虽然近年来,英特尔根据不同需求推出了不少不带核显的处理器,但历史上绝大多数处理器都配备有核心显卡,即使以后还会推出更多不带核显的型号,但有核显版本的处理器仍然会是主流,这一点从英特尔近期越来越重视核显的性能便可以看出。
核显也就是核心显卡的前身是集显,即集成显卡,大多集成于主板上的北桥,也就是和处理器对应的芯片组上。后来北桥被整合进了CPU,集成显卡也一起“鸡犬升天”了,摇身一变称成为核心显卡,从此集成与CPU(即核心)内,最早由英特尔在2010年提出。
2010年,英特尔率先推出CPU与GPU封装在同一块基板上的处理器产品,即第一代酷睿处理器,核心代号Clarkdale,第一代核显被官方命名为Intel HD Graphics,也就是我们习惯上喜欢叫的HD系列核显,之后一直沿用感到第七代酷睿处理器上的核显。
不过由于是开创性的第一代产品,CPU和GPU的整合度并没有特别高,仅将两块芯片封装在同一块基板上,被一些玩家戏称为“胶水核显”,第一代核显GMA-HD相较于上一代的集显GMA-X4500提升并不是很大,但意义更多的在于开创一种新的产品产品形式并沿用至今。
2011年,英特尔更新的产品线,推出第二代酷睿处理器,代号(Sandy Bridge),这一代真正做到了将CPU和GPU等部分整合进一个芯片中,核显与处理器采用了相同的32nm工艺制程,也就是后来大家开盖后看到的一个长方形的芯片,其中还包括了内存控制器和PCIe控制器。本代酷睿核显分为了HD 2000和HD 3000,分别有6个EU(图形执行单元)和12个EU,不带K的i5及以下配备HD 2000核显,带K的i5、i7和单独的i5 2405S都配备了更高的HD 3000核显。这一代核心显卡的频率也提升为最高1350MHz,性能也有了比较大的提升,甚至击败了当时的入门独显HD5400。
时间来到2012年,与第三代酷睿处理器(Ivy Bridge)一同诞生的核显为HD 4000和HD 2500,支持了DX11的新特性,性能进一步提升,HD 4000的性能已经可以与独显GT610相提并论。部分三代i3、i5搭载了HD2500,高端i3、i7和i7系列搭载了HD 4500。
四代酷睿(Haswell)迎来了英特尔酷睿瑞处理器核显的又一个重要节点——锐炬Iris。核显产品和型号更多了,英特尔也建立了更详细的分级:GT1级别的HD、GT2的HD4600/4400/4200、GT3(15W)的HD 5000以及新的GT3(28W)的Intel Iris Graphics 5100和GT3e的Intel Iris Pro Graphics 5200,GT3级别的核显已经可以和GT730显卡平分秋色。
第五代酷睿处理器(Broadwell)是唯一一代为桌面处理器配备锐炬核显的型号,本代的Iris Pro 6200完整支持DX12,性能也超跃GT730,直逼GT740。值得一提的是,搭配的CPU首次采用了14nm制程工艺。
2015年英特尔发布了第六代酷睿处理器(Skylake),开启了“湖”时代,而HD系列核显也被重新命名,四位数字精简为三位,更新了HD 515、HD 520和HD 530,最高规格的HD 530也被搭载了更多i3-i7主流处理器上。
第七代Kaby Lake,HD 530常规升级为HD 630,加入了HEVC Main/Main 10、VP9 8bit/10bit硬件解码支持,使得核显也可以轻松应对4K视频解码。
新的命名方式刚沿用了两代,在2017年9月发布的第八代酷睿处理器(Kaby Lake-Refresh & Coffee Lake)上再次迎来更新,HD 620和HD 630更新为UHD 620和UHD 630,新增了HDMI 2.0和HDCP 2.2的支持,以及硬件解码10bit 4K HEVC的能力。有趣的是,英特尔酷睿i7-8709G和i7-9705G,搭载了AMD Vega M核显,拥有4GB HBM2显存,主频达1.19Ghz。
