{本文摘自貼吧大神:孫悟空}
英特爾從1998年1月開始發布顯卡,至今發售的所有顯卡産品囊括:獨立顯卡、集成顯卡以及核芯顯卡。
今天我們市場上在售的主流産品:Skylake系列處理器使用的核芯顯卡已經使用英特爾第九代顯示架構(Gen 9.0),或許我們第一次聽說英特爾顯卡産品架構,還是在SNB時代的HD2000、HD3000使用的Gen 6.0架構以及IVB HD4000核芯顯卡的Gen 7.0架構,那麼從Gen 1.0一直到如今的Gen 9.0架構,英特爾究竟有多少産品呢?
Gen 1.0架構:【1998年】英特爾發布的第一款也是唯一的一款獨立顯卡
【上圖】intel i740顯卡:CPU巨頭英特爾不滿足于自身的現狀,眼紅英偉達、ATI、3DFX等公司在顯示卡領域所獲得的巨大成就,立志也要在顯卡領域分得一片天地。
【來自Fastware的i740顯卡】
鑒于Intel的巨大影響力,很多廠商生産了采用i740芯片的顯卡,價格也相對便宜,i740因此也紅極一時。後來,Intel将i740改進後集成在810芯片組(被稱為i752)内,原本也有将i752獨立生産為顯卡的的想法,但後來并未正式生産。
【來自Legend聯想的i740顯卡】(聯想以前不叫Lenovo)
i740在當時來說是款相當不錯的産品,各大顯卡廠商都與英特爾有合作關系,不但規格衆多,而且也有好多種版本可供選擇。可以看到,光是麗台就推出了4個不同版本的i740顯卡。i740雖然不是集成顯卡,但它生來就是為了推廣英特爾自家芯片組除了占領規模日益擴大的3D圖形市場,英特爾推出i740的另一個主要目的是推廣由自己牽頭并聯合其它廠商推出的AGP标準。i740是第一個真正的AGP 2X顯卡,其他的主流圖形芯片廠商如S3、Trident、MGA、3Dlabs等廠商都對AGP持觀望态度,而i740的推出以及熱銷,無疑對AGP标準的推廣起了相當的推動作用。
【i740也有8MB顯存版】(标準版是4MB顯存)
但是不管怎樣,英特爾的技術終究是比不上英偉達和ATI等廠商,因此,在i740之後,英特爾直接将顯卡從獨立的形式轉變為集成在主闆上。
Gen 1.0架構:【1998年】英特爾i752顯卡:i740的改款
之前我們有說過,i752顯卡本質上是i740的一個小改款,于1999年發布。在最早的時候,英特爾曾打算将i752打造成第二款獨立顯卡産品,甚至連内部測試成品都已經有了,下圖:
【上圖】intel i752:獨立顯卡形式内部測試版本(工程樣品,未正式發售)
雖然i740/i752性能還可以,但其3D水平卻跟不上飛速發展的英偉達和3DFX(後來被英偉達收購)的步伐。當意識到了這一點之後,英特爾開始緻力于将顯示核心整合在主闆芯片組當中,由此讓i740的改進版i752核心重獲新生,并且大獲成功!i752采用了128Bit核心架構,核心頻率為100MHz,顯存最高支持133MHz頻率,最大16MB動态共享顯存容量。
i752采用雙像素管線,支持環境霧化、單周期紋理合成、16位的Z-buffer、凹凸貼圖、紋理壓縮等技術。此外,i752還擁有改進的視頻加速性能,可以針對當時的各種視頻流格式進行加速,其中包括VCR、便攜式攝像機、電視調諧器、MPEG-2動态補償、Web視頻等等。雖然i752在核心規格上做出了衆多改進,但由于集成顯卡沒有配備顯存,使用的是共享内存,因此實際性能相比i740提高有限。
i752的3D性能隻能當作是點綴,但由于i810及後來的i815芯片組(支持133外頻)價格相對來說非常便宜,用戶又可以省去單獨購買顯卡的費用,于是開辟了集成顯卡先河的i810/i815大受低端用戶歡迎,英特爾在2000年第三季度的巅峰時期,憑借i752一舉拿下了34%的顯示芯片市場份額,由此開始了Intel圖形芯片的王者之路!由于英特爾集成顯示芯片市場份額的不斷擴大,直接造成了當時定位低端的S3、Trident等老牌顯卡廠商的沒落,二者後來也分别被VIA和SIS所收購。如今的台灣芯片組廠商也在Intel、AMD和NVIDIA三巨頭的壓力之下處境艱難,隻能在夾縫中謀求生存!
