緣何成就顯卡霸主？扒一扒英特爾集成顯卡的歷史

最新 04-16

昨天智趣狗和大家分享了英特爾意欲重回獨顯市場，並簡單回顧了英特爾早期也曾經推出獨顯的歷史。今天，就讓我們再次撥開歷史迷霧，扒一扒英特爾是如何依靠集成顯卡成為整個顯卡市場霸主（不是指性能，而是最高佔有率）的？

緊跟DX的腳步英特爾的集成顯卡之旅

自810/815晶元組一炮而紅後，英特爾就確立了晶元組整合GPU的發展策略，這種集顯設計不僅可以極大降低DIY平台的開銷，更符合筆記本的瘦身方向，所以結局就變得顯而易見了。

Extreme Graphics初露鋒芒

2002年，為了配合Pentium 4（奔騰4）處理器的發售，英特爾同步推出了配套的i845G和i845E晶元組（隨後還衍生出了i845GL/GE/GV等。

為了便於推廣，英特爾給集成顯卡統一命名為「Intel Extreme Graphics」，它硬體支持DirectX7.0，性能接近NVIDIA同期的GeForece 2 MX200，通過DVMT技術可從內存中調動最多48MB用於共享顯存（需要配合Windows XP系統）。

這個時期的3D遊戲普遍都採用DirectX作為多媒體的編程介面，為了獲得最好的畫質，開啟全部特效，就需要GPU端完整支持某一DirectX標準才可以。

當DirectX步入8.0時期時，英特爾推出了改良的Extreme Graphics II，並將其集成在i865G晶元組內。需要注意的是，這款集成顯卡只是部分支持DirectX8.0，雖然它通過雙通道內存技術和新一代Zone Rendering技術提升了效能，接近NVIDIA同期的GeForece 2 MX400，但受限於不完整的DirectX8.0，對遊戲玩家的吸引力並不算大。

為了看到3DMark2001的這個測試項目，不知道多少DIY玩家咬牙升級支持DX8.0的顯卡

GMA集顯大獲榮光

2003年微軟發布了DirectX9.0，連完整DirectX8.0都不支持的Extreme Graphics II自然更是難以為繼。

於是，英特爾加大了集成顯卡的研發力量，並終於在2004年伴隨Intel 915G晶元組（包括移動端的915GM，以後英特爾移動晶元組都會帶個「M」）與玩家見面。

為了彰顯新品身份，英特爾將集成顯卡改名為「Graphics Media Accelerator」，而915G晶元組首發的GMA900就此誕生，其核心頻率可達333MHz，整體性能有了明顯的提升。一年後945G晶元組降臨，它集的GMA950可以視為GMA900的超頻版，核心頻率提升到了400MHz，並加入了對HDTV的支持。

由於這一時期筆記本電腦逐漸步入井噴期，而此時針對筆記本定製的獨立顯卡還未成熟，所以幾乎絕大多數筆記本新品都是GMA900集成顯卡的「客戶」。在新集成顯卡的幫助下，英特爾在2005年Q1季度佔到了圖形晶元市場份額的43.1%。後來迅馳平台的出現更是加速了這一進程，英特爾強制要求唯有採用英特爾自家處理器、晶元組和無線網卡組合的筆記本才能貼上迅馳商標，而當年迅馳就是高端筆記本的代名詞。

微軟在2004年就推出了DirectX9.0c，但英特爾直到2006年發布的G965晶元組才集成了支持該技術的GMA X3000顯卡，其核心頻率依舊是400MHz。2008年，伴隨G31/G32/G35晶元組的問世，英特爾集成顯卡也先後升級到了GMA X3100和GMA X3500，後者不僅擁有677MHz的核心頻率，還首次加入了對DirectX10的支持，可惜由於驅動的拖累，這一時期的集成顯卡表現並不理想。

2008年，英特爾在G45/G43/G41系列晶元組中集成了GMA X4500顯卡，其最大的特色就是支持高清視頻的硬解碼，進一步完善了集顯的應用範圍，看全高清電影CPU佔用率100%的問題得到了有效的緩解。沒人能想到，GMA X4500系列（包含GMA X4500M、X4500HD等）竟然成為了集成顯卡的絕唱。

