تکنولوژی گرافیک اینتل

تکنولوژی گرافیک اینتل  ( GT )  نام جمعی مجموعه ای از پردازنده های گرافیکی یکپارچه (IGP) تولید شده توسط اینتل است که بر روی همان بسته یا قالب واحد پردازش مرکزی (CPU) تولید می شوند. اولین بار در سال ۲۰۱۰ با نام Intel HD Graphics معرفی شد و در سال ۲۰۱۷ به Intel UHD Graphics تغییر نام داد.

Intel Iris Graphics و Intel Iris Pro Graphics سری‌های IGP هستند که در سال ۲۰۱۳ با برخی از مدل‌های پردازنده‌های Haswell به عنوان نسخه‌های با کارایی بالا HD Graphics معرفی شدند. Iris Pro Graphics اولین کارت در این سری بود که از DRAM تعبیه شده استفاده کرد.  از سال ۲۰۱۶ اینتل با انتشار Kaby Lake از این فناوری به عنوان Intel Iris Plus Graphics یاد می کند.

در سه ماهه چهارم سال ۲۰۱۳، گرافیک یکپارچه اینتل، در واحد، ۶۵ درصد از کل محموله‌های پردازنده‌های گرافیکی رایانه شخصی را تشکیل می‌داد.  با این حال، این درصد نشان دهنده پذیرش واقعی نیست زیرا تعدادی از این واحدهای ارسال شده به سیستم هایی با کارت های گرافیک مجزا ختم می شوند.

تاریخ 
قبل از معرفی Intel HD Graphics، گرافیک های یکپارچه اینتل به عنوان بخشی از معماری Hub اینتل در پل شمالی مادربرد تعبیه شده بود. آنها با نام Intel Extreme Graphics و Intel GMA شناخته می شدند. به عنوان بخشی از طراحی پلتفرم کنترلر هاب (PCH)، پل شمالی حذف شد و پردازش گرافیکی به همان قالب واحد پردازش مرکزی (CPU) منتقل شد.

راه حل قبلی گرافیک یکپارچه اینتل، Intel GMA، شهرت نداشتن عملکرد و ویژگی‌ها را داشت، بنابراین انتخاب خوبی برای برنامه‌های گرافیکی سخت‌تر مانند بازی‌های سه بعدی به حساب نمی‌آمد. افزایش عملکرد ارائه شده توسط گرافیک HD اینتل، محصولات را با آداپتورهای گرافیکی یکپارچه ساخته شده توسط رقبای خود، Nvidia و ATI/AMD رقابتی کرد.  گرافیک Intel HD، با حداقل مصرف انرژی که در لپ‌تاپ‌ها مهم است، به اندازه‌ای توانمند بود که سازندگان رایانه‌های شخصی اغلب ارائه گزینه‌های گرافیکی گسسته را در خطوط لپ‌تاپ ارزان‌قیمت و رده بالا متوقف می‌کردند، جایی که کاهش ابعاد و مصرف انرژی کم اهمیت دارد.

نسل ها 
Intel HD و Iris Graphics به نسل‌ها تقسیم می‌شوند و در هر نسل به «سطوح» افزایش عملکرد تقسیم می‌شوند که با برچسب «GTx» مشخص می‌شوند. هر نسل مربوط به اجرای یک ریزمعماری گرافیکی Gen  با معماری مجموعه دستورالعمل GEN    از زمان Gen4 است.

معماری نسل ۵

Westmere 
در ژانویه ۲۰۱۰، پردازنده‌های Clarkdale و Arrandale با گرافیک Ironlake منتشر شدند و با نام‌های Celeron ، Pentium یا Core با گرافیک HD شناخته شدند. تنها یک مشخصات وجود داشت:  ۱۲ واحد اجرا، تا ۴۳/۲ GFLOPS در ۹۰۰ مگاهرتز این می تواند ویدیوهای H264 1080p را تا حداکثر ۴۰ فریم بر ثانیه رمزگشایی کند.

سلف مستقیم آن، GMA X4500 ، دارای 10 EU در ۸۰۰ مگاهرتز، اما فاقد برخی از قابلیت ها بود.

معماری نسل ۶

Sandy Bridge 
در ژانویه ۲۰۱۱، پردازنده های سندی بریج عرضه شد و گرافیک HD «نسل دوم» را معرفی کرد:

Sandy Bridge Celeron و Pentium دارای Intel HD هستند، در حالی که Core i3 و بالاتر دارای HD 2000 یا HD 3000 هستند. HD Graphics 2000 و 3000 شامل رمزگذاری ویدیوی سخت افزاری و جلوه های پس پردازش HD است .

