 + *	|           PCI Data Structure               |
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|    10  +  xx   +     Image Length          |
 + *	|    14  +  xx   +     Code Type             |
 + *	|    15  +  xx   +  Last Image Indicator     |
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	|               MEU BLOB                     |
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	|              CPD Header                    |
 + *	|              CPD Entry                     |
 + *	|              Reserved                      |
 + *	|           SignedDataPart1                  |
 + *	|              PublicKey                     |
 + *	|            RSA Signature                   |
 + *	|           SignedDataPart2                  |
 + *	|            IFWI Metadata                   |
 + *	+--------+-------+---------------------------+
 + *	|    .   |   .   |         .                 |
 + *	|    .   |   .   |         .                 |
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	| Offset | Value |   ROM Header Fields       +-----> Image 2 (Config Data) (Offset: 0x800)
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	|    0h  |  55h  |   ROM Signature Byte1     |
 + *	|    1h  |  AAh  |   ROM Signature Byte2     |
 + *	|    2h  |  xx   |        Reserved           |
 + *	|  18+19h|  xx   |  Ptr to PCI DataStructure |
 + *	+----------------+---------------------------+
 + *	|           PCI Data Structure               |
 + *	+--------------------------------------------+
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|    10  +  xx   +     Image Length          |
 + *	|    14  +  xx   +      Code Type            |
 + *	|    15  +  xx   +   Last Image Indicator    |
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|    1A  +  3C   + Ptr to Opregion Signature |
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|    .       .             .                 |
 + *	|   83Ch + IntelGraphicsMem                  | <---+ Opregion Signature
 + *	+--------+-----------------------------------+
 + *
 + * intel_oprom_verify_signature() verify OPROM signature.
 + * @opreg: pointer to opregion buffer output.
 + * @opreg_size: pointer to opregion size output.
 + * @dev_priv: i915 device.
 + */

対応における課題

現時点で、x86(-64) 以外のプラットフォームへのサポートを進める Intel GPUドライバーと関連ライブラリには、Mesa3D、IGC (Intel Graphics Compiler)、gmmlib (Graphics Memory Management Library)、Compute Runtime が確認できる。
サポートに追加される対象は主に ARM64 (aarch64) となっている。

まだ正式に対応してないため作業途中 (WIP) と思われるが、内容としては主に x86(-64) 固有の命令を直接使っている部分を、複数のアーキテクチャに対応したライブラリに置き換えるか、マクロで制御しコードを分ける、といった対応を取っている。
対応が必要な命令として挙げられているものには、主に SSE/2/3/4.1/4.2,CLFLUSH, CPUID がある。
SSE は SIMD命令として CPU側の計算や変換処理、CLFLUSH はキャッシュラインをメモリにフラッシュし、同期を取るため、CPUID は CPU の拡張命令、機能の対応フラグの取得に使われている。

gmmlib では sse2neon を導入することで SSE系命令を Arm NEON 命令に置き換えている。
Mesa3D では、一度最低限の対応を行うマージリクエストが開設されたが、将来的に non x86(-64) + Intel dGPU というプラットフォームが出てくる可能性は非常に高いとしつつも、まだ Intel dGPU、Intel Arc Aシリーズはリリースされていないため、今は閉じられている。
また、私見ではあるが、PCIeスロットが実装された non x86(-64) プラットフォームには Ampere eMAG (ARM64/aarch64)3 や Raptor Talos II (POWER9) 4 存在するが、一般的に普及しているものではない。
また、Intel Arc Aシリーズのリリース後もしばらくはそちらの対応にリソースを割きたいという考えもドライバー開発者にはあるのではないかと思われる。

参考リンク


  1. Intel Iris Xe Discrete Card Will Only Work With Select CPUs and Motherboards - Legit Reviews ↩︎

  2. device: Add new Kconfig VGA_ROM_RUN_DEFAULT for mainboard user (Iecb2fcdb) · Gerrit Code Review ↩︎

  3. Conclusion - All Eyes on an Altra System - Avantek’s Arm Workstation: Ampere eMAG 8180 32-core Arm64 Review ↩︎

  4. Raptor Computing Systems::Talos™ II Secure Workstation ↩︎