發展至今，英特爾集成顯卡逐漸遭遇了明顯的瓶頸：性能提升越來越乏力，而寄生於晶元組的形式也存在佔用主板空間和功耗較高的缺陷。於是，英特爾決定改變玩法，對集成顯卡的架構進行大刀闊斧的改革，並讓它和CPU聯姻，從而減少對主板空間的佔用，符合PC綠色節能和筆記本瘦身的長期發展需求。

沒錯，核芯顯卡的序幕就要被拉開了。

從開放逐漸走向封閉

英特爾集成顯卡的市佔率之所以可以不斷提升，與其從開放走向封閉的市場策略也不無關係。當年NVIDIA、ATI、VIA和SIS都曾為英特爾處理器研發過晶元組，與其配套的主板要麼在成本上，要麼在集成顯卡的性能上都有著不俗的競爭力。

其中，英特爾和NVIDIA的關係算是最為曖昧的。在很長一個時期NVIDIA都拿不到英特爾的授權，只能為AMD設計主板。而隨著「nForce4 SLI＋Althon 64＋NVIDIA顯卡」組合表現出了強大的戰鬥力，英特爾終於在2004年底和NVIDIA簽訂了多項專利交互授權協議，於是才有了後面無數經典的Intel平台NVIDIA晶元組，比如nForce 600和MCP73等，後者集成的GeForce 7系列圖形核心更是深得玩家的喜愛，性能可秒殺英特爾同期的GMA集成顯卡。

可惜，隨著ATI被AMD收購，英特爾收回NVIDIA授權，英特爾處理器逐漸變得只有Intel自家晶元組可用的封閉局面。所以，每賣出1顆處理器，就意味著英特爾GPU銷量＋1，哪怕PC還額外配備了獨立顯卡也不影響英特爾集成顯卡在3D圖形市場上的份額。

CPU＋GPU二合一回顧英特爾核顯時代

收購ATI之後，AMD最早提出來融聚理念：將CPU和GPU打包成為一顆晶元。然而，英特爾卻憑藉32nm製程工藝的領先優勢，搶先在第一代酷睿Westmere（桌面/筆記本代號分別為Clarkdale/Arrandale）嘗鮮CPU和GPU的融合，從此掀開了核顯時代的序幕。

一代酷睿：掀開核顯序幕

雖然第一代酷睿趕上了CPU融合GPU的頭班車，但不得不說英特爾此次有些匆忙了，因為此時CPU和GPU還都是獨立存在的，只是被封裝在同一塊PCB上而已，它們之間使用QPI匯流排相連，被玩家形象地稱為英特爾用「膠水」將CPU和GPU粘在了一起。

不過，至少在形態和空間佔用上，這一代的酷睿處理器已經達成了目的，英特爾也做出了集成顯卡核芯顯卡的更名。

需要注意的是，這代處理器的CPU部分採用了32nm工藝，GPU部分還停留在45nm工藝層面。

其中，GPU部分里包含了PCI-E控制器和內存控制器，其本質就是一顆北橋晶元。和上代GMA4500集成顯卡相比，第一代核芯顯卡將EU單元從10個提升到了12個，核心頻率提升到了最高900MHz，性能提升還是頗為顯著的。為了延長筆記本的續航時間，移動版處理器的GPU還可以通過Turbo Boost動態調整頻率。

二代酷睿：實現真正的融合

有了Westmere的經驗積累，英特爾2011年發布的第二代酷睿處理器（Sandy Bridge）終於實現了CPU和GPU「真融合」的目標：CPU和GPU全部為32nm工藝打造，並和內存控制器、PCI-E控制器全部整合到一個核心之中。

為了滿足不同客戶的需求，英特爾將第二代核芯顯卡細分為了HD2000和HD3000，其中HD2000內置6個EU單元，為不支持超頻的桌面處理器所用；HD3000擁有12個EU單元，專為移動酷睿（筆記本專用）和桌面K系列可超頻的處理器獵裝。

需要注意的是，由於二代酷睿處理器的三級緩存改用了環形匯流排設計，而GPU可共享三級緩存，所以哪怕是6個EU單元的HD2000，其性能也會明顯超過第一代核芯顯卡。

三代酷睿：性能功能大躍進

2012年上市的第三代酷睿處理器（Ivy Bridge）憑藉首發22nm工藝，對GPU部分進行了大幅度的優化更新。首先，英特爾將和核芯顯卡細分為HD2500和HD4000，前者EU單元為6個（桌面處理器），而後者EU單元則提升到了16個（移動酷睿和K系列桌面處理器），同時加入了對DirectX11、OpenGL3.2的支持，增強了並行運算能力，Quick Sync 2.0編碼加速技術還能加速視頻編輯進度，視頻輸出能力也從原來的雙屏上升到三屏輸出。

