Intel Graphics Technology

Intel Graphics Technology (GT) là tên chung của một loạt bộ xử lý đồ họa tích hợp (IGPs) sản xuất bởi Intel được sản xuất trên cùng một package hoặc die cùng với bộ xử lý trung tâm (CPU). Nó được giới thiệu lần đầu năm 2010 với tên gọi Intel HD Graphics.

Intel Iris Graphics và Intel Iris Pro Graphics là các dòng IGP được được thiệu năm 2013 đi cùng một số kiểu bộ vi xử lý Haswell là phiên bản hiệu năng cao của HD Graphics. Intel HD và Iris Graphics không có hoặc có rất ít bộ nhớ riêng khi làm việc nó sẽ lấy một phần bộ nhớ của RAM, còn Iris Pro Graphics thì đã được nhúng thêm bộ nhớ eDRAM. Iris Pro Graphics là ứng dụng đầu tiên trong series tích hợp DRAM nhúng.

Trong quý 4 năm 2013, đồ họa tích hợp Intel chiếm 65% tổng số lô hàng bộ xử lý đồ họa PC. Tuy nhiên, tỷ lệ phần trăm này không đại diện cho việc áp dụng thực tế vì một số thiết bị được phát hành kèm với thẻ đồ họa rời.

Lịch sử 
Trước khi ra mắt Intel HD Graphics, chip đồ họa tích hợp của Intel đã được tích hợp vào chip cầu bắc của bo mạch chủ, như một phần của kiến trúc Hub của Intel. Chúng được biết đến là Intel Extreme Graphics và Intel GMA, Intel GMA HD Graphics. Như một phần của thiết kế Platform Controller Hub (PCH), đồ họa nằm ở chip cầu bắc đã bị loại bỏ và xử lý đồ họa được chuyển đến cùng một khuôn với bộ xử lý trung tâm (CPU).

Giải pháp đồ họa tích hợp Intel trước đây, Intel GMA, nổi tiếng là thiếu hiệu năng và tính năng, do đó không được coi là lựa chọn tốt cho các ứng dụng đồ họa đòi hỏi cao hơn, ví dụ như chơi 3D. Sự gia tăng hiệu năng do U
HD Graphics của Intel mang lại khiến các sản phẩm cạnh tranh tốt hơn với các bộ điều hợp đồ họa tích hợp do các đối thủ của nó, Nvidia và ATI/AMD sản xuất. Intel HD Graphics, có sự tiêu thụ điện năng tối thiểu, quan trọng trong máy tính xách tay, đủ khả năng để các nhà sản xuất PC thường ngừng cung cấp các tùy chọn đồ họa rời cho cả dòng máy tính xách tay cấp thấp và cao cấp, nơi mà kích thước nhỏ gọn và tiêu thụ điện năng thấp là rất quan trọng.

Các thế hệ 

Intel HD và Iris Graphics được chia thành các thế hệ và trong mỗi thế hệ được chia thành các 'bậc' tăng hiệu suất, được ký hiệu bằng nhãn 'GTx'.
Do Intel HD và Iris Graphics được gắn cứng vào CPU, vì vậy các thế hệ của nó đi kèm các thế hệ vi kiến trúc CPU của Intel.

Thế hệ thứ 5 (Gen5)

Westmere 
Tháng 1 năm 2010, bộ vi xử lý Clarkdale và Arrandale với đồ họa Ironlake được phát hành, được phát hành và được đặt tên là Celeron, Pentium, hoặc Core với HD Graphics. Chỉ có một thông số kỹ thuật: 12 đơn vị xử lý (EUs), lên tới 43.2 GFLOPS tại 900 MHz. Nó có thể phát video H264 1080p ở tốc độ lên đến 40 fps.

Người tiền nhiệm trực tiếp của nó, GMA X4500, có 10 EUs tại 800 MHz, nhưng nó thiếu một số khả năng.

Thế hệ thứ 6 (Gen6)

Sandy Bridge 
Tháng 1 năm 2011, bộ xử lý Sandy Bridge đã được phát hành, giới thiệu HD Graphics "thế hệ thứ hai":

Trong đó HD Graphics dành cho các vi xử lý Celeron và Pentium, còn HD Graphics 2000 và 3000 dành cho dòng Intel Core. HD Graphics 2000 và 3000 bao gồm mã hóa video phần cứng và HD postprocessing effects.

Thế hệ thứ 7 (Gen7)

Ivy Bridge 
Ngày 24 tháng 4 năm 2012, Ivy Bridge được phát hành, giới thiệu "thế hệ thứ ba" của đồ họa HD của Intel:

Trong đó HD Graphics dành cho các vi xử lý Celeron và Pentium, còn HD Graphics 2500 và 4000 dành cho dòng Intel Core.  HD Graphics 2500 và 4000 bao gồm mã hóa video phần cứng và HD postprocessing effects.

Đối với một số CPU di động công suất thấp, hỗ trợ giải mã video bị hạn chế, trong khi không có CPU máy tính để bàn nào có hạn chế này.

