从集显到核显!Intel的显卡技术发展史

    泡泡网CPU频道9月5日 如果现在问你谁才是市占率最高的显卡厂商，你会怎么回答呢？是继成功推出HD4800后首度推出DX11显卡HD5800系列的AMD还是推出Fermi后又成功将GTX590推上显卡性能王者地位的Nvidia？其实都不是，答案是CPU巨头之一Intel。

    早在915芯片组时代，Intel就依靠主板整合显示芯片占据了图形芯片市场的大半壁江山，时至今日，Intel在图形芯片市场更是呼风唤雨——于去年推出首度集成HD Graphics GPU的Clarkdale处理器后进而在今年年初推出首度融合HD Graphics 2000/3000 GPU的Sandy Bridge处理器。Intel成功将GPU芯片整合到CPU内部后，借助CPU的市场占有率，最新的核显芯片也被装到了越来越多的电脑上。

Intel现在占据图形芯片市场份额的60.7%

    如果从长远来看，形势并非仅仅如此，随着融合处理器将在处理器市场占据越来越多的比重——起码目前Intel的新一代Sandy Bridge就全线采用了融合核显设计，未来的集显（确切说是CPU内置GPU）将占据越来越多的市场份额，而且随着CPU内置GPU性能的增强，将来的入门独显将很可能“被CPU内置GPU取代”，到那时CPU内置GPU将蚕食独显的市场，而传统图形芯片厂商或许真的只有卖高端独显了。

    板载集成显卡的历史由来已久，早在VIA的MVP4芯片组时期就有了，之后在1999年初Intel的810芯片组面世，从此Intel开始了漫漫的图形芯片之路。当时Intel 810芯片组内置的实际上是第一款真正的AGP2X显卡i740核心，这款核心发布于1998年2月，距离1997年7月Intel成功收购Chips And Technologies公司并依此进入显示领域仅半年时间。

Intel i740图形芯片一开始是作为独立图形加速卡出现的

1999年初Intel将i740整合进810主板芯片组

    Intel的i740图形芯片一开始是作为独立图形加速芯片出现的，采用0.35微米工艺（即350纳米），核心频率为66MHz，当时面临着来自3dfx、ATI、nVIDIA、S3、trident、matrox等多个强劲对手，不过当时适逢微软的Windows图形操作系统推广，因此尽管i740性能面临压力，但是仍能依靠强大产能在市场如鱼得水。

    不过好景不长，在市场压力下，在1999年4月27日Intel推出100MHz的i752，可支持16MB的133MHz显存，后来就被集成到了810/815芯片组中，并可利用Intel的DVMT（Dynamic Video Memory Technology，动态分配共享显存技术）技术使用1MB的共享内存，i752帮助Intel在2000年第三季度抢占了当时34%的图形市场份额。

    在2002年5月，Intel推出了集成“Extreme Graphics”的i845G/E芯片组，其中Extreme Graphics集成显卡相比上代性能有了大幅提升，在i845G中核心频率为200MHz，在i845GE中核心频率为266MHz，效能接近Nvidia的Geforece2 MX 200，Extreme Graphics支持DVMT技术，可从系统中动态调用内存，从最开始的最多调用8MB一直发展到Windows XP中可调用48MB。

    后来Intel对Extreme Graphics进行改良，发布了Extreme GraphicsⅡ，集成在i865G中，核心频率为266MHz，由于865芯片组开始引入DR400内存，并支持双通道内存技术，因此带宽不足的问题得到有效解决，Extreme GraphicsⅡ的效能也达到了GF2 MX 400的水准。

    2003年DirectX9.0发布后，只支持到DX8的Extreme GraphicsⅡ已经老态龙钟，因此在2004年6月21日，随着Intel 915GM芯片组的到来，名字变为Graphics Media Accelerator的Intel图形芯片诞生了（即传统的GMA900），GMA芯片的核心频率达到了333MHz。

915GM芯片组带来了GMA900

    这时候，Intel的DMVT技术已经发展到第三代，尽管GMA900仍然只能在BIOS里固定最多8MB内存给集显使用，但是在进入操作系统后，显卡可以动态调整显存、使用更多内存，GMA900帮助Intel在2005年第一季度占据了图形芯片市场份额的43.1%。

    一年后，Intel发布了945G芯片组，带来更高频率的GMA950，核心频率由333MHz提升至400MHz，可以看作是GMA900的频率升级版，已经可以良好支持HDTV。

    2004年微软发布了DirectX 9.0c（即现在所说的DX9），随着“DX9”和SM3.0的普及，Intel于2006年发布了G965芯片组，并带来GMA X3000图形芯片，核心频率仍为400MHz，这款图形芯片能够完整支持DirectX 9.0c。

    G965芯片组在2008年3月27日随着G31/G33芯片组的发布迎来了升级——GMA X3000升级为GMA X3100，核心频率由400MHz提高到了500MHz，这时候板载集成显卡已经可以最大共享512MB内存作为显存，不过性能上并没有出现多大提升。

    2007年9月，Intel发布G35芯片组，带来增强版GMA X3000——GMA X3500图形核心，核心频率由500MHz提升至667MHz，从Intel对它的称呼“Enhanced GMA X3000”上看，这款图形芯片仅仅是加强版——增加了对DX10的支持，使整合图形芯片首度支持DX10。不过由于驱动原因，这款图形芯片的表现并不能令人满意，G35芯片组也于2009年年底退市。

