В 2023 году на рынке дискретных видеокарт помимо NVIDIA и AMD наконец появился третий игрок – Intel. Многие пользователи достаточно скептически отнеслись к выходу графических ускорителей процессорного гиганта. Но далеко не все знают, что у графики Intel за плечами история в почти четверть века.
Начало — i740
История первого графического процессора компании берет корни еще в начале 1990-х. Тогда компания GE Aerospace, являющаяся частью General Electric, решила создать собственный графический ускоритель для использования в симуляторе полетов космической программы Апполон. В 1992 году GE Aerospace продала свою часть, связанную с космическими разработками, компании Martin Marietta, также ведущей дела в аэрокосмической отрасли. Последняя в 1995 году объединилась с авиастроительной компанией Lockhead Corporation, образовав корпорацию Lockheed Martin.
Сразу после слияния Lockheed Martin сформировала подразделение Real 3D, чтобы использовать уже имеющиеся наработки в 3D-графике и выйти с ними на потребительский рынок. Успех не заставил себя долго ждать — продукция компании стала пользоваться успехом в аркадных автоматах Sega. Intel заинтересовалась проектом, после чего совместно с ней решено было разработать графические ускорители для персональных компьютеров.
Модель, ставшая продуктом этой коллаборации, увидела свет в 1998 году, и получила название Intel i740. Уникальным было то, что карта изначально проектировалась под особенности интерфейса AGP, в то время как другие игроки рынка в то время ориентировались на PCI. Собственная графическая память карты объемом от 2 до 8 Мб использовалась только для хранения буфера кадров, а текстуры хранились в оперативной памяти ПК. Центральный процессор в системах того времени производил часть геометрических расчетов в 3D. Ставка делалась на расположение текстур в ОЗУ и быстрый канал между ней и графическим процессором. В теории, это должно было повысить производительность без необходимости использовать много быстрой памяти на самой видеокарте.
Именно поэтому модель предназначалась в первую очередь для ПК, оснащенных современными на то время процессорами Pentuim 2 с поддержкой шины AGP. Но партнеры Intel помимо AGP-версий выпускали и версии карты, обладающие интерфейсом PCI. Он организовался с помощью дополнительной микросхемы-моста, распаивающейся на карте. Так как при такой компоновке преимущества скорости интерфейса AGP использовать не получалось, эти модели помимо буфера оснащались собственной графической памятью от 8 до 16 Мб.
i740 обладала единственным пиксельным конвеером, растровым (ROP) и текстурным (TMU) блоком, поддерживала 16-битный цвет, двойную буферизацию, Z-буфер, билинейную и трилинейную фильтрацию, мип-маппинг и альфа-блендинг — все, что было нужно, чтобы воспроизводить проекты 1998 года. Среди поддерживаемых графических API поддерживались DirectX 5.0 и OpenGL 1.1. Качество картинки было неплохим, но производительность по сравнению с конкурентами часто удручала. Реализация хранения текстур в ОЗУ была слишком тяжелой для аппаратного обеспечения того времени: из-за малой пропускной способности интерфейсов AGP и оперативной памяти шины просто забивались данными, из-за чего страдала производительность центрального процессора и, в итоге, всей системы.
1 поколение — i810/i815
В апреле 1999 года Intel анонсировала преемников i740 — модели i752 и i754. Новые карты должны были поддерживать DirectX 6.0, мультитекстурирование, анизотропную фильтрацию и компенсацию движения в видео формата MPEG-2, что позволило бы не отставать в технологичности от конкурентов. При этом добавлять конвееры пока не планировалось, улучшение производительности должны были обеспечить только повышенные частоты ядра и памяти.
Однако уже в августе того же года Intel прекратила производство i740 и отказалась от выпуска новых моделей линейки, тем самым надолго исчезнув с рынка дискретных видеокарт. В конце года Intel представила чипсет Intel 810, предназначаемый для использования с процессорами Pentium 2 и Pentium 3. В новый набор микросхем был встроен графический процессор, для своих нужд использующий часть оперативной памяти. Все наработки и улучшения ранее планируемых моделей вошли в эту встроенную графику.