Haswell 

Ngày 12 tháng 9 năm 2012, CPU Haswell được ra mắt, cùng với GPU thế hệ thứ 4:

128 MB eDRAM trong Iris Pro GT3e nằm trong cùng một gói với CPU nhưng trên một die được sản xuất theo tiến trình khác. Intel gọi đây là bộ nhớ đệm Cấp 4, có sẵn cho cả CPU và GPU, đặt tên cho nó là Crystalwell. Driver drm/i915 của Linux đã biết và có khả năng sử dụng eDRAM này kể từ phiên bản hạt nhân 3.12.

Iris Pro Graphics tích hợp đã được Apple áp dụng cho các máy tính xách tay MacBook Pro l15 inch cuối năm 2013 (với Màn hình Retina), vốn đã từ lâu trong lịch sử của dòng không có card đồ họa rời, mặc dù chỉ dành cho các model cấp thấp. Nó cũng được đưa vào iMac 21,5 inch cuối năm 2013.

Thế hệ thứ 8 (Gen8)

Broadwell 
Tháng 11 năm 2013, có thông báo rằng bộ vi xử lý máy tính để bàn Broadwell-K (nhắm đến những người đam mê) cũng sẽ mang Iris Pro Graphics.

Các mô hình GPU tích hợp sau được công bố cho bộ xử lý Broadwell:

Airmont/Braswell (Silvermont) 
Silvermont, ra mắt tháng 5 năm 2013, là vi kiến trúc dành cho các vi xử lý cấp thấp của Intel là Atom, Celeron và Pentium. Airmont/Braswell là phiên bản rút gọn của Silvermont ra mắt đầu năm 2015 cho PC.

Thế hệ thứ 9 (Gen9)

Skylake
Dòng vi xử lý Skylake, ra mắt vào tháng 8 năm 2015, không còn hỗ trợ cổng VGA, đồng thời hỗ trợ thiết lập đa màn hình lên đến ba màn hình được kết nối qua giao diện HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 hoặc Embedded DisplayPort (eDP) 1.3.

Các mẫu GPU tích hợp sau đây có sẵn hoặc được công bố cho bộ xử lý Skylake:

Apollo Lake 
Dòng vi xử lý Apollo Lake được ra mắt vào tháng 8 năm 2016.

Kaby Lake 
Dòng bộ vi xử lý Kaby Lake được giới thiệu vào tháng 8 năm 2016. Các tính năng mới: tăng tốc độ, hỗ trợ các dịch vụ phát trực tuyến 4K UHD "premium" (DRM encoded), công cụ đa phương tiện với khả năng tăng tốc phần cứng đầy đủ của giải mã HEVC 8 và 10 bit và VP9.

Kaby Lake Refresh / Amber Lake / Coffee Lake / Whiskey Lake / Comet Lake 
Dòng vi xử lý Kaby Lake được giới thiệu vào tháng 10 năm 2017. Tính năng mới: hỗ trợ HDCP 2.2

Gemini Lake 
Các tính năng mới: Hỗ trợ HDMI 2.0, bộ giải mã phần cứng VP9 10-bit Profile2

Thế hệ 10 (Gen10)

Ice Lake 
Các tính năng mới: Vi kiến trúc GPU thế hệ 10 10 nm, hai pipelines mã hóa HEVC 10-bit, 3 pipelines  hiển thị 4K (hoặc 2x 5K60, 1x 4K120), variable rate shading (VRS)  Integer scaling

Tương lai

Intel Xe là một sản phẩm GPGPU và dGPU  đang được phát triển và dự kiến sẽ phát hành sản phẩm đầu tiên vào năm 2020..

Tính năng

Intel Insider 
Bắt đầu từ Sandy Bridge, bộ xử lý đồ họa bao gồm một hình thức bảo vệ bản quyền và quản lý quyền kỹ thuật số (DRM) được gọi là Intel Insider, cho phép giải mã phương tiện được bảo vệ trong bộ xử lý. Trước đây có một công nghệ tương tự được gọi là Protected Audio Video Path (PAVP).

Intel Quick Sync Video 

Intel Quick Sync Video là công nghệ mã hóa và giải mã video phần cứng của Intel, được tích hợp vào một số CPU Intel. Tên gọi "Quick Sync" đề cập đến trường hợp sử dụng để chuyển mã nhanh  ("đồng bộ hóa") một video từ, ví dụ như, một DVD hay Blu-ray Disc sang định dạng phù hợp với điện thoại thông minh chẳng hạn. Quick Sync được giới thiệu với bộ vi xử lý Gen 6 trong Sandy Bridge vào ngày 9 tháng 1 năm 2011.

