Інтегрований графічний процесор. СПК

Матеріал з Вікі ЦДПУ
Перейти до: навігація, пошук
Довідник Список використаних джерел Список учасників НОП

Інтегрований графічний процесор (IGP, скр. от Integrated Graphics Processor) — графічний процесор (GPU), інтегрований в материнську плату комп'ютера.

Синоніми: інтегрована графіка (Integrated Graphics[1]); інтегрований графічний контролер; вбудований в чипсет відеоадаптер; вбудований (інтегрований) графічний контролер; вбудований (інтегрований) графічний чип (Integrated graphics chip); графічний чип, інтегрований в чипсет.[2]

Вбудована графіка дозволяє побудувати комп'ютер без окремих плат відеоадаптерів, що зменшує вартість і енергоспоивання систем. Дане рішення зазвичай використовується в ноутбуках и настільних комп'ютерах нижньої цінової категорії, а також для бізнес-комп'ютерів, для яких непотрібен високий рівень продуктивності графичної підсистеми. 90 % всіх персональних комп'ютерів, що продаються в Північній Америці, мають вбудовану графічну плату[3]. В якості відеопам'яті дані графічної системи використовують оперативну пам'ять комп'ютера, що призводить до обмежень продуктивності, так як і центральний і графічний процесори для доступу до пам'яти використовують одну шину.[4]

Види

Як і окремі плати, інтегровані відеоадаптери розділяються на три основних види, в залежності від способу сполучення відеоядра і відеопам'яті:

  • Графіка з роздільною пам'яттю (Shared graphics, Shared Memory Architecture). Відеопам'ять в вигляді спеціалізованих комірок як така відсутня; замість цьго під потреби відеоадаптера динамічно виділяється область основної оперативної пам'яті комп'ютера. Такий спосіб адресацфї пам'яти майже винятково використовують так звані «інтегрировані відеокарти» (тобто виконані не в вигляді окремої мікросхеми, а частини одного великого чипа — GMCH (від Chipset Graphics and Memory Controller Hub[1]), одного з варіантів північного моста). Переваги даного рішення — низька ціна і мале энергоспоживання. Недоліки — невисока продуктивність в 3D-графіці і негативний вплив на пропускну здатність пам'яті. Найбільшим виробником інтегрованої графіки є Intel, чиї відеорішення на сьогоднішній момент виключно інтегровані; також такий вид графіки виробляють AMD-ATI (Radeon, IGP), в значно менших обсягах SiS та NVidia.
  • Дискретна графіка (Dedicated graphics). На системній платі чи (рідше) на окремому модулі розпаяні відеочип і один чи кілька модулів відеопам'яті. Тільки дискретна графіка забезпечує найвищу продуктивність в тривимірній графіці. Недоліки: вища ціна (для високопродуктивних процесорів — дуже висока) і більше енергоспоживання. Основними виробниками дискретних відеоадаптерів, як і на ринку стаціонарних відеокарт, являються AMD-ATI і NVidia, що пропонують найширший спектр рішень.
    • MXM (Mobile PCI Express Module — Мобільний модуль на шині PCI Express) — стандарт інтерфейсу для графічних процесорів (Графічні модулі стандарта MXM) в ноутбуках, в яких використовується шина PCI Express; розроблений компанією Nvidia і кількома виробниками мобильних комп'ютерів. Ціль полягала в створенні загальнопромислового стандарту для роз'єму для легкої заміни графичного процесора в мобільному комп'ютері, без необхідності купівлі нової системи повністю чи звернення до спеціалізованого сервисного центру виробника.
  • Гібридна дискретна графіка (Hybrid graphics). Як випливає з назви — комбінацІя вищеназваних способів, що стала можливою з появою шини PCI Express. Наявний неневеликий об'єм фізично розпаяної на платі відеопам'яті, який може віртуально розширюватися за рахунок використання основної оперативної пам'яті. Компромісне рішенння, з різним ступенем успіху намагається нівелювати недоліки двох вищеназваних видів, але не усуває їх повністю.