從HD4000開始，筆記本電腦終於可以憑藉唯一的核芯顯卡應對主流3D遊戲的挑戰了，比如在低畫質下流暢運行《英雄聯盟》不再是奢望。要知道，當年《英雄聯盟》可是堪稱集顯殺手的存在哦。

四代酷睿：規範命名銳炬誕生

2013年，第四代酷睿處理器（Haswell）對核芯顯卡進行了「大手術」，引入了模塊化設計、可擴展的設計，從而走上了暴力堆砌核顯規格的道路，並規範了以「GT＋數字」的核芯命名方式。

此次英特爾將核顯細分為了GT1（具體型號為HD Graphics，內置10個EU單元，用於賽揚等低端處理器）、

GT2（HD4200/HD4400/HD4600，內置20個EU單元，主要為移動酷睿和桌面處理器所用）。

GT3內置40個EU單元，並被進一步細分為15W GT3、28W GT3和GT3e。其中，15W GT3具體型號為HD5000，為i5-4260U等移動酷睿所用；28W GT3名為Iris（銳炬）5100，專為i5-4258U等移動酷睿所用；而GT3e被命名為Iris Pro 5200，集成額外的128MB eDRAM（可作為L4緩存，性能堪比當時的GeForce GT650M獨顯，被i7-4980HQ移動酷睿和i7-4770R等桌面酷睿所用。

可惜，銳炬核顯只為小眾的高端和頂級處理器所用，而搭配它們的產品卻大都還配備了額外的高性能獨顯，核顯的重要性被大幅淡化。最需要更強核顯加持的中低端處理器則只能使用GT1和GT2，這是時至今日英特爾也沒能改進的無奈特色。

五代酷睿：蓄勢待發中

第五代酷睿處理器（Broadwell）誕生於2014年，其核顯在API方面有了大幅提升，支持DirectX11.2、OpenGL4.2和OpenCL2.0，甚至已經領先於NVIDIA當時主打的麥克斯韋架構。

這一代核顯GT1、GT2、GT3內置的EU單元分別提升到了12個、24個和48個，分別對應HD Graphics、HD5300/HD5500和HD6000/Iris 6100/Iris Pro 6200。這一年，英特爾還推出了TDP僅有4.5W的酷睿M（集成HD5300，針對新興的二合一設備），同時桌面（如i7-5775c）也開始集成Iris Pro 6200。

還是上面的問題，買i7-5775c的用戶怎能不配獨立顯卡，再強的核顯又有什麼意義？此外，這一代酷睿主要是為英特爾試水14nm工藝，嘗試「真正」的SoC（System on a Chip）設計，為第六代酷睿的推出奠定基礎。

六代酷睿：核顯最終定型

第六代酷睿處理器（Skylake）在2015年發布，這一代的核顯有著較大的革新，支持最新的DirectX12、OpenCL 2.x、OpenGL 5.x、Vulkan等圖形規範，還支持HEVC/H.265、AVC、SVC、VP8、MJPG硬體加速。同時，英特爾還對核顯進行了更名，後綴型號由四位數縮減為三位數（如HD515、HD520、HD530），並推出了集成72個EU單元的GT4（Iris Pro 580）。

可以說，正是從Skylake開始英特爾核顯才最終定型，第七代和第八代酷睿處理器的核顯都是在其基礎上進行的修修補補。

七代酷睿：提供硬體級解碼能力

2016年上市的第七代酷睿（Kaby Lake）集成的核顯取名為HD615、HD620、HD630和Iris Plus，它們和上代核顯在規格上並無不同，只是取消了GT4，全系列加入了HEVC Main/Main10、VP9 8-bit/10-bit的硬解碼能力，在應對4K級別視頻的播放變得無比輕鬆和省電。

八代酷睿：核顯改名再戰一年

2017年9月面世的第八代酷睿處理器（Kaby Lake-Refresh和Coffee Lake）集成的核顯與上代依舊沒有太大變化，只是名字從HD620等改為了UHD620，性能上的提升幾乎都源於更高頻GPU和內存頻率帶來的增益效果。這一代的核顯最大特色是支持HDMI 2.0/HDCP 2.2標準，以及硬體編解碼10bit 4K HEVC，可流式處理4K UHD視頻。