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Tecnología de gráficos Intel

Procesador Core i5 con HD Graphics 2000 integrado

Intel Graphics Technology [4] ( GT ) [a] es el nombre colectivo de una serie de procesadores de gráficos integrados (IGP) producidos por Intel que se fabrican en el mismo paquete o matriz que la unidad central de procesamiento (CPU). Se presentó por primera vez en 2010 como Intel HD Graphics y se renombró en 2017 como Intel UHD Graphics .

Intel Iris Graphics e Intel Iris Pro Graphics son la serie IGP introducida en 2013 con algunos modelos de procesadores Haswell como versiones de alto rendimiento de HD Graphics. Iris Pro Graphics fue el primero de la serie en incorporar DRAM integrada . [5] Desde 2016, Intel se refiere a la tecnología como Intel Iris Plus Graphics con el lanzamiento de Kaby Lake .

En el cuarto trimestre de 2013, los gráficos integrados de Intel representaron, en unidades, el 65% de todos los envíos de procesadores gráficos para PC. [6] Sin embargo, este porcentaje no representa la adopción real, ya que varias de estas unidades enviadas terminan en sistemas con tarjetas gráficas discretas .

Historia

Antes de la introducción de Intel HD Graphics, los gráficos integrados de Intel se integraban en el puente norte de la placa base, como parte de la arquitectura Intel Hub . Eran conocidos como Intel Extreme Graphics e Intel GMA . Como parte del diseño del Platform Controller Hub (PCH), se eliminó el puente norte y el procesamiento de gráficos se trasladó al mismo chip que la unidad central de procesamiento (CPU).

La anterior solución de gráficos integrados de Intel, Intel GMA, tenía la reputación de carecer de rendimiento y características y, por lo tanto, no se consideraba una buena opción para aplicaciones de gráficos más exigentes, como los juegos 3D. Los aumentos de rendimiento aportados por los gráficos HD de Intel hicieron que los productos fueran competitivos con los adaptadores de gráficos integrados fabricados por sus rivales, Nvidia y ATI/AMD . [7] Intel HD Graphics, que presenta un consumo de energía mínimo que es importante en las computadoras portátiles , era lo suficientemente capaz como para que los fabricantes de PC a menudo dejaran de ofrecer opciones de gráficos discretos en las líneas de computadoras portátiles de gama baja y alta, donde las dimensiones reducidas y el bajo consumo de energía son importantes. .

Generaciones

Intel HD e Iris Graphics se dividen en generaciones, y dentro de cada generación se dividen en 'niveles' de rendimiento creciente, denominados con la etiqueta 'GTx'. Cada generación corresponde a la implementación de una microarquitectura gráfica Gen [8] con una arquitectura de conjunto de instrucciones GEN correspondiente [9] [10] [11] desde Gen4 . [12]

Arquitectura Gen5

Westmere

En enero de 2010, se lanzaron los procesadores Clarkdale y Arrandale con gráficos Ironlake , con la marca Celeron , Pentium o Core con gráficos HD. Sólo había una especificación: [13] 12 unidades de ejecución, hasta 43,2  GFLOPS a 900 MHz. Puede decodificar un vídeo H264 1080p a hasta 40 fps.

Su predecesor directo, el GMA X4500 , presentaba 10 UE a 800 MHz, pero carecía de algunas capacidades. [14]

Arquitectura Gen6

Sandy Bridge

En enero de 2011, se lanzaron los procesadores Sandy Bridge , que presentan gráficos HD de "segunda generación":

Sandy Bridge Celeron y Pentium tienen Intel HD, mientras que Core i3 y superiores tienen HD 2000 o HD 3000. HD Graphics 2000 y 3000 incluyen codificación de video por hardware y efectos de posprocesamiento HD .

Arquitectura Gen7

Ivy Bridge

El 24 de abril de 2012, se lanzó Ivy Bridge , que presenta la "tercera generación" de gráficos HD de Intel: [15]

Ivy Bridge Celeron y Pentium tienen Intel HD, mientras que Core i3 y superiores tienen HD 2500 o HD 4000. HD Graphics 2500 y 4000 incluyen codificación de video por hardware y efectos de posprocesamiento HD .

Para algunas CPU móviles de bajo consumo, la compatibilidad con la decodificación de vídeo es limitada, mientras que ninguna CPU de escritorio tiene esta limitación. HD P4000 se incluye en los procesadores Ivy Bridge E3 Xeon con el descriptor 12X5 v2 y admite RAM ECC sin búfer.

