Intel HD Graphics

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HD Graphics wird von Intel als Überbegriff für eine Reihe der in die CPU integrierten Grafikprozessoren verwendet. Damit ist HD Graphics der Nachfolger der Intel GMA, die in Chipsätze integriert wurde. Während die Grafikeinheiten der Core-i-Serie durch verschiedene Modellnummern unterschieden wird, werden bei Pentium- und Celeron-Modellen nur "HD Graphics" als Namen verwendet.

Modelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

CPU Core-i5-2500 mit eingebauter GPU HD 2000

Mit jeder Prozessorgeneration wird eine neue Grafikgeneration in den Prozessor integriert.

Westmere[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1. Core-Generation mit 5. Grafikgeneration: Im Januar 2010, Clarkdale und Arrandale-Prozessoren mit Ironlake-Grafik wurden vorgestellt, und vermarktet als Celeron, Pentium, oder Core mit HD-Grafik:[1]

  • HD Graphics mit 12 Shader-Einheiten, bis zu 43.2 GFLOPS bei 900 MHz

Sandy Bridge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

2. Core-Generation mit 6. Grafikgeneration: Im Januar 2011 wurden die Sandy-Bridge-Prozessoren vorgestellt mit der "2. Generation" HD Graphics:

  • HD Graphics mit 6 Shader-Einheiten (für Celeron- und Pentium-CPUs)
  • HD Graphics 2000 mit 6 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen (für i3-CPUs und höher), bis zu 64.8 GFLOPS bei 1.35 GHz
  • HD Graphics 3000 mit 12 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen (für i3-CPUs und höher), bis zu 129.6 GFLOPS bei 1.35 GHz

Mit Sandy Bridge integrierte Intel erstmals die GPU mit der CPU auf dem gleichen Halbleiter-Chip. Die GPU unterstützt DirectX 10.1 und kann ihre Taktrate je nach Auslastung dynamisch anpassen ("Turbotakt"). Im Vollausbau wurde die integrierte GPU unter der Bezeichnung HD3000 verkauft und hatte dabei 12 Shader-Einheiten. Mit nur 6 aktiven Shader-Einheiten wurde die integrierte GPU als HD2000 bezeichnet. Zusätzlich variiert die Taktrate der integrierten GPU je nach Prozessormodell, womit sich die Leistung der GPU verändert, dies ändert jedoch die Bezeichnung der integrierten GPU nicht.

Wurden weitere Funktionen der integrierten GPU deaktiviert, so wurde die integrierte GPU nur noch als HD Graphics ohne jegliche Modellnummer deklariert, auf diese Weise abgespeckte GPU befindet sich in Pentium- und Celeron-Modellen. Zu den deaktivierten Funktionen zählen Intels Quick Sync, das für schnelles Encodieren von Videos mit bestimmten Codecs eingesetzt werden kann. Auch die Decodierfunktionen wurden eingeschränkt, so dass die Clear Video HD- und InTru-3D-Technologie nicht zur Verfügung stehen.

Ivy Bridge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

3. Core-Generation mit 7. Grafikgeneration: Am 24. April 2012 wurde die Serie Ivy Bridge vorgestellt mit der "3. Generation" von Intel HD graphics:[2]

  • HD Graphics mit 6 Shader-Einheiten (für Celeron- und Pentium-CPUs)
  • HD Graphics 2500 mit 6 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen (für i3-CPUs und höher), bis zu 110.4 GFLOPS bei 1.15 GHz
  • HD Graphics 4000 mit 16 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen (für i3-CPUs und höher), bis zu 332.8 GFLOPS bei 1.3 GHz

Mit Ivy-Bridge führte Intel erstmals eine integrierte GPU ein, die neben DirectX 11 auch OpenCL und mit den neusten Treibern auch OpenGL 4.0[3] unterstützt. Im Vollausbau wird die integrierte GPU unter der Bezeichnung „HD4000“ verkauft und hat 16 Shader-Einheiten, die mit nur sechs aktiven Shader-Einheiten ausgestatteten Varianten tragen die Bezeichnung HD2500. In den leistungsstärksten Ivy-Bridge-CPUs, in denen die Taktrate der HD4000-GPU am höchsten ist, kann sie teilweise schneller sein als einige dedizierte mobile Grafikkarten, was aktuelle Benchmarks zeigen.[4] Wie alle Intel (System on a Chip)-Varianten kann auch die Intel HD 4000 direkt mit dem Cache des Hauptprozessors kommunizieren.

