英特爾核心顯卡發(fā)展之路

很多消費(fèi)者都認(rèn)為集成在主板芯片組中的圖形芯片是一個(gè)根本用不到的功能（大多數(shù)用戶會(huì)單獨(dú)購買獨(dú)立顯卡），為此而買單很不劃算。在英特爾推出了劃時(shí)代的酷睿處理器之后，這種思路終于被扭轉(zhuǎn)了，由買主板額外“購買”顯卡變成了買CPU贈(zèng)GPU。接下來，我們就帶您一起來回顧英特爾核芯顯卡的發(fā)展歷程。英特爾公司從什么時(shí)候開始涉足圖形芯片領(lǐng)域？英特爾第一顆圖形芯片的型號(hào)是什么？能回答出這兩個(gè)問題答案的人絕對是資深的硬件愛好者了。

英特爾公司從什么時(shí)候開始涉足圖形芯片領(lǐng)域？英特爾第一顆圖形芯片的型號(hào)是什么？能回答出這兩個(gè)問題答案的人絕對是資深的硬件愛好者了。答案是1998年，第一顆圖形芯片的型號(hào)為i740。從1999年的Intel 810芯片組（配合Socket 370結(jié)構(gòu)的Pentium Ⅲ處理器）開始，英特爾就嘗試將圖形芯片集成到主板芯片組的MCH芯片中，這種設(shè)計(jì)思路一直延續(xù)到酷睿處理器問世之前。起初，很多消費(fèi)者都認(rèn)為集成在主板芯片組中的圖形芯片是一個(gè)根本用不到的功能（大多數(shù)用戶會(huì)單獨(dú)購買獨(dú)立顯卡），為此而買單很不劃算。在英特爾推出了劃時(shí)代的酷睿處理器之后，這種思路終于被扭轉(zhuǎn)了，由買主板額外“購買”顯卡變成了買CPU贈(zèng)GPU。接下來，我們就帶您一起來回顧英特爾核芯顯卡的發(fā)展歷程。英特爾公司從什么時(shí)候開始涉足圖形芯片領(lǐng)域？英特爾第一顆圖形芯片的型號(hào)是什么？能回答出這兩個(gè)問題答案的人絕對是資深的硬件愛好者了。

嘗試性的第一步：Intel HD Graphics

CPU架構(gòu)：Clarkdale

誕生時(shí)間：2010年（圖1）

2006年，AMD收購ATI后，最早提出了CPU與GPU融合的概念，不過使之成為現(xiàn)實(shí)的卻是Intel。2010，Intel帶來了32nm制程。同時(shí)嘗試了將GPU首次放進(jìn)入CPU封裝內(nèi)部。完成這個(gè)成就的CPU，就是Core i5、i3系列，而當(dāng)時(shí)時(shí)代同步的i7-800/900系列依然走單一CPU的路線?？梢?，第一代的內(nèi)置顯卡，屬于一個(gè)初探摸索段。為了區(qū)分帶核顯與不帶核顯的CPU，Intel將帶核顯的Core CPU架構(gòu)代號(hào)統(tǒng)一為Clarkdale系列，并且，這一代CPU只有雙核的規(guī)格，包括i5-600系列以及i3-500系列。

雖然處理器部分由32nm制程制作，但是GPU部分依然是上一代的45nm Die。它們共同封裝在一塊PCB上組成，兩顆芯片使用QPI總線相連，這種節(jié)省成本的“膠水”封裝在當(dāng)年的第一代核顯中曾經(jīng)出現(xiàn)。

這一代CPU的核顯，官方名字是Intel HD Graphics，直到現(xiàn)在的酷睿處理器依然適用HD Graphics這個(gè)名字。規(guī)格方面，HD Graphics對比上一代G45芯片組集成顯卡X4500 HD：EU增加兩個(gè)到12個(gè)，核心頻率最高可達(dá)900MHz。值得一提的是，這一代桌面版并不支持頻率動(dòng)態(tài)調(diào)整，只有移動(dòng)版CPU的內(nèi)置顯卡支持Turbo Boost動(dòng)態(tài)調(diào)整頻率。性能方面，由于是初代產(chǎn)品，Intel給與的態(tài)度是試驗(yàn)，所以性能就顯得乏善可陳了。在當(dāng)時(shí)主流游戲的測試中，性能比當(dāng)時(shí)AMD的集成顯卡還要差，更不要說當(dāng)時(shí)還有市場的低端獨(dú)顯了。不過誰曾想到這就是低端獨(dú)顯敲響了喪鐘的開始。（圖4） 圖注：鷹擊長空（1024×768，低畫質(zhì)）

真正融合的一代：Intel HD Graphics 2000/3000

CPU架構(gòu)：Sandy Bridge

誕生時(shí)間：2011年

有了第一代核顯的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，第二代核顯的進(jìn)化顯得水到渠成。2011年，第二代酷睿處理器誕生，基于Sandy Bridge的代號(hào)，Tock的架構(gòu)進(jìn)化，是Intel酷睿智能處理器歷史上的一次最大性能升級(jí)。直到現(xiàn)在，堅(jiān)挺的高端Sandy Bridge處理器價(jià)格，說明了二代酷睿的深遠(yuǎn)影響。

