| 词条 | 英特尔显卡技术 |
| 释义 | 英特尔显卡技术具有丰富、艳丽的色彩和流畅、活跃的图像。以全部分辨率播放高清内容，而且在玩游戏时希望里面的人物栩栩如生。 Intel集成显卡(基本概念 发展历史 GMA 900 GMA 950 GMA 3000 GMA 3100 GMA X3000 GMA X3100 GMA X3500 GMA X4500 GMA核心与集成芯片规格表) 基本概述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）。 集成方案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。 视频技术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”。 产品应用含英特尔清晰视频技术的英特尔图形技术可提供改进的视频回放和质量，在基于移动式英特尔G35、G33 和 G965 高速芯片组的系统上提供。基于英特尔945G 高速芯片组或性能更高的芯片组的平台，如果配备有容量和运行速度都达到标准的内存设备，则可以满足 Windows Vista* Premium OS 系统当前的所有需求。 Intel集成显卡基本概念Intel Graphics Media Accelerator (GMA)，是Intel显示核心产品线，用于在芯片组内内建显示核心。这个“集成图像”方案容许使用者在组装电脑时无需购买额外的显卡，使整个平台的成本下降和功耗更低。GMA显示核心多数出现于低阶或笔记本电脑。GMA显示核心使用会在运行时占用电脑的部分的主内存，令电脑的效能略为降低，这是由于中央处理器以及显示核心需要同时经同一总线来存取主内存所致。 发展历史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，并且倚赖主机中央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引进第四代GMA架构（GMAX3000），大多数功能被加进，提高了性能。第四代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 900GMA 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DirectDraw overlay。 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 更新把这个限制在了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 400MHz RAMDAC，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 25-112MHz LVDS转换器。 GMA 950GMA 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。 GMA 3000946GZ, 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，然而在硬件白皮书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 3100G31, G33, Q33 和 Q35 芯片组中所使用的显示核心为GMA 3100，能够支援 DX9 。它的 3D架构和旧的 GMA 3000 十分相似，同样也缺乏顶点渲染单元的硬件支持。然而 RAMDAC的频率被削减到 350MHz，同时 DVOports 削减到 225Mpixel/s。显存控制单元能够对最大384 MB内存进行寻址。 GMA X3000GMA 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 芯片组的白皮书中，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 X3100GMA X3100 用于Intel GL960 和 GM965 芯片组，是 GMA X3000 的移动版本。X3100支持硬件T&L，渲染单元能够执行 128 条可编程指令，共享显存最大为 256MB 内存。GM965 上的显示核心频率为500MHz，GL960 上的为400 MHz。X3100 显示单元包含了一个300 MHz 的 RAMDAC, 两个 25-112 MHz 的LVDS 转换器, 2 个 DVO encoders, 以及一个TV 编码器. 这款产品支援 DirectX 10。 GMA X3500GMA 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。 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。 GMA核心与集成芯片规格表显示核心 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, 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 Intel独立显卡i740740 - Intel早期进军独立图形市场的证明 你可曾想到过IT界巨人——Intel在多年以前也曾经迈入显示芯片领域。在1998年2月12日，Intel发布了和Real3D合作设计的产品i740图形芯片。 i740的RAMDAC为203MHZ,支持2X AGP规格,核心频率80MHZ,采用8M速度为100MHZ的SGRAM显存,像素填充率为55MPixels/s,三角形生成速度为500K Trianglws/s,支持DVD解压，AGP 2X，同时支持平行资讯处理、精准像素描插补等特性。尽管i740的2D速度一般，但它的3D性能在当时还算不错。其中Intel原厂i740显卡做工十分精美，并且一度被大家称为首款采用风扇散热的民用级显卡。 鉴于Intel的巨大影响力，很多厂商生产了采用i740芯片的显卡，价格也相对便宜，i740因此也红极一时。后来，Intel将i740改进后集成在810芯片组(被称为i752)内，原本也有将i752独立生产为显卡的的想法，但后来并未正式生产 此后，Intel专注于整合显卡领域，再也没有推出过独立显卡，i740成了Intel独立显卡的绝唱。 intel和世界开了一个10年的玩笑，i740不再是“intel独立显卡的绝唱”，而只是开始。Larrabee图形处理器将采用45nm工艺，预计2009年推出，拥有24或32个核心，2010年进一步增至48个 HyperPipelined 3D架构这个架构有几个特点： Precise Pisel Interpolation - 配合纹理引擎，通过在像素值和颜色值的插补过程中，就能得到精确的结果。