معماری نسل ۷

Ivy Bridge 
در 24 آوریل ۲۰۱۲، آیوی بریج منتشر شد و «نسل سوم» گرافیک HD اینتل را معرفی کرد: 

Ivy Bridge Celeron و Pentium دارای Intel HD هستند، در حالی که Core i3 و بالاتر دارای HD 2500 یا HD 4000 هستند. HD Graphics 2500 و 4000 شامل رمزگذاری ویدیوی سخت افزاری و جلوه های پس پردازش HD است .

برای برخی از سی‌پی‌یوهای موبایل کم مصرف، پشتیبانی محدودی از رمزگشایی ویدیو وجود دارد، در حالی که هیچ یک از CPUهای دسکتاپ این محدودیت را ندارند. HD P4000 در پردازنده های Ivy Bridge E3 Xeon با توصیفگر 12X5 v2 مشخص شده است و از رم ECC بدون بافر پشتیبانی می کند.

معماری نسل ۷.۵

Haswell 

در ژوئن ۲۰۱۳، پردازنده‌های مرکزی Haswell با چهار مدل از پردازنده‌های گرافیکی یکپارچه معرفی شدند:

۱۲۸ مگابایت eDRAM در Iris Pro GT3e در همان بسته CPU است، اما روی یک قالب جداگانه که در فرآیند متفاوتی ساخته شده است. اینتل از این قابلیت به عنوان حافظه نهان سطح ۴ یاد می کند که در دسترس برای هر دو CPU و GPU است و نام آن را Crystalwell نامیده است. درایور لینوکس drm/i915 از نسخه کرنل ۳/۱۲  از این eDRAM پشتیبانی می‌کند.

معماری نسل ۸

Broadwell 
در نوامبر ۲۰۱۳، اعلام شد که پردازنده‌های دسکتاپ Broadwell -K (که برای علاقه‌مندان طراحی شده است) دارای Iris Pro Graphics نیز خواهند بود. 

مدل های زیر از GPU یکپارچه برای پردازنده های Broadwell اعلام شده است:

Braswell

معماری نسل ۹

Sky Lake 
خط پردازنده های Skylake که در آگوست ۲۰۱۵ راه اندازی شد. پشتیبانی از VGA را متوقف می کند، در حالی که از تنظیمات چند مانیتور تا سه مانیتور متصل از طریق HDMI پشتیبانی می کند. 1.4، DisplayPort رابط های 1.2 یا Embedded DisplayPort (eDP) 1.3.  

مدل‌های زیر از GPU یکپارچه برای پردازنده‌های Skylake موجود یا اعلام شده است:

Apollo Lake 
خط پردازنده های Apollo Lake در آگوست 2016 راه اندازی شد.

معماری نسل ۹.۵

Kaby Lake 
خط پردازنده های Kaby Lake در آگوست 2016 معرفی شد. ویژگی‌های جدید: افزایش سرعت، پشتیبانی از سرویس‌های استریم 4K UHD "premium" (با رمزگذاری DRM )، موتور رسانه با شتاب کامل سخت‌افزاری 8 و 10 بیتی HEVC و رمزگشایی VP9 .

Kaby Lake Refresh / Amber Lake / Coffee Lake / Coffee Lake Refresh / Whiskey Lake / Comet Lake 
خط پردازنده های Kaby Lake در اکتبر 2017 معرفی شد. ویژگی های جدید: پشتیبانی از HDCP 2.2

Gemini Lake/Gemini Lake Refresh 
ویژگی های جدید: پشتیبانی از HDMI 2.0، رمزگشای سخت افزاری 10 بیتی Profile2 VP9

معماری نسل ۱۱

Ice Lake 
ویژگی های جدید: 10 ریزمعماری پردازنده گرافیکی نسل 11 نانومتری، دو خط لوله کدگذاری 10 بیتی HEVC، سه خط لوله نمایشگر 4K (یا 2x 5K60، 1x 4K120)، سایه‌زنی با نرخ متغیر (VRS)،    و مقیاس‌بندی عدد صحیح. 

در حالی که ریزمعماری مانند نسخه‌های قبلی از نقطه شناور با دقت دوگانه پشتیبانی می‌کند، پیکربندی‌های موبایلی آن شامل این ویژگی نمی‌شوند و بنابراین در آنها فقط از طریق شبیه‌سازی پشتیبانی می‌شود.

Xe LP Architecture (نسل ۱۲) 

اینها بر اساس ریزمعماری Intel Xe-LP ، نوع کم مصرف معماری Intel Xe GPU  که به عنوان Gen 12 نیز شناخته می شود، ساخته شده اند.   ویژگی‌های جدید شامل بازخورد نمونه‌گیر،  پشتیبانی از صف دوگانه،  DirectX12 View Instancing Tier2،  و رمزگشایی سخت‌افزار با عملکرد ثابت 8 بیتی و 10 بیتی AV1 است.