Чтобы ускорить доступ встроенной видеокарты к памяти, была реализована новая технология — DirectAGP. Ее суть в том, что графическое ядро подключается к ОЗУ не через шину AGP 2x, а напрямую через контроллер памяти. Последний на 810 чипсете поддерживал память типа SDRAM на частоте до 100 Мгц. Это позволило увеличить пропускную способность между ГП и памятью в полтора раза по сравнению с AGP 2x и достичь значения в 800 Мб/c — такого же, каким обладал буфер на дискретной карте i740. Опционально устанавливался дисплейный кеш — микросхемы объемом 4 Мб, распаиваемые непосредственно на материнской плате. Он предназначался для хранения буфера глубины изображения, освобождая этим часть системной памяти и немного ускоряя работу встроенной графики.
Впервые была реализована и другая технология — DVMT. Она заключается в том, что необходимая графическая память теперь выделяется из ОЗУ динамично по мере потребности, а не статично в определенном количестве. Это позволяет в периоды отсутствия 3D-нагрузки снижать потребление графической памяти и тем самым выделять больше места под оперативную память системы. Максимально чипсет мог выделить на нужды графики из ОЗУ до 32 Мб.
Чипсет Intel 815, вышедший годом позже, графических изменений практически не принес. По сути, прошлую модель лишь немного разогнали по ядру и добавили возможность установки в систему памяти SDRAM на 133 МГц, что увеличивало ее пропускную способность до 1067 Мб/с.
2 поколение — серия Extreme Graphics
C выходом на рынок процессоров Pentium 4 Intel понадобились новые чипсеты, в том числе с интегрированной графикой. Первым таким в конце 2001 года стал Intel 845G. В его состав вошла обновленная графика, получившая собственное имя Intel Extreme Graphics.
Удвоение пиксельных конвееров и текстурных блоков, повышенная до 200 МГц частота ядра и поддержка новой памяти типа DDR частотой 266 МГц сделали свое дело — интегрированное видео стало заметно быстрее. Однако в плане поддержки «железных» функций ГП изменений не было: все также отсутствовали аппаратная трансформация и освещение (T&L), а также шейдеры, из-за чего аппаратная поддержка ограничивалась DirectX 6 и OpenGL 1.3. Драйвер Intel рапортовал о поддержке DirectX вплоть до 9.0, но она была лишь программной: эмулировал работу T&L и шейдеров по-прежнему центральный процессор системы. Несмотря на это, в некоторых проектах Extreme Graphics догоняла по производительности бюджетную GeForce2 MX200.
Extreme Graphics 2, которую получил чипсет Intel 865G, увидевший свет в 2003 году, стал небольшим эволюционным изменением. Частота видеоядра была увеличена до 266 МГц, а система стала поддерживать память DDR вплоть до 400 МГц, причем впервые в двухканальном режиме. Благодаря этому пропускная способность памяти по сравнению с 845G увеличилась в несколько раз — до 6.4 Гб/c. Производительность за счет этого возросла, но незначительно.
Обе версии встроенной графики этого поколения также впервые получили мобильные версии с пониженной частотой ядра и пропускной способностью памяти: 166 Мгц и 1 Гб/c в случае с Extreme Graphics, а также до 266 МГц и 2.7 Гб/c в случае Extreme Graphics 2. Максимальный объем памяти, который могли использовать как десктопные, так и мобильные версии, составил 96 Мб.
3 поколение — серия GMA 900
Первенцем, содержащим в себе третье поколение графики Intel, стал чипсет Intel 910GL, разработанный для процессоров Pentium 4 под новый на тот момент socket 775.
Разработка получила имя Graphics Media Accelerator 900. Архитектура видеоядра была переработана, пиксельных конвееров, растровых и текстурных блоков стало по четыре, частота ядра увеличилась до 333 Мгц. Поддерживалась как старая DDR, так и новая DDR2 вплоть до 533 МГц. За счет изменений в ГП заметно увеличилась скорость закраски 3D-картинки — с 266 до 1332 Мпикс/с, однако главную проблему производительности это не решило: T&L и шейдеров не появилось. Но список игр, в которые можно было поиграть с комфортом, по сравнению с прошлым поколением графики значительно расширился.
