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Tecnología de gráficos Intel

Procesador Core i5 con gráficos HD 2000 integrados

Intel Graphics Technology [4] ( GT ) [a] es el nombre colectivo de una serie de procesadores 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 las versiones de alto rendimiento de HD Graphics. Iris Pro Graphics fue la primera 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 de concentrador de Intel . Se los conocía como Intel Extreme Graphics e Intel GMA . Como parte del diseño del concentrador de controlador de plataforma (PCH), se eliminó el puente norte y el procesamiento de gráficos se trasladó al mismo chip que la unidad central de procesamiento (CPU).

La solución de gráficos integrados Intel anterior, Intel GMA, tenía reputación de carecer de rendimiento y características, y por lo tanto no se consideraba una buena opción para aplicaciones gráficas más exigentes, como los juegos en 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] Los gráficos HD de Intel, que se caracterizan por un consumo de energía mínimo que es importante en las computadoras portátiles , eran lo suficientemente capaces 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

Los gráficos Intel HD e Iris 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. Solo había una especificación: [13] 12 unidades de ejecución, hasta 43,2  GFLOPS a 900 MHz. Puede decodificar un video H.264 1080p a hasta 40 fps.

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

Arquitectura Gen6

Puente de arena

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

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

Arquitectura Gen7

Puente de hiedra

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

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

Algunas CPU móviles de bajo consumo tienen un soporte de decodificación de video limitado, 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 gráficos HD 4600 (GT2) integrados

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

Los 128 MB de eDRAM del Iris Pro GT3e se encuentran en el mismo paquete que la CPU, pero en una matriz separada fabricada con un proceso diferente. Intel se refiere a esto como una caché de nivel 4, disponible tanto para la CPU como para la GPU, y lo llama 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 (destinados a los entusiastas) también llevarían Iris Pro Graphics. [19]

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

Braswell

Arquitectura Gen9

Lago Skylake

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

Los siguientes modelos de GPU integrada están disponibles o anunciados para los procesadores Skylake: [23] [24] [ se necesita una 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: aumento de velocidad, soporte para servicios de transmisión 4K UHD "premium" (codificados con DRM ), motor multimedia con aceleración de hardware completa de decodificación HEVC y VP9 de 8 y 10 bits . [26] [27]

Renovación del lago Kaby / Lago Amber / Lago Coffee / Renovación del lago Coffee / Lago Whiskey / Lago Comet

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

Lago Gemini/Refrescación del Lago Gemini

Nuevas características: compatibilidad con HDMI 2.0, decodificador de hardware VP9 Profile2 de 10 bits [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 soportando coma 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 es soportada a través de emulación. [35]

Arquitectura Xe-LP (Gen12)

Estos se basan en la microarquitectura Intel Xe-LP , la variante de bajo consumo de la arquitectura de GPU Intel Xe [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]

Mosaico de Arc Alchemist GPU

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

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

Lago de meteoritos

Mosaico de Arc Battlemage para GPU

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

Características

Información privilegiada de Intel

A partir de Sandy Bridge , los procesadores gráficos incluyen una forma de protección de copia digital y gestión de derechos digitales (DRM) llamada Intel Insider , que permite el descifrado de medios protegidos dentro del procesador. [51] [52] Anteriormente existía una tecnología similar llamada Protected Audio Video Path (PAVP).

HDCP

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

Vídeo de sincronización rápida de 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 de Intel . El nombre "Quick Sync" se refiere al caso de uso de transcodificar ("sincronizar") rápidamente un video 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 la sexta generación de microprocesadores 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 de uso compartido: [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 (Single Root IO Virtualization) solo es compatible con 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 o SR-IOV. Esto significa que Rocket Lake no tiene soporte completo para virtualización. [56] A partir de los procesadores Intel® Core™ de 12.ª generación, las CPU Intel de escritorio y portátiles tienen soporte para GVT-g y SR-IOV.

Varios monitores

Puente de hiedra

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 chipsets solo incluyen dos bucles de enganche de fase (PLL) para generar los relojes de píxeles que sincronizan los datos que se transfieren a las pantallas. [58]

Por lo tanto, solo es posible tener 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 un PLL de chipset en absoluto) junto con dos salidas de chipset. [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 de 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 es proporcionado por dos controladores de estilo Gallium3D, con el controlador Iris soportando hardware Broadwell y posterior, [94] mientras que el controlador Crocus soporta Haswell y anterior. [95] El controlador clásico Mesa i965 fue eliminado en Mesa 22.0, aunque continuaría viendo 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 gráficos Intel XE con Mesa 22.3. Intel Broadwell y versiones 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 actual está disponible en mesamatrix.

El controlador de tiempo de ejecución de cómputo NEO admite 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 por GPU)

Intel desarrolló un núcleo SIP dedicado que implementa múltiples algoritmos de compresión y descompresión de video denominados Intel Quick Sync Video . Algunos están implementados completamente, otros solo 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 y piratas informáticos de código abierto contribuyan al desarrollo de controladores y porten controladores a varios sistemas operativos, sin la necesidad de ingeniería inversa .

Véase también

Notas

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

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