    在2008年6月的台湾电脑展上，Intel发布了G45/G43/G41系列芯片组，带来了GMA X4500（由于G45可以支持全硬解解码，因此G45中的GMA X4500名称为GMA X4500HD），核心频率调整至475MHz，不过在性能上面临AMD 780G和Nvidia Geforce 8200的压力。

    在2010年1月份，Intel发布了32nm处理器，这时CPU与GPU的地位之争似乎尘埃落定——CPU首度集成了GPU芯片，采用了Westmere架构、代号为Clarkdale的新一代酷睿i3/i5处理开始将HD Graphics图形核心跟CPU集成在一块芯片上。

Clarkdale处理器首度将CPU/GPU芯片集成在一块芯片上

    尽管CPU/GPU首度集成在一块芯片上，但是CPU部分和GPU部分是各自独立的，其中CPU部分采用32nm制程、GPU部分则采用45nm制程，名称由GMA开始变为HD Graphic的GPU核心频率为733MHz，性能相比上代GMA X4500HD提升了多达50%。

    在今年1月份，Intel发布了全新的Sandy Bridge架构，首次将GPU芯片跟CPU融合在一起，内置的图形核心则升级为HD Graphics 2000/3000（Intel官方成为核芯显卡，简称核显），分别拥有6个、12个EU可编程着色器，核心频率提升至850MHz，并可根据负载分别自动提升至1100MHz、1350MHz。

    根据测试，性能最强的HD Graphics 3000的图形性能达到了入门独显HD5450的水平，可谓是Intel整合图形芯片史上性能提升幅度最大的，至今Sandy Bridge融合处理器帮助Intel成功抢占了60.7%的图形芯片市场份额。

    实际上，Intel的图形芯片事业并非一帆风顺，除去在i742时代遭遇困境、GMA X4500（HD）时期性能不济外，在2006年Intel还遭遇了图形市场的滑铁卢——Intel在图形芯片市场的占有率从年初的40.3%滑落至四季度的37.4%。

    造成以上巨大变化的原因在于Windows Vista带来了高显示性能要求，因此在2007年或者更早Intel开始计划开发高性能独立显卡，并成立了Visual Computing Group（VCG）的部门，专门研究高端的独立显卡，产品代号就是前几年火热的Larrabee。

    Larabee基于PowerVR图形架构，预定2008年底推向市场，不过这款产品的命运我们现在已经知道了。其实，Larrabee被不少人看好，只是在图形技术方面，Intel确实落后了不少，更何况还面临众多的技术专利。

    不过，今年四月份传出的消息让我们对这款产品又可以有一些遐想了——Intel将打算利用明年到来的22nm工艺打造自己的首款MIC芯片（参见：Larrabee复活？22nm助Intel打造新MIC）。在今年的IDF2011技术峰会上，Intel架构群组副总裁兼数据中心群组总经理Kirk Skaugen称，MIC将会作为一颗协处理器帮助平台实现性能提升，芯片代号为“Knights Ferry”，不过具体这款产品能否顺利推出、性能怎样、如何定位还不好说，不过Intel有这种尝试也是对消费者大有裨益的。

    从1998年推出首款图形芯片到现在，Intel的图形事业已经走过13个年头，Intel图形芯片频率从66MHz提升到现在的最高1350MHz，性能已是不可同日而语，不过最大的改变在于GPU终于被融入到CPU之中。

    Intel从一无所有依靠收购进入显示领域，到现在占据图形市场份额的60.7%，可谓一定程度上能代表整合图形芯片的发展历程——图形显示芯片一开始从独立形态被整合到主板芯片组中（810时代的i740），后来随着微软DirectX技术而演化（915GM时代的GMA900），整合芯片首度支持DX10（G35时代的GMA X3500），GPU首度被集成到CPU中（Clarkdale时代的HD Graphics），直到GPU首度被融合到CPU中（Sandy Bridge时代的HD Graphics 2000/3000）。

    集成显卡或者说整合图形显卡或者说Intel核芯显卡（以下统称为Intel核显）发展至今始终表现出了强大生命力，这也是与它们的自身特点或者说优势有关的。Intel核显是包括在其他芯片内，甚至可以看作是一种附属甚至赠送产品，用户购买一块芯片后不用再去花钱购买相应的其他产品，可以满足低成本的需求；其次Intel核显并不会像独立显卡那样面临功耗、散热等问题，用户可以使用更安心；再次，随着Intel核显性能的不断提升，其性能已经足够满足多数用户的图形性能需求（比如现在已经可以利用Intel核显玩《英雄联盟》这样的耐玩游戏），最后，如果用户有了更高的图形性能需求，可以直接购买一款性能较强的独立显卡，而且随着多显卡互联技术的进步，Intel核显还可以继续发挥余热。

    Intel核芯显卡即将在面年的Ivy Bridge身上再度迎来蜕变，EU可编程着色器将提升至16个，全新的Configurable TDP技术也帮助核芯显卡突破功耗的限制达到更高的性能，因此可以说Intel核芯显卡具有非常广阔的未来，在独立显卡逐渐变身“电老虎”和“火炉”当前，Intel核显也将随着技术的进步带来更加的用户体验。■<