Формально GMA900 поддерживала шейдеры версии 2.0 и современный DirectX 9.0 — как вы уже догадались, эта поддержка была программной. Максимальный объем памяти, который могло использовать графическое ядро, составлял 256 Мб. Усовершенствованная версия GMA950 появилась в следующем чипсете 945G спустя год. Частота ядра увеличилась до 400 МГц, стала поддерживаться память DDR2-667. Архитектурных изменений не последовало, но программную поддержку Intel улучшила — теперь стал доступен DirectX 9.0c и шейдеры версии 3.0. Правда, на практике это мало что давало: разве что теперь официально поддерживался интерфейс Aero операционной системы Windows Vista. Мобильные версии графики начиная с этого поколения отличались от десктопных лишь немного пониженной частотой ядра.
4 поколение — серия GMA X
В 2006-м готовящееся появление на рынке дискретной графики видеокарт с универсальной шейдерной архитектурой не оставило равнодушным и процессорного гиганта, который в своих недрах тоже разрабатывал встроенную графику, основанную на универсальных шейдерах. Ее представили вместе с чипсетом Intel G965. Новый видеоадаптер получил название Graphics Media Accelerator X3000. Так как анонс 965 чипсета состоялся чуть раньше карт серии GeForce 8800, формально именно Intel является первым производителем, выпустившим на рынок графические процессоры с универсальной шейдерной архитектурой.
Однако на момент выхода на рынок аппаратные шейдеры драйвером графики все также не поддерживались, просчет велся программно. На полную производительность X3000 вышла только в конце 2007 года с выходом соответствующих драйверов. Именно тогда 64 шейдерных процессора, сгруппированные в 8 исполнительных блоков (EU) вкупе с аппаратным T&L, смогли показать существенную разницу в производительности по сравнению с предыдущим поколением GMA. Количество растровых и текстурных блоков осталось неизменным, но повышенный филлрейт обеспечивала увеличившаяся до 667 МГц частота ядра. Положительно для пропускной способности сказалась поддержка чипсетом памяти DDR2 на частоте 800 МГц. Памяти для графики теперь могло использоваться в полтора раза больше — до 384 Мб.
GMA X3500, выпущенный в 2007 году вместе с чипсетом G35, отличался от предшественника драйверами, и со старта поддерживал DirectX 10 и шейдеры версии 4.0. Какого-то ощутимого прироста производительности не последовало, за это время просто допилили совместимость с новым API. Однако для X3000 соответствующие драйвера с поддержкой десятого «директа» так и не выпустили. Это выгодно выделяло новинку X3500, хотя аппаратных изменений в ее шейдерных процессорах не было.
Параллельно с чипсетом G965 Intel выпускает бюджетный 946GZ. Встроенное графическое ядро в нем носит название GMA3000, но на деле ничего общего с GMA X3000 не имеет — по сути, это старый добрый GMA950 с повышенной частотой. Такой же трюк проходит на следующий год с чипсетами G31 и G33 — в них устанавливается GMA3100. Обе модели относятся к третьему поколению графики Intel, не имеют аппаратного T&L и поддерживают шейдеры лишь программно.
В 2008 году в составе чипсетов G41 и G43 появляется усовершенствованное видеоядро GMA X4500. Шейдерных процессоров прибавилось — их стало 80 против 64 в предшественнике, а группировались они теперь в 10 EU. Количество растровых и текстурных блоков изменений не претерпело, но скорость заливки увеличилась благодаря частоте ядра в 800 МГц. Видео GMA X4500 с приставкой HD в чипсете G45 получило такой же набор функций, за исключением дополнительной возможности: им стало поддерживаться полное декодирование для форматов MPEG-4 AVC, VC-1 и MPEG-2 против частичной у обычной модели.
Совместимость с DirectX 10 сохранилась, а благодаря новым драйверам появилась поддержка и современной на тот момент версии OpenGL 2.0. За счет поддержки новыми чипсетами новой памяти DDR3, максимальная пропускная способность графической памяти увеличилась до 17 Гбайт/c против 12.8 Гбайт/c у предшественника. Предельный объем памяти, которую дозволено использовать под графическую, тоже расширили, причем значительно — до 1720 Мб.