目的是提高显示质素。 Parallel Data Processing - 允许核心同时执行几个命令，在一个画面中实现数个特性时，都能保持高性能。 Direct Memory Execution - 使核心能利用系统内存储存纹理数据，这样纹理大小理伦上变成无限制。 效能：在游戏应用中，i740的效能约为Voodoo2的一半，亦低过Voodoo。在3D Winbench 98的标准检查程式中，它的效能竟然与Voodoo2处于同一水平，所以有人认为显卡的驱动程式欺骗了该检查程式。 后续版本在：1999年4月27日，Intel发布了i740的后续版本—i752。它的核心架构是128bit，核心频率为100MHz，显示内存频率为133MHz，最大支援16MB显示内存。核心拥有两条像素流水线，多边形生成率为每秒300万个，像素填充率是每秒1亿。立体功能方面，核心支持环境雾化、单周期纹理合成和16bit深度缓冲。特效方面，它支援凸凹纹理映射和纹理压缩。 有些时候，主机版厂商会将i752直接焊在主机版上，系统内存会透过Dynamic Video Memory Technology技术成为显示内存。这个技术会从系统内存划出1MB作为显示内存，有需要时，驱动程式会弹性地划出更多。这个技术有点像现时的HyperMemory技术。 藉著Intel的霸主地位和便宜的价格，很多厂商都推出了有关i740的产品，产品价价持续下降，使到i740的销量颇高，亦提高了Intel在图形核心市场的占有率。但Intel原先预计i740有不错的效能，可惜事与愿违，不能在独立显卡市场取得一席之地。亦令Intel意识到主流市场才是其目标。其后，Intel将i740图形核心整合到芯片组内，成为i810和i815整合式芯片组，再度提高其市场占有率。i740亦为其后Intel成为市场一哥奠下良好基础。 i740使Intel成为低阶显卡市场的霸主，间接迫使S3 Graphics（旭上）和Trident Microsystem从显卡市场败退。最后S3被VIA并购；Trident则是将显卡部门售予SiS，转往DVD/HDTV/Video视讯处理芯片方面发展。 Larrabee在的GDC2009大会上，Intel向世人展示了其Larrabee图形架构的更多细节。Larrabee的目的就是要挑战Nvidia和AMD的独立显卡设计理念。 根据Intel的介绍，Larrabee(显卡技术larrabee )将不使用Nvidia/AMD传统意义上的渲染器设计，相反，他们的设计思路是将多个基于通用处理器--奔腾设计的核心整合到一个芯片内部，每个芯片可以支持4线程并行。不过，用于Larrabee的奔腾核心除了过去的标量计算单元之外，还增加了矢量计算单元。该单元支持512bit SIMD操作，正好满足Larrabee中使用的LRBni（Larrabee新指令集）的需要。 集成的各个芯片之间将采用ring-bus-style总线接口技术与系统内存和其它核心的二级缓存交流数据。 虽然以今日的标准来看，奔腾核心执行速度稍慢，但当多块奔腾核心集成在一起时，工作效率和能耗方面则可以得到很大的提高。而且，由于这些核心支持传统的x86指令集，因此在适用性上会比传统的显卡核心更有优势。Intel还宣称，他们将首先推出基于Larrabee技术的独立显卡。 Intel在2009年推出代号“Larrabee”的独立显卡产品，拥有24或32个核心，2010年进一步增至48个。据分析，2009年出炉的第一代Larrabee产品将采用45nm（45纳米）工艺，集成32个处理核心，搭配大容量缓存，同时也会衍生出只有24个核心的低端版本，主要是屏蔽其中8个核心而来；到2010年，Larrabee将升级到48个核心，并改用新的生产工艺——32nm(32纳米)。根据Intel首席构架师EdDavis的演示文稿，Larrebee隶属于Intel万亿次计算计划，基于可编程架构，主要面向高端通用目的计算平台，至少有16个核心，主频1.7-2.5GHz，功耗则在150W以上，支持JPEG纹理、物理加速、反锯齿、增强AI、光线追踪等特性。众所周知Larrabee与现有GPU构架不同，采用了类似于CPU的X86构架。因此，理论上Larrabee在并行处理方面将拥有不错的表现，并且Larrabee还将加入高清解码功能。这将大大提高高清解码性能的效率。 尽管Intel之前也展示过Larrabee的核心照片，但只是介绍了它源于P54C核心的第二代奔腾处理器，低端型号至少8个x86核心，高端可能会超过32个，在2GHz频率下理论最大浮点运算能力2TFlops。 发展前景2009年Intel投资1200万美元在德国的萨尔兰大学成立了视觉计算研究院(VCI)，英特尔表示，该中心“将探索先进的图形和视觉计算技术”。在开幕式上展示了关于Intel的独立显卡Larrabee的最新消息，此前关于该产品的消息已经沉寂很长时间了。 据猜测Larrabee将是该研究中心的头等大事。因为在研究中心的开幕式上，Intel CTO Justin Rattner就展示了一张Larrabee内核的照片，还展示了基于Larrabee的其它两个重点研究项目：光线追踪和3D立体交互界面。视觉计算研究所的主要任务是开发新的软件设计以及构架，视觉计算的算法以及并行计算解决方案等等。 技术趋势2008年6月13日消息，据媒体报道，AMD宣布，将联合英特尔旗下Havok公司开发显卡物理技术。在物理技术方面，英特尔收购了Havok，NVIDIA买下了Ageia。如今，AMD最终选择了英特尔旗下的Havok。AMD称，Havok Physics在整个系列的AMD处理器上都表现非常出色，包括最新的Phenom X4。作为合作的一部分，Havok和AMD计划在AMD x86处理器上针对Havok技术进行全面优化。另外，双方今后还将考虑让ATI Radeon显示核心承担部分物理模拟效果。由此可见，在物理技术发展方面，AMD和英特尔的观点基本相同，即主要依靠处理器来实现。而没有自主处理器业务的NVIDIA自然选择由显卡承担。 英特尔未来视觉计算的部分细节。基辛格在接受CNET科技资讯网采访时指出，视觉计算是一场革命，它将颠覆持续了几十年的显卡产业；英特尔的视觉计算将带来可编程、高清晰度的逼真渲染，创建和消费内容。过去的多边形渲染已经不够了，下一代是可编程、通用的架构，这样的逼真度非常高，用起来感觉也是非常逼真的，这就是下一代的视觉计算能力。英特尔认为，需要有非常逼真的3D渲染，需要有逼真的计算、需要音频时时转码、需要计算、建模，取得分析建模，使得未来可视化工作负载更简化，而且我们的架构是无处不在也是可编程的。 |
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