【上圖】intel i740顯示核心
【上圖】intel i752顯示核心
【上圖】古老的i810芯片組主闆
【為什麼不叫i750顯卡】因為i750這個名字已經被用過了,英特爾在1989年和IBM公司合作,發揮其在芯片設計制造方面的優勢,研發出可編程的視頻處理器--i750,它集成了全屏幕動态數字視頻,高品質的音頻,高速圖形,并與文字和靜态圖像的數字多媒體應用相結合,從而加速硬件和多功能軟件。
【上圖】intel i750處理器(非顯卡)
【使用i752集成顯卡的主闆芯片組有哪一些?】
主要包括以下産品:
Gen 2.0架構:【2001年】英特爾Extreme Graphics:全新品牌,全新起航
英特爾在2001年首先于移動平台發布了全新的集成顯卡:Extreme Graphics。這個名字翻譯過來就是極緻顯卡。其實該顯卡在當年也隻能算是個低端入門級産品,與一般的獨立顯卡并沒有什麼競争力。在2002年伴随着Socket 478接口奔騰4處理器的發布,英特爾推出了i845系列芯片組,其中i845G/GE/GV/GL/GLL等産品就集成了Extreme Graphics顯卡。即使是i845GE集成的最高頻率266MHz的Extreme Graphics其性能也不過就接近英偉達的Geforce 2 MX 200獨立顯示核心。
【上圖】intel i845G主闆
【上圖】不支持外接顯卡intel i845GL/GLL芯片組
【使用Extreme Graphics顯卡産品的芯片組】
Gen 2.0架構:【2003年】英特爾Extreme Graphics 2
英特爾于2003年發布了Extreme Graphics 2集成顯卡,是第一代的改良版,應用于移動平台的 i852GM/GME/GMV、i855GM/GME芯片組以及桌面平台的i865G/GV芯片組,在第一代的基礎上新增了一些特效技術。
【支持Extreme Graphics 2顯卡的主闆芯片組】
核心頻率方面:
i852GM、i852GMV為133MHz;
i855GM為200MHz;
i855GME為250MHz;
i852GME、i865G/GV為266MHz。
由于i855GM/GME、i865G/GV芯片組支援雙通道内存,變相加倍了顯示内存帶寬,效能接近 英偉達的GeForce 2 MX 400顯示核心。
【上圖】早期采用Socket 478接口的i865G主闆
Gen 3.0架構:【2004年】英特爾GMA系列集成顯卡
英特爾在2004年發布了全新的基于Gen 3.0架構的集成顯卡:GMA系列産品。GMA的全稱是Graphics Media Accelerator,即圖形媒體加速器,這一系列産品不僅僅取代了之前的Extreme Graphics系列産品,更是為後來的HD Graphics打下了堅實的基礎。
數據顯示:在2007年初,使用集成顯卡芯片組的用戶數量達到了芯片組總出貨量的90%!
