英特尔显卡技术的基本信息
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发布时间：2023-06-19 13:34
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时间：2024-12-01 10:53
使用基于英特尔显卡技术的电脑时，就拥有了能提供出色性能的集成解决方案。作为一个选择被选中后，英特尔显卡技术将被集成到电脑中，发挥它迅捷的速度和出色的功能，支持播放高清视频的美丽画面和酣畅淋漓的游戏体验。
早在上世纪90年代初，3D加速卡就进入了发展的启蒙期，不过3D游戏加速 成为一个时代的正式开始，还要算1996年10月的Voodoo卡发售的时候，在其后的12个月中几乎没有什么产品可以取代它的霸主地位。同期，图形业也 正式成为PC行业一个热门的部分，多家公司看中了这个契机，想在未来的PC图形市场占据一个重要的位置，于是包括ATI、Matrox、NVIDIA、 PowerVR、3Dlabs、Trident、S3、SiS等公司纷纷试水图形芯片，打造了最为繁荣的图形业初期。 1997年冬季3Dfx发布了有史以来最为成功的3D加速芯片—— Voodoo2，这款芯片组包括2个材质贴图单元，在一个时钟周期内得到双倍处理能力。更令人震惊的是，Voodoo2支持SLI屏幕交错扫描技术，允许 双卡互联，从而威力倍增，一时间，Voodoo2成为全球PC游戏玩家的终极梦幻配置。Voodoo2已经成就了图形卡发展初期的黄金阶段，但就像我们的 定义一样，作为图形卡发展的初期，所有的发展都具备不确定的因素。 Intel也在这个时期进入了独立图形卡市场，在1998年2月的时候发 布了i740芯片，从此Intel也杀入了3D图形芯片领域。该芯片是Intel与Lockheed-Martin（洛克希德马丁公司）下属的分公司 Real3D联合开发的，但是Intel已经购买了Real3D 20%的股份。在游戏性能上，i740仅仅相当于Voodoo2卡的一半，不过参考价格，这个性能已经非常不错了，因为还没有成熟的细分市场策 略，Voodoo2仍然只是高端玩家的享受。当时光流向1999年，图形市场的钟摆已经滑向NVIDIA，在成功推出 Riva128、TNT等显卡后，TNT2也在这一年火热出炉，3Dfx虽然在较晚时间推出Voodoo3，可最为自豪的Glide和OpenGL已经开 始成为游戏业的非主流API，3Dfx从此走向没落，1999年虽然没有敲响它的丧钟，但Voodoo3的确是3Dfx转折性的产品——不是向好的方向， 而是向差的方向。同样是在1999年4月，Intel发布了他们的i752芯片，是成功的i740的后续版本，最终递交板卡是在8月份。i752采用128位的核心架构，核心频率为100MHz，显存最高支持133MHz，最大16MB。i752采用双像素管线，每秒钟可以产生300万个多边形，像素填充率是1亿每秒，支持环境雾化、单周期纹理合成等3D功能以及16位的Z－buffer。此外，i752还增加了很多新特效的支持，比较突出的是用于显示浮雕的凹凸贴图特效（bump mapping），而且也支持纹理压缩功能。此外i752还拥有出色的数字视频加速性能，甚至还提供了基于硬件的MPEG-2硬件动态补偿功功能，用来改善软件播放DVD的效果。i752虽然技术特性比较不错，但恰逢3D显卡高速发展的初期，其性能逊色于TNT2不少，所以Intel最终还是放弃了它的发展，此后Intel将其整合到了自己的芯片组中（i740/i752最后被整合入Intel i810、i815、i815E芯片组中）。 外置视频卡要消耗更多电量，可能需要风扇，这就为提供紧凑外形的系统（如超移动笔记本电脑）形成了挑战。由于英特尔显卡技术是一种内置的集成解决方案，因此可以支持更小巧、更安静的电脑。反之，也可以为笔记本电脑提供更耐久的电池使用时间，以及降低台式机的功率。
GPU变得更像CPU
作为Tera-Scale计划的一个子项目，Larrabee项目并不仅局限于消费级显卡，其设计方法也与目前常见的独立显卡大相径庭。目前无论是NVIDIA还是ATI，它们的设计都是完全不同于CPU的GPU架构，而Larrabee将使用类似CPU的x86架构，就是说显卡上的显示核心将是一个类似多核心CPU的东西。英特尔表示，Larrabee显卡将会拥有数十个核心，并且会根据核心数量的不同划分多个版本。相较于目前的GPU，它最大的优势就在于采用了大家熟悉的x86架构，这使得软硬件的开发都更加容易，因为仍有不少软硬件工程师，至今都不是很熟悉复杂的GPU相关的开发和编程。从Larrabee的架构图可以看出，它能被用来搭载多路系统，这个系统已经抛弃了FSB（前端总线）结构，而采用了CSI Bus结构。该结构的延迟为50ns，每条链路可以提供17GB/s的高带宽。 高清视频已经使娱乐方式发生了翻天覆地的变化，借助内建在英特尔显卡技术中的一套视频娱乐技术－－英特尔清晰视频技术，视频播放将变成一种享受。