大一統(tǒng)，成為了當(dāng)時(shí)Sandy Bridge的最大特征。從CPU的DIE圖片可知，CPU、GPU、內(nèi)存控制器、PCI-E控制器全部整合到一個(gè)核心里面，同時(shí)三級(jí)緩存改用了環(huán)形總線設(shè)計(jì)，并且可共享三級(jí)緩存，核心顯卡因此收益，也較大幅度提升了圖形的渲染效率。

回過來繼續(xù)說核心顯卡，對比初代，由于整合化，GPU制程和CPU部分一樣為32nm。Intel根據(jù)EU單元的數(shù)目把核芯顯卡劃分成HD Graphics 2000和HD Graphics 3000兩種，前者只有一組6個(gè)EU單元，而后者則有兩組12個(gè)EU單元。只有K后綴的高端CPU才配備更強(qiáng)的HD Graphics 3000核芯顯卡，而其余的第二代Core i3/i5/i7全部是搭配HD Graphics 2000。這種區(qū)別對待，也引起了一些低端整合平臺(tái)玩家的不滿。直到六代酷睿的推出，Intel才一統(tǒng)桌面CPU核心顯卡的規(guī)格。（其他領(lǐng)域上頂級(jí)的核顯依然放在高端的CPU中）

性能方面，二代酷睿核顯的性能有著明顯的進(jìn)步。在當(dāng)時(shí)的游戲?qū)崪y中，HD 3000領(lǐng)先上一代達(dá)到一倍，并且打敗了當(dāng)時(shí)的低端獨(dú)顯HD 5450。開始改變了內(nèi)置顯卡“花瓶”的角色，變成了“可玩”的角色。

錦上添花的一代：Intel HD Graphics 2500/4000

CPU架構(gòu)：Ivy Bridge

誕生時(shí)間：2012年（圖8）

有了第二代酷睿核顯架構(gòu)革命性的改變，第三代酷睿核顯，也隨Tick的步伐進(jìn)行了制程的進(jìn)化與規(guī)格的優(yōu)化。與SNB一樣，第三代酷睿核顯分為兩種，分別是有16個(gè)EU單元的HD 4000和6個(gè)EU單元的的HD 2500，“K”系列處理器用的是HD 4000而其他處理器用的是HD 2500，最高頻率與SNB時(shí)代一樣是1350MHz。

性能方面，在當(dāng)時(shí)主流的游戲測試中，對比二代又有將近一倍的提升。與AMD當(dāng)時(shí)的融合GPU比較，依然落后它們最強(qiáng)產(chǎn)品HD6550D，而與當(dāng)時(shí)獨(dú)顯對比，三代核心顯卡領(lǐng)先GT520，但落后當(dāng)時(shí)的599元級(jí)別的GT430、HD6570，這也為Intel后期推出最強(qiáng)核心顯卡埋下伏筆。）最強(qiáng)核顯代表作：Intel Iris/Iris Pro

CPU架構(gòu)：Haswell

誕生時(shí)間：2013年

在Ivy Bridge開始，人們開始感受到無競爭壓力下的Intel有點(diǎn)“不務(wù)正業(yè)”。在經(jīng)常被玩家忽略的核心顯卡部分默默地鬧革命。四代酷睿的核顯，是Intel酷睿時(shí)代內(nèi)置顯卡最大的變革。首先，這一代開始Intel的核顯開始了模塊化設(shè)計(jì)，也就是說，Intel預(yù)先設(shè)計(jì)好GPU的圖式，然后根據(jù)GPU的定位來進(jìn)行“填空”：在兩級(jí)EU團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，每級(jí)10個(gè)EU單元的設(shè)計(jì)之中加入EU單元。

于是，四代酷睿核顯進(jìn)行了細(xì)分定位。分別為GT1（賽揚(yáng)低端U的核心顯卡）、GT2（HD 4600/4400/4200，工作站方面為P4700/P4600）和GT3（HD 5000/5100）。這其中在GT3又包含了GT3e（HD 5200）一個(gè)高階版本。

GT3代表這一代最強(qiáng)的核顯性能，它有一個(gè)全新的名字：Iris 銳炬，它就是Intel迎擊獨(dú)顯黨的質(zhì)疑而生。40個(gè)EU單元，相比GT2多出了整整一倍，同時(shí)帶嵌入式eDRAM的GT3e，核顯集成了128MB eDRAM，位寬512bit，帶寬可達(dá)64GB/s，這個(gè)嵌入式eDRAM是作為L4緩存存在的，可以同時(shí)提升CPU和GPU性能。