پردازنده گرافیکی Arc Alchemist Tile 
Intel Meteor Lake و Arrow Lake  از ریزمعماری Intel Arc Alchemist Tile GPU استفاده خواهند کرد.

پردازنده گرافیکی Arc Battlemage Tile 
اینتل Lunar Lake  از ریزمعماری پردازنده گرافیکی Intel Arc Battlemage Tile استفاده خواهد کرد.

امکانات

اینتل اینسایدر 
با شروع Sandy Bridge ، پردازنده‌های گرافیکی شامل نوعی حفاظت از کپی دیجیتال و مدیریت حقوق دیجیتال (DRM) به نام Intel Insider هستند که امکان رمزگشایی رسانه‌های محافظت شده در پردازنده را فراهم می‌کند.   پیش از این فناوری مشابهی به نام مسیر ویدیویی صوتی محافظت شده (PAVP) وجود داشت.

HDCP 
فناوری گرافیک اینتل از فناوری HDCP پشتیبانی می کند، اما پشتیبانی واقعی HDCP به مادربرد رایانه بستگی دارد.

ویدیوی همگام سازی سریع اینتل 
اینتل Quick Sync Video فناوری رمزگذاری و رمزگشایی ویدیوی سخت افزاری اینتل است که در برخی از CPUهای اینتل ادغام شده است. نام "همگام سازی سریع" به مورد استفاده از رمزگذاری سریع ("همگام سازی") یک ویدیو از، به عنوان مثال، یک دی وی دی یا دیسک Blu-ray به فرمتی مناسب برای مثال، یک گوشی هوشمند اشاره دارد. Quick Sync با نسل 6 در ریزپردازنده های Sandy Bridge در 9 ژانویه 2011 معرفی شد.

فناوری مجازی سازی گرافیک 
فناوری مجازی سازی گرافیک (GVT) در 1 ژانویه 2014 معرفی شد و همزمان با Intel Iris Pro معرفی شد. پردازنده‌های گرافیکی مجتمع اینتل از روش‌های اشتراک‌گذاری زیر پشتیبانی می‌کنند:  

 عبور مستقیم (GVT-d): GPU برای یک ماشین مجازی بدون اشتراک گذاری با ماشین های دیگر در دسترس است
 انتقال API Paravirtualized (GVT-s): GPU توسط چندین ماشین مجازی با استفاده از درایور گرافیک مجازی به اشتراک گذاشته می شود. تعداد کمی از APIهای گرافیکی پشتیبانی شده ( OpenGL ، DirectX )، بدون پشتیبانی از GPGPU
 مجازی سازی کامل GPU (GVT-g): GPU توسط چندین ماشین مجازی (و توسط ماشین میزبان) بر اساس اشتراک زمانی با استفاده از یک درایور گرافیکی بومی به اشتراک گذاشته می شود. مشابه MxGPU AMD و vGPU انویدیا، که فقط در کارت های خط حرفه ای ( Radeon Pro و Nvidia Quadro ) در دسترس هستند.
 مجازی‌سازی کامل GPU در سخت‌افزار (SR-IOV): برخلاف GVT-g که این کار را در نرم‌افزار (درایور) انجام می‌دهد، می‌توان gpu را توسط چندین ماشین مجازی و میزبان با پشتیبانی از سخت‌افزار داخلی پارتیشن بندی و استفاده/اشتراک‌گذاری کرد. 

Gen9 (یعنی گرافیکی که پردازنده های نسل ششم تا نهم اینتل را تامین می کند، آخرین نسل راه حل مبتنی بر نرم افزار vGPU GVT-G (Intel® Graphics Virtualization Technology –g) است. SR-IOV (مجازی سازی IO تک ریشه) فقط در پلتفرم هایی با پردازنده های نسل یازدهم Intel® Core™ "G" (محصولاتی که قبلاً به عنوان Tiger Lake شناخته می شدند) یا جدیدتر پشتیبانی می شود. این باعث می‌شود Rocket Lake (پردازنده‌های نسل یازدهم اینتل) از GVT-g و/یا SR-IOV پشتیبانی نکند. این بدان معناست که Rocket Lake از مجازی سازی کامل پشتیبانی نمی کند.

مانیتورهای متعدد

Ivy Bridge 
HD 2500 و HD 4000 پردازنده گرافیکی در پردازنده‌های Ivy Bridge به‌عنوان پشتیبانی از سه نمایشگر فعال تبلیغ می‌شوند، اما این تنها در صورتی کار می‌کند که دو تا از مانیتورها به طور یکسان پیکربندی شوند، که بسیاری از  اما نه همه پیکربندی‌های سه مانیتور را پوشش می‌دهد. دلیل این امر این است که چیپ‌ست‌ها فقط شامل دو حلقه قفل فاز (PLL) برای تولید ساعت‌های پیکسلی زمان‌بندی انتقال داده‌ها به نمایشگرها هستند. 