上面我们便盘点了英特尔曾发布的共九代核显(Gen1-Gen9),由于一些原因并未更新第十代核显,所以与第十代处理器(Ice Lake)一同发布的是Gen11,第十一代核显。(注:Commet Lake依然搭载UHD核显)。Gen11型号为Intel Iris Plus Graphics,分为32/48/64个EU(图形执行单元),分别对应处理器中的G1/G4/G7后缀,显卡最大频率最高为1.10GHz。
而英特尔下一代10nm处理器Tiger Lake将要搭载的Gen12核显也已经有了消息,采用和Xe独显相同的架构,英特尔官方宣称其性能将会是现阶段Ice Lake上Iris Plus的两倍,应对现在1080@60帧场景下的游戏毫无压力。
独显性能日益暴增且不断支持新技术的同时,核心显卡的发展也在稳步前行,不同于独显拥有足够的空间“简单粗暴”地堆料,核显的设计更多地要考虑其作为处理器的一部分,在性能、散热、供电、显存方面的均衡,不过英特尔让我们看到了核显也有无限的发展潜能,让我们拭目以待。
●绝唱!唯一的唯一
可能大家会觉得惊讶:Intel也曾推出独立显卡?是的,相信部分资深DIY玩家就会知道,早在1998年2月12日,Intel和Real3D公司合作推出一款i740图形芯片产品,i740的RAMDAC为203MHz,核心频率达80MHz,同时采用100MHz的SGRAM显存(显存容量为8MB),像素填充率为55MPixels/s,64Bit图形核心,该款显卡的三角形生成速度为500K Trianglws/s,同时支持DVD解压和平行资讯处理、精准像素描插补等特性。
在当时,i740的2D速度一般,但它的3D性能还算不错。散热方面首次在民用显卡上配备了风扇辅助散热,Intel的i740显卡一度被大家称为首款采用风扇散热的民用级显卡。
首款采用风扇散热的民用级显卡
由于Intel 当时影响力的巨大,所以很多厂商生产了采用i740的显卡,价格相对来说也比较便宜。因此i740也曾红极一时。但是由于Intel将其改进后整合在810芯片组(即i752)内,原本有将i752独立生产成显卡的想法也没了。没有推出独立显卡,其中有一方面是Real3D公司在1999年时倒闭。此后,Intel便专注于集成显卡,i740便成为Intel独立显卡的绝唱。
从i740后,Intel独立显卡的音讯便消失了近十年,2007年,Intel CTO Justin Rattner在加州总部对新闻界表示,Larrabee隶属于其万亿次运算项目,也将是Intel的第一款实用级万亿次运算处理器,其处理能力将“大大超过”一万亿次浮点每秒;Larrabee目前定于2010年推出,但有可能在2009年就提前露面。
虽然间隔十年,但是当时Intel称Larrabee具有高度的伸缩性、拓展性且发热量会更低价格更亲民。就在人们猜疑其是否能挑战独立显卡领域两大巨头NVIDIA和AMD,多次推迟发布Larrabee,2009年底,曾揭露微软Xbox 360三红内幕的知名记者迪安·高桥在其专栏报道中称,Intel进军独立显卡事业的企图现遭遇重大挫折——Intel公司发言人Nick Knuppfler表示:“Larrabee芯片及相关软件开发未达到项目预期,它不会成为消费类产品。”最终的最终,2009年12月9日,Intel公司正式确认将会取消代号为Larrabee GPU产品的推出计划,主要原因就是产品的性能以及驱动的开发远远落后于原先的计划。
相隔十年,Intel最终还是开了个玩笑。不过与其说是玩笑,我倒觉得Intel公司是明智之举,NVIDIA和AMD在独立显卡领域上已遥遥领先,如果 Intel投入过多于希望渺茫的独显上,有可能会被农企追上来。再者,Intel觉得未来的趋势是CPU与GPU的整合。
●正确的决定?
是的,假如当初Intel投入过多于独立显卡领域上,那么有可能没有今天在中央处理器领域中领先的地位。再者,Intel取消独立显卡的计划转而全力投入到集成芯片领域是明智之举,目前Intel在PC显卡市场的占有率为67.3%,AMD为17.9%,NVIDIA目前的成绩是14.7%,数据已经证明,Intel的正确。核显潜力巨大,随着核显性能的提高,Intel核显在PC显卡市场的占有率也将扩大。而且,每一代集成显卡都会为Intel拿下大笔市场份额,虽然Intel并不靠集成显卡盈利,但是却极大的促进了CPU的销量!