英特尔清晰视频技术将带来更出色的视频播放效果、更清晰的图像、精准的色彩控制以及针对最新的高清（HD）显示器的高级支持。
这样的体验并不仅限于电脑显示器。英特尔清晰视频技术同样支持最新的高端电视和真正的数字显示器上欣赏视频。通常的音频和视频连接需要许多线缆，但是英特尔清晰视频技术仅用一根线缆即可实现高质量的数字连接，因此机顶盒、DVD 播放器和电视可以实现“一线通”。 GMA显示核心用以取代Intel第一代内建显示核心Extreme Graphics，和分离形式的AGP显卡Intel740。
GMA显示核心原本架构在硬件内只支援一些功能，并且倚赖主机*处理器处理至少一些图形管线，令电脑效能更进一步减低。然而在2006年，Intel引进*GMA架构（GMAX3000），大多数功能被加进，提高了性能。*GMA整合了固定的功能与一系列可编程执行单元，提供更佳性能给图形和影片。大多数新GMA架构的优势是在执行图形有关任务或者有关影片任务能灵活改变。当时GMA性能一直被广泛批评在电脑游戏执行太慢，最新的GMA应该能令一些中间的玩家关心。
尽管相似，GMA不是基于由Imagination Technologies授权给Intel的PowerVR技术。Intel使用低功率PowerVR MBX设计在支援他们的芯片组XScale平台。由于在2006年XScale的销售，Intel将继续使用PowerVR系统跟基于x86的XScale替换的不是清楚的，虽然他们已经从Imagination Technologies取得PowerVR SGX授权，这是更强大的MBX代替品。
据报道Intel已开始设计一种新系列分离式图形硬件产品，代号为Larrabee。 GMA 900是第一款以Intel图形加速器作为产品名称的显示核心，整合于Intel 910G, 915G，以及915Gx芯片组中。相较于之前的Extreme 3D显示核心，GMA 900在性能上有显著的进步，但是与其它的图形加速方案相比，还停留在很基础的层面上。例如，它的3D核心缺乏对于T&L和类似的顶点着色器等3D加速管线中重要技术的硬件支援，而是改以软件模拟的方式提供支持，降低了3D游戏的兼容性和表现。
GMA 900拥有4条支援DirectX shader model 2.0的像素渲染管线，最高运行频率为333 MHz，不同的芯片组内部运行频率不同。峰值像素填充率为1333 百万像素/秒，与它的前任类似，GMA 900 支援MPEG-2运动补偿，色彩空间变换和DirectDrawoverlay。
显存控制器最多能够对224MB的内存寻址，但是随后的一次视频bios 更新把这个*在了128 MB。
显示核心用于显示和渲染的时钟发生器是不同的。显示部分包含一个 400MHzRAMDAC，2个25-200Mpixel/s 的串行 DVO端口。同时在移动芯片组中，还包括两个18 bit 25-112MHzLVDS转换器。 GMA 950是第二款以Intel图形加速器作为产品名称的显示核心，在规格表中也被称作 Intel 的第3.5代整合图形核心。它整合与Intel 940GML, 945G, 945GU 和 945GT芯片组中。硬件架构中视频解码单元有所增加，同时还包括 VLD,离散余弦变换和 双重video overlay。最高时钟频率为 400 MHz（存在于Intel 945G, 945GC, 945GZ）），峰值像素填充率理论上为1600 百万像素/秒。
GMA 950 与 GMA 900 在架构上的弱点相同，即没有硬件几何处理单元，既没有基本的（DX7所包含）硬件T&L，也没有（DX8及以后）高级顶点着色单元。 946GZ, Q965 和 Q963芯片组集成的显示核心为GMA 3000。GMA 3000 的3D 核心与 X3000 的完全不同，虽然名称很类似。它更多的基于之前 GMA 900 和 GMA 950显示核心的体系，并且与它们同属于 i915 芯片组家族。它的像素和顶点渲染单元只支援到shader model 2.0的特性，并且顶点渲染单元依旧只是软件模拟的方式工作。另外视频播放的硬件加速，即基于硬件的离散余弦变换，ProcAmp（独立视频流的色彩校正）和 VC-1 的解码并没有在硬件上实现。在所有集成 GMA 3000显示核心的芯片组中，只有 Q965保留了双重独立显示器的支持。规格表中的核心频率为400 MHz，像素填充率为1.6 Gpixel/s，然而在硬件*中它的核心频率却为667MHz。