بنابراین، تنها زمانی می توان به سه مانیتور فعال به طور همزمان دست یافت که حداقل دو تا از آنها ساعت پیکسل یکسانی داشته باشند، مانند:

 استفاده از دو یا سه اتصال DisplayPort ، زیرا برای همه اتصالات فقط به یک ساعت پیکسلی نیاز دارند.  آداپتورهای غیرفعال از DisplayPort به برخی از کانکتورهای دیگر به عنوان اتصال DisplayPort به حساب نمی‌آیند، زیرا متکی به این هستند که چیپست می‌تواند سیگنال غیرDisplayPort را از طریق کانکتور DisplayPort منتشر کند. آداپتورهای فعالی که حاوی منطق اضافی برای تبدیل سیگنال DisplayPort به فرمت دیگری هستند به عنوان اتصال DisplayPort حساب می شوند.
 استفاده از دو اتصال غیرDisplayPort از یک نوع اتصال (به عنوان مثال، دو اتصال HDMI) و فرکانس ساعت یکسان (مانند زمانی که به دو نمایشگر یکسان با وضوح یکسان متصل می‌شوید)، به طوری که یک ساعت پیکسل منحصر به فرد می‌تواند بین هر دو به اشتراک گذاشته شود. اتصالات 

یکی دیگر از راه حل های احتمالی سه مانیتور، از پورت DisplayPort در یک CPU موبایل (که اصلاً از چیپست PLL استفاده نمی کند) به همراه هر دو خروجی چیپست استفاده می کند.

Haswell 
مادربردهای ASRock Z87 و H87 از سه نمایشگر به طور همزمان پشتیبانی می کنند.  مادربردهای مبتنی بر H87 ایسوس نیز برای پشتیبانی از سه نمایشگر مستقل به طور همزمان تبلیغ می شوند.

قابلیت ها (سخت افزار GPU) 

OpenCL 2.1 و 2.2 با به روز رسانی نرم افزار در سخت افزار OpenCL 2.0 (Broadwell+) با به روز رسانی های نرم افزاری آینده امکان پذیر است. 

پشتیبانی از Direct3D 9 در Mesa فقط برای درایورهای به سبک Gallium3D اجرا می‌شود، و بنابراین فقط با درایور جدیدتر Gallium3D Iris، که پیش‌فرض برای Broadwell+ از Mesa 20.0 است، در دسترس است. در درایور کلاسیک Mesa i965 پشتیبانی نمی شود.

درایور کلاسیک Mesa i965، که تنها درایور Haswell و قدیمی‌تر در لینوکس است، فقط از نمایه اصلی برای OpenGL 3.1+ پشتیبانی می‌کند، نه مشخصات سازگاری. درایور Iris Gallium3D از مشخصات سازگاری OpenGL 4.6 پشتیبانی می کند.

همه روش های مجازی سازی GVT از خانواده پردازنده های Broadwell با KVM  و Xen پشتیبانی می شوند.

قابلیت ها (شتاب تصویری GPU) 
اینتل یک هسته اختصاصی SIP را توسعه داد که چندین الگوریتم فشرده‌سازی و فشرده‌سازی ویدئو را با نام تجاری Intel Quick Sync Video پیاده‌سازی می‌کند. برخی به طور کامل و برخی فقط به طور جزئی اجرا می شوند.

الگوریتم های شتاب سخت افزاری

خانواده اینتل پنتیوم و سلرون

خانواده اتم اینتل

مستندات 
اینتل دستورالعمل های برنامه نویسی را برای اکثر دستگاه های Intel HD Graphics از طریق مرکز فناوری منبع باز خود منتشر می کند.  این به علاقه مندان و هکرهای متن باز مختلف اجازه می دهد تا بدون نیاز به مهندسی معکوس در توسعه درایورها و درایورهای پورت برای سیستم عامل های مختلف مشارکت کنند.

جستارهای وابسته 

 کارت گرافیک
 واحد پردازش شتاب (APU)

یادداشت

منابع

پیوند به بیرون 

 آنالیزهای عملکرد گرافیکی اینتل 2022.2
 DRAM تعبیه شده اینتل
 مرکز فناوری منبع باز اینتل: اسناد گرافیکی لینوکس (شامل کتابچه راهنمای GPU)
کارت گرافیک
ریزمعماری اینتل
ریزپردازنده‌های اینتل
واحدهای پردازش گرافیکی
ریزمعماری‌های گرافیک
یادکردهای دارای منبع به زبان اسپانیایی