Graphics Virtualization Technology 
Graphics Virtualization Technology (GVT) ra mắt ngày  và ra mắt cùng thời điểm với Intel Iris Pro. Các GPU tích hợp của Intel hỗ trợ các phương pháp chia sẻ sau:
 Truyền trực tiếp (GVT-d): GPU có sẵn cho một máy ảo duy nhất mà không cần chia sẻ với các máy khác
 Chuyển tiếp API paravirtualized (GVT-s): GPU được chia sẻ bởi nhiều máy ảo bằng cách sử dụng trình điều khiển đồ họa ảo; một số API đồ họa được hỗ trợ (OpenGL, DirectX), không hỗ trợ cho GPGPU
 Ảo hóa toàn bộ GPU (GVT-g): GPU được chia sẻ bởi nhiều máy ảo (và bởi máy chủ) trên cơ sở chia sẻ thời gian bằng cách sử dụng trình điều khiển đồ họa gốc; tương tự như MxGPU của AMD và vGPU của Nvidia, chỉ có sẵn trên các card dòng chuyên nghiệp (Radeon Pro and Nvidia Quadro)

Đa màn hình

Ivy Bridge 
HD 2500 và HD 4000 GPUs trên các CPU Ivy Bridge được quảng cáo là hỗ trợ 3 màn hình cùng lúc, nhưng điều này chỉ hoạt động nếu hai trong số các màn hình được định cấu hình giống nhau, nhưng không phải tất cả ba màn hình được cấu hình. Lý do cho điều này là các chipset chỉ bao gồm hai phase-locked loops (PLLs) để tạo đồng hồ pixel định thời gian dữ liệu được truyền đến màn hình.

Do đó, chỉ có thể đạt được ba màn hình hoạt động đồng thời khi ít nhất hai màn hình trong số chúng có cùng xung nhịp pixel, chẳng hạn như:

 Sử dụng 2 hay 3 kết nối DisplayPort, vì chúng chỉ yêu cầu một đồng hồ pixel duy nhất cho tất cả các kết nối. Bộ điều hợp thụ động từ DisplayPort sang một số đầu nối khác không được tính là kết nối  DisplayPort, vì chúng dựa vào việc chipset có thể phát ra tín hiệu không phải DisplayPort thông qua đầu nối DisplayPort. Bộ điều hợp hoạt động có chứa logic bổ sung để chuyển đổi tín hiệu DisplayPort sang một số định dạng khác được coi là kết nối DisplayPort
 Sử dụng hai kết nối không phải DisplayPort của cùng một loại kết nối (ví dụ: hai kết nối HDMI) và cùng tần số xung nhịp (như khi được kết nối với hai màn hình giống nhau ở cùng độ phân giải), để có thể chia sẻ một đồng hồ pixel duy nhất giữa cả hai kết nối.

Một giải pháp ba màn hình khác có thể sử dụng là Embedded DisplayPort trên một CPU mobile (hoàn toàn không sử dụng chipset PLL) cùng với hai đầu ra chipset bất kỳ.

Haswell 
Các bo mạch chủ dựa trên ASRock Z87- và H87 hỗ trợ đồng thời ba màn hình. Bo mạch chủ dựa trên Asus H87 cũng được quảng cáo là hỗ trợ ba màn hình độc lập cùng một lúc.

Năng lực 

Có thể OpenCL 2.1 và 2.2 với bản cập nhật phần mềm trên phần cứng OpenCL 2.0 (Broadwell +) với các bản cập nhật phần mềm trong tương lai.

The classic Mesa i965 driver, which is the only one for Haswell and older on Linux, only supports core profile for OpenGL 3.1+, not compatibility profile. The Iris Gallium3D driver supports compatibility profile for OpenGL 4.6.

Tất cả các phương pháp ảo hóa GVT đều được hỗ trợ kể từ dòng bộ xử lý Broadwell với KVM và Xen.

Khả năng (tăng tốc video GPU) 

Intel đã phát triển một lõi SIP chuyên dụng thực hiện nhiều thuật toán nén và giải nén video mang nhãn hiệu Intel Quick Sync Video. Một số được triển khai hoàn toàn, một số chỉ một phần

Các thuật toán tăng tốc phần cứng

Họ Intel Pentium và Celeron

Họ Intel Atom

Tài liệu 
Intel phát hành sách hướng dẫn lập trình cho hầu hết các thiết bị Intel HD Graphics thông qua Open Source Technology Center của họ.  Điều này cho phép những người đam mê mã nguồn mở và hacker khác nhau đóng góp vào việc phát triển trình điều khiển và trình điều khiển cổng cho các hệ điều hành khác nhau mà không cần dò ngược.

Xem thêm 

 Video card
 Accelerated processing unit (APU)
 Free and open-source graphics device driver
 List of Intel graphics processing units
 List of Nvidia graphics processing units
 List of AMD graphics processing units

Tham khảo

Ghi chú

Liên kết ngoài
 Intel Graphics Performance Analyzers 2019 R1
 Intel's Embedded DRAM
 Intel Open Source Technology Center: Linux graphics documentation (includes the GPU manuals)

Vi xử lý đồ họa
Vi xử lý Intel