不過，內(nèi)置GT3核心顯卡的CPU大多數(shù)是筆記本CPU，僅有在嵌入式OEM市場的R后綴桌面CPU（4670R、4770R）才內(nèi)置了最強(qiáng)GT3e版本的核心顯卡。所以，我們DIY玩家接觸的，都是GT2版本，略感可惜。至于GT3的Iris 銳炬方面，部分游戲性能（i7-4760HQ）超越了當(dāng)時(shí)的AMD最強(qiáng)APU A10-7850K，同時(shí)接近當(dāng)時(shí)的主流獨(dú)顯GT730，也就是說，GT3e系列的核心顯卡，已經(jīng)成為Intel展示自家最強(qiáng)核顯的代表。但是，由于Iris無法讓DIY市場收益，Intel得做得更多。（圖14）圖注：英雄聯(lián)盟（1920×1080，高畫質(zhì)）

沉默且尷尬的一代：Intel Iris Pro 6200

CPU架構(gòu)：Broadwell

誕生時(shí)間：2015年

從期待到等待，再從等待到低調(diào)上市，核心代號(hào)為Broadwell的五代酷睿桌面版可以說得上是Intel史上最具爭議性的CPU之一?？赡艹鲇谘a(bǔ)償心理的考慮吧，在這一代中，也是唯一一代加入了Iris核顯的CPU。這一代的核顯：Iris Pro 6200，完整支持DX12，擁有48個(gè)EU單元，并且自帶128MB eDRAM緩存。

Iris Pro 6200配合i7級(jí)別的CPU性能，總體游戲性能大幅度超越了當(dāng)時(shí)的AMD APU，同時(shí)戰(zhàn)勝了GT 730獨(dú)顯，接近GT 740。這個(gè)表現(xiàn)，已經(jīng)讓人十分驚喜，只可惜，尷尬的定位，高昂的定價(jià)，一U難求的供貨量，最后不至于威脅到六代Skylake的上位，五代核顯很強(qiáng)，但也很低調(diào)。）

重新定義的一代：Intel HD Graphics 500系

CPU架構(gòu)：Skylake

誕生時(shí)間：2015年（圖18）

結(jié)束了短暫的歪路后，第六代酷睿處理器回歸全系列家族的布局。同時(shí)，第六代酷睿的核顯，也進(jìn)行了大刀闊斧的改革。首先從這一代開始，Intel的新核顯的命名方式發(fā)生改變，后綴型號(hào)由四位數(shù)縮減為三位數(shù)。其次，EU單元的上限上升到72個(gè)！相比上一代最高48個(gè)，核顯規(guī)格進(jìn)一步提升。加上支持DDR4，高頻率的特性也讓核心顯卡受惠。由于最大EU單元達(dá)到了72個(gè)，所以六代酷睿時(shí)代的核心顯卡細(xì)分成GT1、GT1.5、GT2、GT3、GT4。

讓我們直接來關(guān)注最高端的GT4，內(nèi)置高達(dá)72個(gè)EU單元，型號(hào)為Iris Pro 580，好消息是按照Intel計(jì)劃GT4級(jí)別的顯卡會(huì)在桌面平臺(tái)出現(xiàn)，并內(nèi)置128MB eDRAM L4，規(guī)格十分強(qiáng)悍！但壞消息就是這類CPU也就是帶R后綴的只在OEM市場出現(xiàn)，并且是嵌入式產(chǎn)品，也就是說，DIY免談。這一代開始，主流桌面酷睿處理器的核心顯卡變成了大一統(tǒng)，也就是說i3-6100的核心顯卡與i7-6700K是一致的，都是HD530！改變了以往i7的核顯高于i3高于奔騰的狀況。

性能方面，HD 530的性能超越了上一代主流產(chǎn)品HD 4600，并且隨著DDR4的規(guī)格而提升。可惜的是，由于定位關(guān)系，它的性能依然低于Iris系列以及AMD的A10，甚至比不上GeForce GT 730。

六年的發(fā)展，我們經(jīng)歷了從買CPU送GPU到買GPU送CPU的轉(zhuǎn)變。在這段過程中，Intel也做出了不少努力，來提升被DIY玩家不齒的內(nèi)置GPU性能。并且，低端獨(dú)顯被淘汰，也有核心顯卡的功勞。隨著新思維的變化，Intel的努力逐漸得到了收獲的果實(shí)。輕薄PC、平板的盛行，也讓這類高度整合GPU的CPU如魚得水。尤其是Iris顯卡與NUC平臺(tái)的整合，成為了PC界的一大亮點(diǎn)。遙望未來，核心顯卡的地位越來越高，并且與主打游戲體驗(yàn)高性能顯卡一起組成了完整的顯卡陣線。（圖20）

表揚(yáng)歸表揚(yáng)，該批評的還是要吐槽一下，桌面版的“高端的CPU就該配頂級(jí)的核顯”的做法，使得核顯的價(jià)值一直體現(xiàn)不出，例如i7-5775C的Iris Pro 6200核顯性能已經(jīng)能超越入門獨(dú)顯，但偏偏安身在i7上，價(jià)格高昂而且受眾群體少，好核顯但沒有被推廣，除非是核顯高玩否則一般都會(huì)碰。相反i3-6100在沒發(fā)布之前就確定配上和同代i7相同的核顯HD 530，相比前幾代i3核顯一直都是縮水示人的例子，一時(shí)之間Intel被贊良心，市場也更認(rèn)可這種給i3增強(qiáng)核顯的做法。