Für einige Low-Power-Mobile-CPUs ist das Video-Dekodieren limitiert, während keine Desktop-CPU diese Limitierung hat.

Haswell[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Intel Haswell i7-4771 CPU, mit integrierter HD Graphics 4600 (GT2)

4. Core-Generation mit 7,5. Grafikgeneration: Am 12. September 2012 wurde die Haswell-Architektur mit 4 unterschiedlichen integrierten GPU-Modellen vorgestellt:

  • HD Graphics GT1 mit 10 Shader-Einheiten, bis zu 184 GFLOPS bei 1.15 GHz
  • HD Graphics 4200, 4400, 4600, P4600, P4700 GT2 mit 20 Shader-Einheiten, bis zu 432 GFLOPS bei 1.35 GHz
  • HD Graphics 5000 GT3 mit 40 Shader-Einheiten und der doppelten Performance der HD4xxx-GPUs, in CPUs mit einer TDP von 15 W, bis zu 704 GFLOPS
  • Iris Graphics 5100: Entspricht der HD Graphics 5000 mit einem höherem Takt von 1,3 statt 1.1 GHz in CPUs mit einer TDP von 28 W, bis zu 832 GFLOPS
  • Iris Pro Graphics 5200 GT3e: Entspricht der HD Graphics 5000 mit zusätzlich 128 MB embedded DRAM (eDRAM) Cache

Mit Einführung der Intel-Haswell-Mikroarchitektur wurde die Intel HD Graphics weiter überarbeitet. Sie unterstützt nun DirectX 11.1 und verfügt in der maximalen Ausbaustufe (Modelle "HD5000" bis "Iris 6100") über 40 Shader-Einheiten. Die mit dem Zusatz "Iris Pro" bezeichneten GPUs verfügen zudem über einen eigenen Cache mit einer Größe von 128 MB, durch den sich die Performance nochmals deutlich erhöht und bei dem Modell Iris Pro 5200 nur noch rund 15 % hinter der Leistung mobiler Mittelklassegrafikchips wie der Geforce GT650M (in der Version mit DDR3-RAM) liegt[5]. Die kleineren Ausbaustufen mit 20 Shader-Einheiten tragen die Bezeichnungen "HD4200", "HD4400" sowie "HD4600". Auch der interne Videodecoder (genannt Multi Format Codec Engine (MFX)) wurde kräftig überarbeitet, so dass er nun sogar drei parallele 4K-Videos dekodieren kann.

Broadwell[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

5. Core-Generation mit 8. Grafikgeneration: Im November 2013 wurden Broadwell-K-Desktop-Prozessoren vorgestellt mit Iris Pro Grafik.[6] Weitere Einzelheiten siehe [7].

Die folgenden integrierten GPU-Modelle wurden vorgestellt für Broadwell Prozessoren:[8]

  • HD Graphics, GT1 mit 12 Shader-Einheiten, bis zu 163.2 GFLOPS bei 850 MHz
  • HD Graphics 5300, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 345.6 GFLOPS bei 900 MHz
  • HD Graphics 5500, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 364.8 GFLOPS bei 950 MHz
  • HD Graphics 5600, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 403.2 GFLOPS bei 1.05 GHz
  • HD Graphics 6000, GT3 mit 48 Shader-Einheiten, bis zu 768 GFLOPS bei 1 GHz
  • Iris Graphics 6100, GT3 mit 48 Shader-Einheiten, bis zu 844.8 GFLOPS bei 1.1 GHz
  • Iris Pro Graphics 6200, GT3e mit 48 Shader-Einheiten und bis zu 128 MB eDRAM, bis zu 883.2 GFLOPS bei 1.15 GHz

Die folgenden integrierten GPUs sind in Intel Xeon E3 v4 Prozessoren:

  • HD Graphics P5700, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 384 GFLOPS bei 1 GHz
  • Iris Pro Graphics P6300, GT3e mit 48 Shader-Einheiten und 128 MB eDRAM, bis zu 883.2 GFLOPS bei 1.15 GHz

Airmont[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Skylake[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

6. Core-Generation mit 9. Grafikgeneration: Die Skylake-Prozessor-Linie verabschiedet den VGA-Support, um Multimonitor-Setups mit bis zu 3 Monitoren via HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 oder Embedded DisplayPort (eDP) 1.3 zu ermöglichen.[9][10] Der Support für Windows 7 wurde von Microsoft bis auf das Jahr 2020 erweitert [11]. Die folgenden integrierten GPUs sind für die Skylake-Prozessoren verfügbar:[12][13]

  • HD Graphics 510, GT1 mit 12 Shader-Einheiten, bis zu 182.4 GFLOPS bei 950 MHz
  • HD Graphics 515, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 384 GFLOPS bei 1 GHz
  • HD Graphics 520, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 403.2 GFLOPS bei 1.05 GHz
  • HD Graphics 530, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 441.6 GFLOPS bei 1.15 GHz
  • Iris Graphics 540, GT3e mit 48 Shader-Einheiten und 64 MB eDRAM, bis zu 806.4 GFLOPS bei 1.05 GHz
  • Iris Graphics 550, GT3e mit 48 Shader-Einheiten und 64 MB eDRAM (entspricht der 540 mit erhöhtem Takt und höherer TDP), bis zu 844.8 GFLOPS bei 1.1 GHz
  • Iris Pro Graphics 580, GT4e 72 Shader-Einheiten und 64 oder 128 MB eDRAM, 1152 GFLOPS bei 1 GHz

Die folgenden integrierten GPUs sind in Intel Xeon E3 v5 Prozessoren:

  • HD Graphics P530, GT2 mit 24 Shader-Einheiten
  • Iris Pro Graphics P580, GT4e mit 72 Shader-Einheiten und 64 oder 128 MB eDRAM, 1152 GFLOPS bei 1 GHz

Kaby-Lake[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

7. Core-Generation mit 9.5-ten Grafikgeneration: Mit Kaby-Lake-CPUs lassen sich 4K-Videos in HEVC oder VP9 ohne nennenswerte CPU-Belastung abspielen. Das sorgt für leisere Lüfter und längere Laufzeiten beim Abspielen von Videos. Kaby-Lake-GPUs beherrschen zudem das Hardware-DRM PlayReady 3.0 SL3000, welches manche Anbieter wie Netflix für 4K-Streaming voraussetzen. [14] Dazu kommt die Unterstützung von Thunderbolt 3 [15].

  • HD Graphics 610, GT1 mit 12 Shader-Einheiten, bis zu 211.2 GFLOPS bei 1.10 GHz
  • HD Graphics 615, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 403.2 GFLOPS bei 1.05 GHz
  • HD Graphics 620, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 441.6 GFLOPS bei 1.15 GHz
  • HD Graphics 630, GT2 mit 24 Shader-Einheiten, bis zu 441.6 GFLOPS bei 1.15 GHz
  • Iris Plus Graphics 640, GT3e mit 48 Shader-Einheiten und 64 MB eDRAM, bis zu 844.8 GFLOPS bei 1.10 GHz
  • Iris Plus Graphics 650, GT3e mit 48 Shader-Einheiten und 64 MB eDRAM (entspricht der 640 mit erhöhtem Takt und höherer TDP), bis zu 883.2 GFLOPS bei 1.15 GHz

Die folgenden integrierten GPUs sind in Intel Xeon E3 v6 Prozessoren:

  • HD Graphics P630, GT2 mit 24 Shader-Einheiten

Nach Kaby Lake kommen nach dem jetzigen Intel-Plan Coffee Lake in 14nm++ und Cannon Lake als 10-nm-Shrink. Eine neue Architektur steht erst danach wieder auf Intels Roadmap: Ice Lake (10nm).

Tabelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Intel Architektur Pentium Modell Celeron Modell Grafik Generation Modelle Vulkan Version OpenGL Version DirectX Version HLSL Shader Modell OpenCL Version
Westmere (G/P)6000 und U5000 P4000 und U3000 5th[16] HD N/A 2.1 10.0 4.0 N/A
Sandy Bridge (B)900, (G)800 und (G)600 (B)800, (B)700, G500 und G400 6th[17] HD 3000 and 2000 [18] 3.1/3.3[19][20] 10.1 4.1 N/A
Ivy Bridge (G)2000 und A1018 G1600, 1000 und 900 7th[21] HD 4000 und 2500 1.0 4.0[22][23] (Linux Mesa 13: 3.3+) 11.0 5.0 1.2
Silvermont J2000, N3500 und A1020 J1000 und N2000 7th[24] HD Graphics (Bay Trail)[25] 4.0[19] (Linux Mesa 13: 3.3+) 11.0 5.0 1.2[26]
Haswell (G)3000 G1800 und 2000 7.5th[27] HD 5000, 4600, 4400 und 4200; Iris 5200 und 5100 4.3[28][29] (Linux Mesa 17: 4.2+) 11.1 5.0 1.2
Broadwell 3800 3700 und 3200 8th[30] Iris Pro 6200[31] and P6300, Iris 6100[32] and HD 6000,[33] P5700, 5600,[34] 5500,[35] 5300[36] and HD Graphics (Broadwell)[37] 4.4+ (Linux Mesa13: 4.5) 11.2 5.0 2.0
Airmont N3700 N3000, N3050, N3150 8th HD Graphics (Braswell),[38] based on Broadwell graphics 4.4+ (Linux Mesa 13: 4.5) 11.2 5.0 2.0
(J/N)3710 (J/N)3010, 3060, 3160 (rebranded)
HD Graphics 400, 405
Skylake (G)4000 3900 and 3800 9th HD 510, 515, 520, 530 and 535; Iris 540 and 550; Iris Pro 580 4.4+ (Linux Mesa 13: 4.5) [39] 12 5.1 2.0
Goldmont N.N. N.N. 9th HD Graphics 4.4+ 12 5.1 2.0
Kaby Lake (G)4560, (G)4600 and (G)4620 (G)3930 and (G)3950 9.5th[40] HD 610, 615, 620 and 630; Iris Plus 640 and 650 4.4+ 12 5.1 2.0 (2.1 SDK 2016R3)