【基于Gen 3.0架構的英特爾集成顯卡基本信息一覽】
Gen 3.0:GMA 900(2004年)
GMA 900是英特爾最早發布的基于Gen 3.0架構的産品,搭配在910G、915G等系列芯片組中。GMA 900的3D架構脫胎自前一代的Extreme Graphics,當然在硬件參數上有所加強,比如它的像素渲染管線就從之前的2個提升到了4個,并且支持全新的DX9.0。根據不同芯片組的設定,其頻率從166MHz~333MHz不等。
【上圖】采用GMA 900集成顯卡的七彩虹915G主闆
Gen 3.0:GMA 950(2005年)
GMA 950是壽命最長的集成顯卡型号之一,搭載它的945G系列芯片組不僅僅用來搭配LGA775系列處理器,在2007~2008年上網本風靡世界的時候,還被用來重新設計後搭載第一代淩動N200系列處理器。GMA950和GMA900差距不大,無非是各項參數再稍微往上提了提罷了。桌面版芯片組945G的TDP是7W。
【上圖】采用GMA 950集成顯卡的華碩P5LD2-V主闆(945G芯片組)
*顯存帶寬最高10.6GB/s為雙通道DDR2-667下測得。
Gen 3.0:GMA 3100(2007年)
GMA 3100是Gen 3.0架構下的第三代産品,被集成在G31、G33、Q33以及Q35芯片組中,奇怪的是,雖然GMA 3100是2007年發布的,比GMA 950更晚,但是在硬件參數上并不見得
比GMA 950更強大,甚至閹割了頂點着色器(Vertex Shader)。搭載GMA 3100的G31芯片組TDP約為13W。
【上圖】采用GMA 3100集成顯卡的技嘉G31主闆
*顯存帶寬最高12.8GB/s為雙通道DDR2-800下測得。
Gen 3.0:GMA 3150(2010年)
英特爾在2010年發布了全新的第二代Pine Trail-D平台的淩動D400/500、N400/500系列處理器,該處理器内部集成GMA 3150顯卡。該産品非常類似于GMA 950,當然特性上還是要更強一些的。但因為這些處理器内存控制器隻能支持單通道内存,因此性能發揮上受到不小限制。
*顯存帶寬最高6.4GB/s為單通道DDR2-800下測得。
Gen 4.0架構:【2006年】第二代英特爾GMA系列集成顯卡
上文有說過,基于Gen 3.0架構的GMA集成顯卡屬于第一代産品,我們現在要說的基于Gen 4.0架構的第二代GMA系列集成顯卡。
【基于Gen 4.0架構的英特爾集成顯卡基本信息一覽】
Gen 4.0:GMA 3000、GMA X3000、GMA X3100和GMA X3500(2006年~2007年)
GMA 3000是英特爾946GZ芯片組上集成的顯卡型号,采用全新的第四代架構,但是作為一款945G向G965芯片組過渡的産品,英特爾剝奪了它太多的新特性支持。相比較之下,GMA X3000才真正稱得上是一款具有完整意義的Gen 4.0架構新産品。
GMA X3000采用了優秀的可編程單元,使得每個執行單元都可以進行3D渲染和視頻處理。在硬件規格上,GMA X3000除了支持Direct X 9.0c、OpenGL 1.5、Pixel Shader 3.0和Vertex Shader 3.0以外,還是首款宣稱支持DX10的Shader Model 4.0規格的整合芯片,并且提供Intel的清晰視頻技術以支持視頻硬件加速功能。