●Extreme Graphics集成显卡
2002年5年,Intel推出了集成“Extreme Graphics”的i845G/E芯片组,其相比上代性能有了大幅提升,在i845G中核心频率为200MHz,在i845GE中核心频率为266MHz,效能接近Nvidia的Geforece2 MX 200,Extreme Graphics支持DVMT技术,可从系统中动态调用内存,从最开始能调用8MB一直XP中可调用48MB。
后来Intel对Extreme Graphics进行改良,发布了Extreme GraphicsⅡ,集成在i865G中,核心频率为266MHz,并且支持DX8,由于865芯片组开始引入DR400内存,并支持双通道内存技术,因此带宽不足的问题得到有效解决,Extreme GraphicsⅡ的效能也达到了GF2 MX 400的水准。
●DX9?GMA系列集显的到来
2002年底,DirectX9.0发布,代表者只支持DX8的Extreme GraphicsⅡ系列集显的过时,也因此,在2004年6月21日,Graphics Media Accelerator的Intel图形芯片诞生了,也就是第一代GMA集显,GMA900,其核心频率达到了333MHz。GMA900帮助Intel在2005年第一季度占据了图形芯片市场份额的43.1%。
GMA900发布的次年,伴随着945G芯片组,GMA950发布了,完整支持Direct9.0c,其核心频率从GMA900的333MHz提升到400MHz,近似相当于GMA900的升级版。
随后,由于2004年微软发布的Direct9.0c的普及,Intel于2006年发布了G965芯片组,带来了GMA X3000图形芯片,并首次支持DX10,虽然核心频率依然为400MHz。2008年3月27日,GMA X3000随着G31/G32芯片组的发布升级成GMA X3100,核心频率提升到500MHz,并且最大能共享500MB内存作为显存。而GMA X3500的核心频率则达到了667MHz,但是由于驱动原因,其表现令人不满意。2008年6月,Intel发布了G45/G43/G41系列芯片组,带来了GMA X4500,也称GMA X4500HD,因为其支持全硬解解码。
Intel在2009年底推出了首款包含GPU核心的Clarkdale,32纳米Core i3处理器,开创了融合处理器的先河。这时CPU与GPU的地位之争似乎尘埃落定——CPU首度集成了GPU芯片,采用了Westmere架构、代号为Clarkdale的新一代酷睿i3/i5处理开始将HD Graphics图形核心跟CPU封装在同一块基板上。
尽管CPU/GPU首度封装在同一块基板上,但是CPU部分和GPU部分是各自独立的,其中CPU部分采用32nm制程、GPU部分则采用45nm制程,名称由GMA开始变为HD Graphic的GPU核心频率为733MHz,性能相比上代GMA X4500HD提升了多达50%。
在2011年1月份,Intel发布了全新的Sandy Bridge架构,首次将GPU芯片跟CPU融合在一起,内置的图形核心则升级为HD Graphics 2000/3000(Intel官方成为核芯显卡,简称核显),分别拥有6个、12个EU可编程着色器,核心频率提升至850MHz,并可根据负载分别自动提升至1100MHz、1350MHz。
伴随着haswell处理器的发布,HD4200/4400/4600、Iris5000、Iris5100、Iris pro5200出现了。这里面最厉害的就是Iris pro5200,自带了128MB eDAM缓存。Intel最强核显Iris pro5200的性能接近NVIDIA的GT650M!
●核显,未来?
过去4年,Intel的核显性能逐步提高,日趋成熟。明年,我们会看到基于14nm工艺、重点改进架构的Skylake,核显的性能也将得以提升。核显的性能已经接近低端独显,甚至部分核显的性能已经超过了低端独显,然而目前的核显还是难以撼动中高端独显的地位。对于不玩高端游戏的用户,核显是足够应付日常运行的。而低端市场用户数量是十分庞大的,因此对于核显来说,前景是十分好的。那么未来核显何去何从?未来,Intel的融合处理器能与AMD的APU抗衡吗?
总结: 作为处理器市场的龙头,Intel目前已经领先于AMD,然而殊不知Intel也有一部显卡发展史,过去Intel的独显潮起潮落,未来会再次出现Intel独显的身影吗?目前,Intel融合处理器的发展势头很猛,核显已经逐渐占据低端显卡市场。
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本文摘自太平洋电脑网。
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