Arquitectura Gen7.5

haswell

CPU Intel Haswell i7-4771, que contiene HD Graphics 4600 (GT2) integrada

En junio de 2013, se anunciaron las CPU Haswell , con cuatro niveles de GPU integradas:

Los 128 MB de eDRAM del Iris Pro GT3e están en el mismo paquete que la CPU, pero en una matriz separada fabricada en un proceso diferente. Intel se refiere a esto como caché de nivel 4, disponible tanto para CPU como para GPU, y lo nombra Crystalwell . El drm/i915controlador de Linux es consciente y capaz de utilizar esta eDRAM desde la versión 3.12 del kernel. [16] [17] [18]

Arquitectura Gen8

Broadwell

En noviembre de 2013, se anunció que los procesadores de escritorio Broadwell -K (dirigidos a entusiastas) también llevarían Iris Pro Graphics. [19]

Se anuncian los siguientes modelos de GPU integrada para procesadores Broadwell: [20] [ se necesita mejor fuente ]

Braswell

Arquitectura Gen9

Skylake

La línea de procesadores Skylake , lanzada en agosto de 2015, retira la compatibilidad con VGA , pero admite configuraciones de monitores múltiples de hasta tres monitores conectados a través de interfaces HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 o DisplayPort integrado (eDP) 1.3. [21] [22]

Los siguientes modelos de GPU integrada están disponibles o anunciados para los procesadores Skylake: [23] [24] [ se necesita mejor fuente ]

Lago Apolo

La línea de procesadores Apollo Lake se lanzó en agosto de 2016.

Arquitectura Gen9.5

Lago Kaby

La línea de procesadores Kaby Lake se presentó en agosto de 2016. Nuevas características: aumentos de velocidad, soporte para servicios de transmisión 4K UHD "premium" ( codificados con DRM ), motor multimedia con aceleración total de hardware de HEVC de 8 y 10 bits y decodificación VP9 . [26] [27]

Kaby Lake Refresh / Amber Lake / Coffee Lake / Coffee Lake Refresh / Whiskey Lake / Comet Lake

La línea de procesadores Kaby Lake Refresh se presentó en octubre de 2017. Nuevas características: compatibilidad con HDCP 2.2 [28]

Lago Géminis/Renovación del lago Géminis

Nuevas características: compatibilidad con HDMI 2.0, decodificador de hardware VP9 de 10 bits Profile2 [30]

Arquitectura Gen11

lago de hielo

Nuevas características: microarquitectura de GPU Gen 11 de 10 nm, dos canales de codificación HEVC de 10 bits, tres canales de visualización 4K (o 2 × 5K60, 1 × 4K120), sombreado de velocidad variable (VRS), [ 31] [32] [33] y escalado de números enteros. [34]

Si bien la microarquitectura continúa admitiendo punto flotante de doble precisión como lo hacían las versiones anteriores, las configuraciones móviles de la misma no incluyen la característica y, por lo tanto, en estas solo se admite mediante emulación. [35]

Arquitectura Xe-LP (Gen12)

Estos se basan en la microarquitectura Intel Xe-LP , la variante de bajo consumo de energía de la arquitectura Intel Xe GPU [40] también conocida como Gen 12. [41] [42] Las nuevas características incluyen Sampler Feedback, [43] Soporte de cola dual, [ 43] DirectX12 View Instancing Tier2, [43] y decodificación de hardware de función fija AV1 de 8 y 10 bits. [44] Se eliminó el soporte para FP64. [45]

GPU de mosaico Arc Alchemist

Intel Meteor Lake y Arrow Lake [46] utilizarán la microarquitectura de GPU Intel Arc Alchemist Tile. [47] [48]

Nuevas funciones: compatibilidad con DirectX 12 Ultimate Feature Level 12_2, codificador de hardware AV1 de 8K y 10 bits , compatibilidad nativa con HDMI 2.1 de 48 Gbps [49]

GPU Arc Battlemage Tile

Intel Lunar Lake [46] utilizará la microarquitectura de GPU Intel Arc Battlemage Tile. [50]

Características

Información privilegiada de Intel

Comenzando con Sandy Bridge , los procesadores gráficos incluyen una forma de protección de copia digital y administración de derechos digitales (DRM) llamada Intel Insider , que permite descifrar medios protegidos dentro del procesador. [51] [52] Anteriormente existía una tecnología similar llamada Ruta de audio y vídeo protegida (PAVP).

HDCP

La tecnología de gráficos Intel admite la tecnología HDCP , pero la compatibilidad real con HDCP depende de la placa base de la computadora. [ cita necesaria ]

Vídeo de sincronización rápida Intel

Intel Quick Sync Video es la tecnología de codificación y decodificación de video por hardware de Intel , que está integrada en algunas de las CPU Intel . El nombre "Quick Sync" se refiere al caso de uso de transcodificar ("sincronizar") rápidamente un vídeo desde, por ejemplo, un DVD o un disco Blu-ray a un formato apropiado para, por ejemplo, un teléfono inteligente . Quick Sync se introdujo con los microprocesadores Gen 6 en Sandy Bridge el 9 de enero de 2011.