不過,由于驅動的原因,GMA X3000一直表現平平。直到後來集成了GMA X3500的G35才正式提供了對DX10的支持。至此英特爾的GMA系列集顯在性能和功能上已經達到相對完善的程度,也在規格上縮小了與NVIDIA及ATi的差距。
GMA X3100就是GMA X3000的移動平台版本,GMA X3500和GMA X3000也極為相似。
【上圖】英特爾原廠946GZ主闆
【上圖】來自聯想QDI的G965主闆
【上圖】集成GMA X3500的昂達G35芯片組主闆
*顯存帶寬最高12.8GB/s為雙通道DDR2-800下測得。
Gen 4.0:GMA 4500、GMA X4500、GMA X4500HD和GMA 4500MHD(2008年)
【GMA X4500HD】2008年Intel推出的G45集成了GMA X4500HD顯示核心,其支持雙通道 DDR2 /DDR3内存,可提供高達12.8 GB/秒(DDR2 800雙通道)的帶寬和支持最大16 GB的内存容量,系統響應速度更快并且支持 64 位計算。I/O方面支持Maxtrix存儲技術、快速恢複技術、安靜系統技術和迅盤加速技術等等。這些規格已經是當時最齊全的了。
GMA X4500HD能夠完整支持全程硬件解碼H.264、VC-1、MPEG-2,并可流暢播放1080p全高清節目;還能帶來全高清藍光體驗,适合組建HTPC。而在 3D 圖形性能方面,GMA X4500HD支持DirectX 10.0、Shader Model 4.0和OpenGL 2.0,能夠暢玩當時的大部分入門3D遊戲。
【GMA X4500】G41和G43芯片組集成的GMA X4500集成顯卡和GMA X4500HD相比,去掉了1080P全高清視頻回放以及藍光解碼等相關功能,因此去掉了HD标志。
【GMA 4500】GMA 4500則是進一步取消了清晰視頻技術等娛樂功能,因此被用在B系列以及Q系列商務芯片組中,但在實際應用中,Q43和Q45等芯片組使用的其實還是GMA X4500。
【GMA 4500MHD】GMA 4500MHD是使用在4系列移動芯片組中的産品,不過,GM47芯片組使用的640MHz産品其實有自己單獨的名稱,叫GMA 4700MHD。這些産品本質上和桌面的GMA X4500HD差别不大,無非是頻率上的降低罷了。
【上圖】集成GMA X4500的技嘉G41主闆
【上圖】集成GMA X4500的面向高端商用群體的英特爾原廠Q45主闆
*顯存帶寬最高12.8GB/s為雙通道DDR2-800下測得。
2010年:Gen 5.0架構的HD Graphics(又叫GMA HD)
2010年1月,英特爾發布了第一代酷睿I系列處理器,與之伴随的還有面向低端經濟市場的奔騰賽揚處理器。從這一代産品開始,英特爾将原來集成在主闆上顯卡集成到了CPU當中。GMA HD雖然使用了45nm工藝,但本質上和G45是同樣的架構,隻是速度稍快,并且處理單元從10個增加到12個。*最重要的是,這一代産品之所以還沒有“核芯顯卡”這個稱呼,是因為GPU單元并沒有與CPU核心融在一起,而是單獨一個部分被放置在CPU基闆上。
【上圖】GMA HD顯卡被單獨放置在CPU核心邊上(右),并沒有融入CPU核心
【Gen 5.0架構GMA HD集成顯卡對應處理器及最高加速頻率一覽】
*顯存帶寬最高21.3GB/s為雙通道DDR3-1333下測得。
*奔騰賽揚的GMA HD顯卡去掉了清晰視頻技術(CVT HD:Clear Video Tec.)