Відеоядра, що використовуються для інтегрованих відеокарт

Виробник
відеочипа
Назва/модель Тільки для інтегрованого відео? Період виробництва Примітки
ATI ATI Xpress 200 Так ATi Radeon
Intel i740 Ні 1998 Кодова назва — Auburn
DirectX 5.0 OpenGL 1.1
Intel i752
i754
Ні 1999 Кодова назва — Portola
DirectX 6.0 (апаратно)/9.0 (програмно) OpenGL 1.2
Intel Intel Graphics Technology Так Квітень 1999 - Чипсети Intel 810/E/E2 Кодова назва — Whitney
2000 - Чипсети Intel 815G/EG Кодова назва — Solano
Intel Intel Extreme Graphics Так 2002 - Чипсети Intel 845G/845GL/845GV для настільних комп'ютерів. Кодова назва — Brookdale
2001 - Чипсети Intel 830M/830MG для мобильних комп'ютерів. Кодова назва — Almador
Intel Intel Extreme Graphics 2[5] Так 2003 - Чипсети Intel 865G/865GV для настільних комп'ютерів. Кодова назва — Springdale
2003 - Чипсети Intel 852GM/852GME/852GMV/854/855GM/855GME для мобільних комп'ютерів. Кодова назва — Montara
Intel Graphics Media Accelerator
В деяких джерелах вважається Intel Extreme Graphics 3; також GMA 900 умовно починається як третє покоління Intel Graphics Media Accelerator, GMA X3000 — четвере і т.д.
Так До 2010
GMA 900 вийшов з підтримкою з боку чипсетів Intel 910G, 915G и 915Gx
GMA 950 був представлений Intel як «Gen 3.5 Integrated Graphics Engine» і підтримувався чипсетами Intel 940GML, 945G, 945GU і 945GT (Intel 945G, 945GC, 945GZ, 945GSE). Ядро GMA 950 не має апаратного блоку трансформації і освітлення (T&L), і підтримка цих функцій реалізована програмно. Особливість реалізації підтримки DirectX 9 і Shader Model 3.0 заключаються в тому, що вершинні шейдери також виконуються програмно.
GMA 3000[6] вийшов з підтримкою з боку чипсетів Intel 946GZ, Q965 і Q963[7][8]. Не дивлячись на подібність назви з прискорювачами новішої серії X3000, в GMA 3000 використовується старе ядро GMA 950. Апаратна підтримка DirectX 9 і Shader Model 3.0 реалізована не повністю і вершинні шейдери виконуються програмно. Крім цього, апаратне прискорення відео — таке як апаратні IDCT обчислення, ProcAmp (відео потік з незалежною корекцією кольору), VC-1 декодування — не реализовані апаратно. Тільки в чипсетах Q965 GMA 3000 є підтримка двох незалежних дисплеїв. Частота ядра складає 400 МГц (швидкість заповнення 1,6 гигапікселів/с), але за документацією проходить як 667 МГц ядро. Контролер пам'яті може адресувати максимально 256 МБ пам'яти. DVO контролери отримали частоту збільшену до 270 мегапикселів/с.
GMA 3100 вийшов з підтримкою з боку чипсетів Intel G31, G33 і Q35. Підтримує DX10. Це ядро схоже на GMA 3000, в тому числі відсутністю апаратного прискорення вершинних шейдерів. RAMDAC понижений в частоті до 350 МГц, а DVO-порти були знижені до 225 мегапикселів/с. Для процесорів Atom D510 і D410 буде використовуватися модифікована версія 3D-прискорювача з назвою 3150. Даний чип слабіший, ніж GMA X3100, і архітектурно ближчий до GMA 950.
GMA X4500 (GMA X4500 і GMA X4500HD) для декстопів[9] (16 липня 2008 року оглошено про підтримку лептопів у версії Intel Graphics Media Accelerator 4500MHD) оголошені в червні 2008 року[10] і являє собою вбудоване в чипсет Intel G43 (GMA X4500)[11] і G45 (GMA X4500HD)

GMA X4500 також використовується в чипсеті G41[12], який був представлений у вересні 2009 року[13].

GMA 4500 випуск якого почався наприкінці 2008 чи на початку 2009 року[14] використовувався до заміни на відеоядра, що прийшли на ринок з випуском чипсетів Q43 і Q45[15].

Це рішенння відеоподсистеми 5-го поколення дає можливість використовувати всі можливості графичного інтерфейсу Microsoft Windows Aero, забезпечує відтворення відео в форматі HD з повним апаратним декодуванням AVC/VC1/MPEG2 (тільки GMA X4500HD) і повну апаратну підтримку дисководів Blu-ray. Розширеная підтримка HDTV з інтегрованими портами HDMI і DisplayPort, що підтримують роздільну здатність до 1080p.