Параллельно с развитием 4 поколения собственной графики, в 2008 году Intel начала лицензировать у PowerVR графические ядра серии SGX500 для использования в экономичных процессорах для нетбуков и планшетов. Именно поэтому серии GMA 500, 600 и 3600, несмотря на название «Intel», разработкой последней не являются. Данная практика имела место вплоть до 2012 года, после которого на смену лицензируемой графике в экономичных процессорах пришли на смену собственные разработки.
5 поколение — серия HD
С выходом процессоров первого поколения Intel Core i3 и i5 со встроенной графикой, который пришёлся на начало 2010 года, было решено переместить видеоядро под крышку процессора. Однако оно было не в составе основного кристалла процессора, а размещалось рядом с ним в виде отдельного, содержащего в себе также контроллер памяти.
За основу было взято ядро GMA X4500HD, благодаря чему теперь возможность аппаратного декодирования популярных видеоформатов появилась у всех массовых моделей новых процессоров со встроенной графикой. Были добавлены шейдерные блоки — теперь их стало 96, а блоков EU — 12. Количество ROP и TMU не изменилось еще со времен GMA900, но за счет увеличенной частоты возросла скорость заливки — в отдельных моделях ГП работал на частоте вплоть до 900 МГц. Благодаря поддержке более скоростной памяти DDR3-1333, пропускная способность памяти возросла до 21.3 Гбайт/c. Небольшие изменения в конвеере добавили графике поддержку DirectX 10.1, OpenGL 2.1 и шейдеров модели 4.1.
Несмотря на очередную смену поколения, изменения в нем скорее эволюционные, чем революционные. А вот настоящая революция графики Intel начинается как раз в поколении следующем.
6 поколение — серия HD3000
В 2011 году на рынок выходит 2 поколение процессоров Core под кодовым названием Sandy Bridge. Впервые, со времен появления Core 2 Duo, процессоры обеспечивают видимый прирост производительности благодаря новой архитектуре.
Но на этом еще не все. Помимо процессорных ядер, кристалл ЦП теперь содержит в себе и встроенную графику нового поколения — HD3000.
Она основана на кардинально переработанной графической архитектуре, соединяется с системой по быстрой кольцевой шине и может использовать кеш-память процессора для сокращения задержек данных, поступающих из ОЗУ. Это дает хороший прирост, хотя сама пропускная способность памяти с прошлого поколения не выросла. Количество шейдерных процессоров все так же 96, но они переработаны и обладают более высокой производительностью. Так как на них ушло достаточно много транзисторного бюджета, было решено отказаться от прежней конфигурации растровых и текстурных блоков, оставив каждого только по одному. При этом их реальную эффективность подняли, а для увеличения филлрейта частота ГП была поднята вплоть до 1350 МГц.
Уровень поддержки DirectX не изменился — все тот же 10.1, OpenGL теперь поддерживается версии 3.1. Но дело далеко не в этом. Впервые за много лет встроенная графика Intel позволила запускать достаточно современные на момент ее выхода игры с приемлемой частотой кадров, пусть в невысоком разрешении и на низких настройках. Call of Duty: Modern Warfare 2, Medal of Honor (2010), Left 4 Dead 2, Bioshock 2 и даже Crysis вполне можно было поиграть на видеоадаптере HD3000. В плане производительности он стал близок к таким бюджетным дискретным моделям, как GeForce 9500GT и Radeon HD5450.
Однако такой графикой оснащались не все процессоры нового поколения — только мобильные i3/i5/i7, и несколько десктопных моделей с индексом K и без него. Прочие модели получили упрощенную версию с уменьшенным в два раза количеством шейдерных блоков под названием HD2000. Но даже это не помешало младшей версии новой графики опережать в производительности предшественника в лице HD Graphics первого поколения. Бюджетные Pentium и Celeron этого поколения тоже обладают такой графикой, однако без приставки 2000 — в них она числится под именем HD Graphics.
В виду ограничения фотоматериалов