显存控制单元能够对最大256 MB内存进行寻址。
集成的serial DVO ports最高速率提升到270Mpixel/s。 GMA X3000与之前的GMA系列相比，在架构上有了戏剧性的变化，最主要的一点即 X3000 将以8个向量处理器作为执行单元的统一渲染架构作为 3D渲染硬件的基础。每一条管线都能够进行视频，顶点或是材质的操作。一个中枢时序表动态调整管线资源上线程的分派，以达到渲染输出的最大化（同时降低单个管线延迟的影响）。然而由于执行单元架构特性，同一时间仅能在一条管线上处理数据。 GMA X3000 支援顶点和像素Shader Model 3.0 特性。其中每个向量的渲染达到了 32-bit 浮点精度。各异向性过滤从之前的4次采样上升到16次。
整个核心由不同时钟频率的单元组成，这就意味着整块芯片并不运行在相同的时钟频率上，这会使得衡量它多种功能的峰值输出时引起一些麻烦。更令人混乱的是，在 Intel G965芯片组的*中，它的核心频率为667 MHz，然而在 Intel G965 的规格表中却为 400MHz。有多种方式能够定义 IGP显示核心的能力，最常见的是核心每时钟频率能够进行1.6个像素和3.2个材质渲染。像素渲染的最大潜力为每时钟频率2.0个像素渲染，这只存在于一个clear循环中。相类似的，它能够进行每时钟频率4个像素渲染的深度操作，与此同时材质渲染率降低到每时钟频率 3.2个像素。导致当X3000 工作于 667 MHz 时理论上的填充率为1067 megapixels/s 和 2133 megatexel/s。
同样的，Intel增强了它的视频加速功能。X3000能够进行WMV9 (VC-1)的视频加速。但是VC-1加速仅包含解码和运动补偿。
显存控制器能够对最大384 MB 内存进行寻址，但在规格表中仅为 256 MB。
GMA X3000 集成于 Intel G965芯片组的北桥中。 GMA X3500 是 Intel G35芯片组中所集成的显示核心,显示核心频率为667MHz，渲染单元支援 shader model 4.0 特性，整个显示单元源于GMA X3000。
GMA X4500GMA X4500 用于 IntelG45、G43、G41芯片组中，以65nm工艺制造，最高显示核心频率可达800MHz，其移动版本为GMAX4500M，用于GM45、GM47、GS45、GL40芯片组中，最高显示核心频率可达640MHz。与 X3500类似，X4500能够支援DirectX 10 和 shader model 4.0 特性。Intel 声称在 3DMark06 这款产品比 GMA 3100(G33) 好上3倍，得分在1000分左右。 为了增强性能，将在X4500 中加入一个更新版本的 Intel Clear Video 技术以及对于 HDCP 的支援，增强HD-DVD和 Blu-Ray 的流畅回放。 显示核心 GMA 900 GMA 950 GMA 3000 GMA 3100 GMA X3000 GMA X3100 GMA X3500 GMA X4500M GMA X4500 GMA X4500HD GMA X4500MHD 芯片组 910GL, 915G,
915GL, 915GV 915GM 945GU 945GM 945G,
945GZ,
945GC 946GZ Q963 Q965 G31,
Q33,
Q35 G33 G965 GL960 GM965 G35 GL40 G41,
G43 Q43,
Q45 G45 GS45 GM45 GM47 频率（MHz） 333 200 133 250 400 400 400 400 400 500 667 400 500 667 380 667 667 800 320/333 533 640 顶点着色器 2.0 3.0 4.0 像素着色器 2.0 3.0 4.0 像素管线 4 NA 4 NA 统一渲染架构 NA NA NA 8 10 硬件着色器 No Yes 峰值显存带宽(GB/s) 8.5 10.7 12.8 最大显存(MB) 128 256 384 OpenGL支持 1.4 1.5 2.0 DirectX支持 9.0 10.0 MPEG-2硬解码 HW MC MC + iDCT + VLD MC + iDCT Full HW Acceleration MPEG2 Video Decode VC-1硬解码 No MC + In Loop Filter - WMV9 Only MC + In Loop Filter MC+IT Full HW Acceleration VC1 Decode H.264/AVC硬解码 No MC+IT Full HW Acceleration AVC Decode