Основною різницею між GMA X4500 і GMA X4500HD є те, що GMA X4500HD здатний при відтворенні фільмів з Blu-ray декодувати «повний» відеопотік в 1080 рядків[16]

Intel Intel HD Graphics Так З 2010 року
В січні 2010 року було випущено перші процесори з Intel HD Graphics: настільні Clarkdale і мобільні Arrandale. Вони поєднували в собі два кристала: процесор, виготовлений по 32 нм технологічному процесу, і чипсетна частина, що включає в себе графічний процесор, виготовленная по 45 нм технологічному процесу.[17][18]
Процесори Sandy Bridge були представлені в січні 2011 року. Вони виготавливались по 32-нм техпроцесу і містили в собі процесор і чипсетну частину, в тому числі графичний процесор першого покоління HD Graphics, на одному кристалі:
  • HD Graphics 2000 (6 виконавчих пристроїв)
  • HD Graphics 3000 (12 виконавчих пристроїв) та HD Graphics P3000
Процессоры микроархитектуры Ivy Bridge были выпущены, с 24 апреля 2012 года, уже с третьим поколением HD Graphics:[19]
  • HD Graphics 2500 (6 исполнительных устройств)
  • HD Graphics 4000 (16 исполнительных устройств)
Процесори Haswell, 4 моделі, анонсовані 12 вересня 2012 року:
  • GT1 (як HD2xxx)
  • GT2 (Intel HD Graphics 4xxx series)
  • GT3 (Intel HD Graphics 5xxx series)
  • GT3e (як і попередній, але з додатковим більшим вбудованим кешем для підвищення продуктивності при обмеженій пропускній здатності)
Nvidia GeForce 6100 Ні До 2006
S3 ProSavage Так Для материнских плат з чипсетами від VIA
SiS Mirage 1 Ні DirectX 7
VIA UniCrome Pro[20] Так 2004-2008 (?) DirectX 7
VIA DeltaChrome Так 2004-2008 (?) DirectX 9

Примітки

  1. 1,0 1,1 http://www.intel.com/support/glossary.htm Glossary of terms
  2. Вбудовані графічні чипи зникнуть до 2012 року… // netler.ru, березень 2009
  3. http://www.anandtech.com/cpuchipsets/showdoc.aspx?i=2948&p=1 Intel G965: microATX Performance Update: AnandTech
  4. Дискретний та інтегрирований відеоадаптер — в чому переваги і недоліки кожного?
  5. Intel Extreme Graphics 3 змінює назву
  6. http://developer.intel.com/design/chipsets/applnots/313343.htm Intel's Next Generation Integrated Graphics Architecture — Intel Graphics Media Accelerator X3000 and 3000 White Paper
  7. http://www.intel.com/products/chipsets/946PL_946GZ/prodbrief.pdf Product brief: The Intel 946GZ Express Chipset
  8. http://www.intel.com/products/chipsets/gma3000/gma3000.pdf Intel’s Next Generation Integrated Graphics Architecture – Intel Graphics Media Accelerator X3000 and 3000
  9. http://www.intel.com/products/desktop/chipsets/g45/g45-overview.htm Intel G45 Express Chipset — Overview
  10. http://www.reghardware.co.uk/2008/06/04/intel_launches_g45_g43_chipsets/ Intel touts G45 chipset's full Blu-ray support|Register Hardware
  11. http://www.intel.com/products/desktop/chipsets/g43/g43-overview.htm Intel G43 Express Chipset — Overview
  12. http://softwarecommunity.intel.com/articles/eng/1488.htm Quick Reference Guide to Intel Integrated Graphics
  13. http://www.fudzilla.com/index.php?option=com_content&task=view&id=8323&Itemid=34 Intel G41 aims for Q4 2008
  14. http://www.reghardware.co.uk/2008/03/07/intel_talks_up_gma_x4500_hd/ Intel talks up 'Eaglelake' DX10 chipset GPU tech | Register Hardware
  15. http://www.intel.com/products/desktop/chipsets/q43/q43-overview.htm Intel Q43 Express Chipset — Overview
  16. http://www.anandtech.com/show/2541 Intel Launches Low-Power 65nm 4 Series Chipsets for the Desktop
  17. Офіційна інформація про 32 нм процесори Clarkdale
  18. Clarkdale, Core i3, Core i5, H55, Intel GMA HD та інші…
  19. Intel’s Official Ivy Bridge CPU Announcement Finally Live — Softpedia
  20. Roundup of 7 Contemporary Integrated Graphics Chipsets for Socket 478 and Socket A Platforms. Page 7