2011年:Gen 6.0架構的HD Graphics核芯顯卡系列
2011年,英特爾發布了基于SandyBridge架構的第二代酷睿I處理器,在這一代産品中,GPU單元終于如英特爾所述,成為CPU核心的一部分,因此從這一代産品開始,“核芯顯卡”這一稱呼開始深入人心。核芯顯卡和CPU核心之間的數據交互顯然要比前幾代産品強得多。HD3000是一款具有劃時代意義的産品,它的發布一改人們此前針對英特爾集成顯卡“性能孱弱”的主要觀點,畢竟這款産品在2011年已經擁有了取代當時低端入門級顯卡的能力,許多在此之前集成顯卡想都不敢想的3D遊戲通過HD3000都可以來玩一玩了。
也是從Gen 6.0開始,英特爾針對不同适用平台研發了針對不同需求的顯卡産品:
1、經濟型處理器奔騰賽揚使用的HD Graphics沒有數字代号,代表最低性能,也沒有CVT清晰視頻技術的支持;
2、桌面酷睿系列除特殊型号之外,使用GT1級别的HD2000核芯顯卡。其實HD2000和奔騰賽揚的HD Graphics本質是一樣的,無非是多了清晰視頻技術;
3、移動平台使用最高端的GT2級别的HD3000核芯顯卡,以響應英特爾超極本概念:筆記本做輕做薄,但是不失基本的娛樂功能。(顯然加一塊獨立顯卡的筆記本很難做到輕薄)
4、針對工作站處理器:至強E3系列推出專門優化專業應用軟件的專業級核芯顯卡P3000。因為P3000是英特爾第一次試水專業領域顯卡,因此兼容性表現比較差,其競争對手是英偉達和AMD的入門級專業卡産品。
【SNB架構Gen 6.0核芯顯卡産品一覽】
*顯存帶寬最高21.3GB/s為雙通道DDR3-1333下測得。
2012年:Gen 7.0架構的HD Graphics核芯顯卡系列
英特爾于2012年發布了基于Ivy Bridge架構的22nm處理器,核芯顯卡也從之前的Gen 6.0架構升級為Gen 7.0。在新的架構之下,核芯顯卡性能得到進一步的加強,而核芯顯卡的分類則與上一代産品基本一緻:
1.奔騰賽揚處理器依舊使用最低端的HD Graphics(Gen 7.0);
2.标準台式機酷睿處理器使用HD2500核芯顯卡,HD2500本質上就是HD Graphics的加強版,增加了清晰視頻技術以及Quick Sync Video技術;
3.特殊型号台式機酷睿處理器以及普通移動版酷睿處理器均使用HD4000核芯顯卡,HD4000核芯顯卡擁有多達16個EU處理單元,高頻率版本的性能等于甚至超越了入門級獨顯Geforce G610M;
4.工作站平台主流型号至強E3均使用P4000專業級核芯顯卡。
*顯存帶寬最高25.6GB/s為雙通道DDR3-1600下測得
【英特爾核芯顯卡核心分區功能高清圖:以四核處理器為例】
2013年:Gen 7.5架構的HD Graphics核芯顯卡系列
英特爾于2013年發布了基于Haswell架構的22nm處理器,這一代核芯顯卡本質也是屬于Gen 7.0架構,不過在7.0的基礎上有了細微的改進:
1.奔騰賽揚處理器依舊使用最低端的HD Graphics(Gen 7.5),但是EU執行單元增加到10個,而且這次就連HD Graphics都支持清晰視頻技術以及Quick Sync Video技術了(Haswell Refresh開始);
2.标準台式機酷睿處理器使用HD4600核芯顯卡,但是最入門的I3-41x0系列處理器使用的是16EU單元版本的HD4400;
3.HD5000或者更高級别的核芯顯卡主要出現在移動版處理器中,當然也有少數BGA封裝的台式機産品用上了頂級核芯顯卡iris Pro 5200;
4.工作站平台主流型号至強E3均使用P4600/P4700專業級核芯顯卡,根據測試顯示,P4600的專業理論計算能力已經等于甚至超越了英偉達入門級專業卡K600。
【Haswell架構Gen 7.5核芯顯卡産品一覽】
*顯存帶寬最高25.6GB/s為雙通道DDR3-1600下測得。
Gen 7.0架構的延伸:Atom Z37xx系列平闆電腦處理器
【當前主流平闆電腦核芯顯卡一覽】
*以上處理器均建立于Bay Trail平台架構
*關于處理器内存帶寬:
根據處理器所支持的内存控制器的不同,主要有以下三類:
10.6 GB/s (64bit DDR3-1333):即處理器最高僅支持單通道DDR3-1333内存;
17.1 GB/s (128bit DDR3-1066):即處理器最高支持雙通道DDR3-1066内存;
21.3 GB/s (128bit DDR3-1333):即處理器最高支持雙通道DDR3-1333内存。
Bay Trail平台處理器内存控制器所支持内存搭配無非是以上三種。
2015年:Gen 8.0架構的HD Graphics核芯顯卡系列
英特爾于2015年發布了基于Broadwell架構的14nm處理器,這一代核芯顯卡制造工藝也提升到了14nm,并且架構上升級為Gen 8.0。Broadwell架構核芯顯卡所帶來的主要變化有:
(1)32位整數吞吐量翻倍;
(2)原生16位浮點支持;
(3)來自GTI的寫入帶寬已經在某些設備上增加了一倍;
(4)英特爾處理器和核芯顯卡之間可以實現無縫共享的數據結構;
(5)增加了EU執行單元和L3高速緩存之間的數據傳輸速度、帶寬。
這些架構上的新變化,與擴充了的EU運算規模,共同支撐了Broadwell核芯顯卡可觀的性能提升幅度。
1.奔騰賽揚處理器依舊使用最低端的HD Graphics(Gen 8.0),但是EU執行單元增加到12個,而且支持清晰視頻技術以及Quick Sync Video技術;
2.标準台式機酷睿處理器均使用頂級核芯顯卡;
3.需要注意的是,移動版低電壓I3使用的HD5500核芯顯卡其EU執行單元為23個,比标準型号少一個。
【對應取代關系】
HD Graphics(Gen 7.5)→HD Graphics(Gen 8.0)
HD4200→HD5300
HD4400→HD5500
HD4600→HD5600
P4700→P5700
HD5000→HD6000
iris 5100→iris 6100
iris pro 5200→iris pro 6200
【Broadwell架構Gen 8.0核芯顯卡産品一覽】
*顯存帶寬最高25.6GB/s為雙通道DDR3-1600下測得。
Gen 8.0架構的延伸:超便攜系列平闆電腦處理器
【當前主流平闆電腦核芯顯卡一覽】(Braswell, Cherry Trail平台)
*API特性支持:所有産品均支持DX11.2、OpenGL 4.3、OpenCL 1.2(部分2.0);
*硬件加速特性:所有産品均支持清晰視頻技術以及Quick Sync Video技術;
*顯存帶寬最高25.6GB/s為雙通道DDR3-1600下測得(X5-Z8300僅支持單通道内存)。
2015年:Gen 9.0架構的HD Graphics核芯顯卡系列
英特爾于2015年8月發布了全新的Skylake系列處理器,核芯顯卡架構也随之升級到了Gen 9.0。講到底,Gen 9.0依舊是一代英特爾堆參數的産品,架構性能相對Gen 8.0有一定的提升,并且支持更先進的技術特性。在顯示輸出上,Skylake Gen 9.0取消了原生的VGA模拟輸出接口,但是可以輕松支持三顯示器畫面輸出,支持HDMI 1.4、Display Port 1.2以及 Embedded DisplayPort (eDP) 1.3輸出規範。雖然這一代産品取消了原生VGA接口,但是主闆廠商依舊可以采取第三方手段支持VGA顯示輸出。
【對應取代關系】
HD 510←HD Graphics(Gen 8.0)
HD 515←HD5300
HD 520←HD5500
HD 530←HD5600
P 530←P5700
iris 540←HD6000
iris 550←iris 6100
iris pro 580←iris pro 6200
iris pro P580←iris pro P6300
【Skylake架構Gen 9.0核芯顯卡産品一覽】
【依舊沒找到晶體管數目以及核心面積的參數】
*顯存帶寬最高34.1GB/s為雙通道DDR4-2133下測得。
【至此,英特爾從Gen 1.0到Gen 9.0的全部主流核芯顯卡型号及參數都已經更新完畢】
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