Tecnología de virtualización de gráficos

La tecnología de virtualización de gráficos (GVT) se anunció el 1 de enero de 2014 y se presentó al mismo tiempo que Intel Iris Pro. Las GPU integradas de Intel admiten los siguientes métodos para compartir: [53] [54]

Gen9 (es decir, gráficos que alimentan los procesadores Intel de sexta a novena generación) es la última generación de la solución vGPU basada en software GVT-G (Intel® Graphics Virtualization Technology –g). SR-IOV (virtualización de E/S de raíz única) solo se admite en plataformas con procesadores Intel® Core™ "G" de 11.ª generación (productos anteriormente conocidos como Tiger Lake) o más nuevos. Esto deja a Rocket Lake (procesadores Intel de 11.ª generación) sin soporte para GVT-g y/o SR-IOV. Esto significa que Rocket Lake no tiene soporte completo de virtualización. [56] A partir de los procesadores Intel® Core™ de 12.ª generación, las CPU Intel tanto de escritorio como de portátiles tienen compatibilidad con GVT-g y SR-IOV.

Varios monitores

Ivy Bridge

Se anuncia que las GPU HD 2500 y HD 4000 en las CPU Ivy Bridge admiten tres monitores activos, pero esto solo funciona si dos de los monitores están configurados de manera idéntica, lo que cubre muchas [57] pero no todas las configuraciones de tres monitores. La razón de esto es que los conjuntos de chips solo incluyen dos bucles de bloqueo de fase (PLL) para generar relojes de píxeles que sincronizan los datos que se transfieren a las pantallas. [58]

Por lo tanto, solo se pueden lograr tres monitores activos simultáneamente cuando al menos dos de ellos comparten el mismo reloj de píxeles, como por ejemplo:

Otra posible solución de tres monitores utiliza el DisplayPort integrado en una CPU móvil (que no utiliza ningún chipset PLL) junto con dos salidas de chipset cualesquiera. [59]

haswell

Las placas base basadas en ASRock Z87 y H87 admiten tres pantallas simultáneamente. [60] También se anuncia que las placas base basadas en Asus H87 admiten tres monitores independientes a la vez. [61]

Capacidades (hardware GPU)

OpenCL 2.1 y 2.2 son posibles con actualización de software en hardware OpenCL 2.0 (Broadwell+) con futuras actualizaciones de software. [93]

El soporte en Mesa lo proporcionan dos controladores estilo Gallium3D, siendo el controlador Iris compatible con hardware Broadwell y posteriores, [94] mientras que el controlador Crocus es compatible con Haswell y versiones anteriores. [95] El controlador clásico Mesa i965 se eliminó en Mesa 22.0, aunque seguiría recibiendo más mantenimiento como parte de la rama Amber. [96]

El nuevo controlador OpenCL es Mesa RustiCL y este controlador escrito en el nuevo lenguaje Rust es compatible con OpenCL 3.0 para Intel XE Graphics con Mesa 22.3. Intel Broadwell y superiores también serán compatibles con 3.0 con muchas características 2.x. Para Intel Ivy Bridge y Haswell el objetivo es OpenCL 1.2. El estado de desarrollo real está disponible en mesamatrix.

El controlador de tiempo de ejecución de cómputo NEO es compatible con openCL 3.0 con 1.2, 2.0 y 2.1 incluidos para Broadwell y superiores y Level Zero API 1.3 para Skylake y superiores. [97]

Todos los métodos de virtualización GVT son compatibles desde la familia de procesadores Broadwell con KVM [98] y Xen . [99]

Capacidades (aceleración de video GPU)

Intel desarrolló un núcleo SIP dedicado que implementa múltiples algoritmos de compresión y descompresión de video con la marca Intel Quick Sync Video . Algunas se implementan completamente, otras sólo parcialmente.

Algoritmos acelerados por hardware

Familia Intel Pentium y Celeron

Familia Intel Atom

Documentación

Intel publica manuales de programación para la mayoría de los dispositivos Intel HD Graphics a través de su Centro de tecnología de código abierto. [118] Esto permite que varios entusiastas del código abierto y piratas informáticos contribuyan al desarrollo de controladores y transfieran controladores a varios sistemas operativos, sin necesidad de ingeniería inversa .

Ver también

Notas

  1. ^ La abreviatura "GT" aparece en determinadas herramientas de seguimiento, como Intel Power Gadget en referencia al núcleo de gráficos de los procesadores Intel.
  2. ^ El acelerador de GPU con códec multimedia VP9 será compatible después de TTM, solo para sistemas operativos que no sean Windows.
  3. ^ Los detalles de resolución del códec multimedia en el sistema operativo Linux de código abierto dependen de las características de la plataforma y los controladores utilizados. Es posible que las funciones de decodificación/codificación no se alineen con la Tabla 8-4 que es específica de los sistemas operativos Win8.1 y Win7.
  4. ^ Todas las capacidades dependen del sistema operativo. Aquí se menciona el soporte de HW. Para obtener más información, consulte la Tabla 8-4 en la página 80 del PDF.

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