Für Linux ist OpenGL 4.5 mit der aktuellen Version von Mesa 13.0 ab Broadwell verfügbar [41]. Für Windows ist mit einer der nächsten Versionen diese Unterstützung von Intel zu erwarten. Laut Khronos.org ist OpenCL 2.1 und 2.2 für 2.0-fähige Hardware schon nur mit Treiber-Updates möglich. [42] Hier wäre dies ab Broadwell.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. The Delayed Mobile Nehalems: Clarksfield, Arrandale, and the Calpella Platform. Brighthub.com. 22. Februar 2009. Abgerufen am 15. Januar 2014.
  2. Intel's Official Ivy Bridge CPU Announcement Finally Live.
  3. intel.com: Release Notes: Intel HD Graphics WHQL Driver for Windows 8, abgerufen am 14. Juli 2012.
  4. Notebookcheck.com: Intel HD Graphics 4000; s. Nvidia GeForce GT 330M.
  5. Notebookcheck.com: Intel Iris Pro Graphics 5200.
  6. First Details Regarding Intel "Broadwell-K" Microprocessors Emerge. X-bit labs. Abgerufen am 12. Januar 2014.
  7. https://www.heise.de/newsticker/meldung/Intels-Broadwell-Grafik-Schneller-und-effizienter-Angriff-auf-AMD-2390225.html
  8. Intel will announce Broadwell U 14nm cpu at CES 2014. chinese.vr-zone.com. Abgerufen am 12. Juni 2014.
  9. Ian Cutress: Skylake's iGPU: Intel Gen9 The Intel 6th Gen Skylake Review: Core i7-6700K and i5-6600K Tested. AnandTech. 5. August 2015. Abgerufen am 6. August 2015.
  10. Intel Publishes Initial Skylake Linux Graphics Support. 10. September 2014. Abgerufen am 16. September 2014.
  11. https://www.heise.de/newsticker/meldung/Microsoft-verlaengert-Windows-7-Support-fuer-Skylake-PCs-bis-2020-3293553.html
  12. Khronos Products: Conformant Products. 11. Juli 2015. Abgerufen am 8. August 2015.
  13. Ian Cutress: Intel's Generation 9 Graphics The Intel Skylake Mobile and Desktop Launch, with Architecture Analysis. AnandTech. 1. September 2015. Abgerufen am 2. September 2015.
  14. https://www.heise.de/newsticker/meldung/Kaby-Lake-Intel-bringt-siebte-Generation-der-Core-i-Prozessoren-3308002.html
  15. https://newsroom.intel.com/editorials/new-7th-gen-intel-core-processor-built-immersive-internet/
  16. IntelGraphicsDriver. X.org. Abgerufen am 18. Juni 2015.
  17. http://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/2nd-gen-core-desktop-vol-1-datasheet.pdf
  18. https://downloadmirror.intel.com/24971/eng/ReleaseNotes_GFX_15.28.24.4229.pdf
  19. a b Graphics Drivers — Supported Graphics APIs and Features. Intel.com. Abgerufen am 13. September 2015.
  20. Michael Larabel: OpenGL 3.3 / GLSL 3.30 Lands For Intel Sandy Bridge On Mesa. 20. September 2014.
  21. Desktop 3rd Gen Intel Core Processor Family: Datasheet, Vol. 1. Intel. Abgerufen am 18. Juni 2015.
  22. Release Notes Driver version: 15.33.22.64.3621 (PDF) 2. Juni 2014. Abgerufen am 21. Juli 2014.
  23. https://downloadmirror.intel.com/25977/eng/ReleaseNotes_153343.4425.pdf
  24. Intel Pentium Processor N3500-series, J2850, J2900, and Intel Celeron Processor N2900-series, N2800-series, J1800-series, J1900, J1750 - Datasheet. 1. November 2014. Abgerufen am 8. Februar 2016.
  25. Intel HD Graphics (Bay Trail). Abgerufen am 26. Januar 2016.
  26. http://downloadmirror.intel.com/24593/eng/ReleaseNotes_GFX_15.33.32.64.4061.pdf
  27. http://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/4th-gen-core-family-desktop-vol-1-datasheet.pdf
  28. Release Notes Driver version: 15.36.3.64.3907 (PDF) 7. September 2014. Abgerufen am 5. September 2014.
  29. https://downloadmirror.intel.com/26078/eng/ReleaseNotes_15.40.4463.pdf
  30. 5th Generation Intel Core Processor Family, Intel Core M Processor Family, Mobile Intel Pentium Processor Family, and Mobile Intel Celeron Processor Family Datasheet – Volume 1 of 2. S. 22. 1. Juni 2015. Abgerufen am 11. Februar 2016.
  31. Intel Iris Pro Graphics 6200. Abgerufen am 9. Februar 2016.
  32. Intel Iris Graphics 6100. Abgerufen am 9. Februar 2016.
  33. Intel HD Graphics 6000. Abgerufen am 9. Februar 2016.
  34. Intel HD Graphics 5600. Abgerufen am 9. Februar 2016.
  35. Intel HD Graphics 5500. Abgerufen am 9. Februar 2016.
  36. Intel HD Graphics 5300. Abgerufen am 9. Februar 2016.
  37. Intel HD Graphics (Broadwell). Abgerufen am 9. Februar 2016.
  38. Intel HD Graphics (Braswell). Abgerufen am 26. Januar 2016.
  39. Intel Skylake-S CPUs and 100-series Chipsets Detailed in Apparent Leak. In: NDTV Gadgets. 17. April 2015.
  40. Intel Is Already Publishing Open-Source "Kabylake" Graphics Driver Patches. In: Phoronix.com. 27. Oktober 2015.
  41. https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Intel-Mesa-Collab-GL45-Update
  42. https://www.khronos.org/opencl/