Intel HD Graphics

HD Graphics wird von Intel als Überbegriff für eine Reihe der in die CPU integrierten Grafikprozessoren verwendet. Damit ist HD Graphics der Nachfolger der Intel GMA, die in Chipsätze integriert wurde. Während die Grafikeinheiten der Core-i-Serie durch verschiedene Modellnummern unterschieden wird, werden bei Pentium- und Celeron-Modellen nur „HD Graphics“ als Namen verwendet.

Modelle

CPU Core-i5-2500 mit eingebauter GPU HD 2000

Mit jeder Prozessorgeneration wird eine neue Grafikgeneration in den Prozessor integriert.

Westmere

1. Core-Generation mit 5. Grafikgeneration: Im Januar 2010, Clarkdale und Arrandale-Prozessoren mit Ironlake-Grafik wurden vorgestellt, und vermarktet als Celeron, Pentium, oder Core mit HD-Grafik:[1]

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics12 Shader-Einheiten0043,2 GFLOPS0@900 MHz

Sandy Bridge

2. Core-Generation mit 6. Grafikgeneration: Im Januar 2011 wurden die Sandy-Bridge-Prozessoren vorgestellt mit der „2. Generation“ HD Graphics:

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics06 Shader-Einheiten0096,0 GFLOPS@1000 MHzfür Celeron- und Pentium
HD Graphics 200006 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen00129,6 GFLOPS@1350 MHzab Core i3
HD Graphics 300012 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen0259,2 GFLOPS@1350 MHzab Core i3

Mit Sandy Bridge integrierte Intel erstmals die GPU mit der CPU auf dem gleichen Halbleiter-Chip. Die GPU unterstützt DirectX 10.1 und kann ihre Taktrate je nach Auslastung dynamisch anpassen („Turbotakt“). Im Vollausbau wurde die integrierte GPU unter der Bezeichnung HD3000 verkauft und hatte dabei 12 Shader-Einheiten. Mit nur 6 aktiven Shader-Einheiten wurde die integrierte GPU als HD2000 bezeichnet. Zusätzlich variiert die Taktrate der integrierten GPU je nach Prozessormodell, womit sich die Leistung der GPU verändert, dies ändert jedoch die Bezeichnung der integrierten GPU nicht.

Wurden weitere Funktionen der integrierten GPU deaktiviert, so wurde die integrierte GPU nur noch als HD Graphics ohne jegliche Modellnummer deklariert, auf diese Weise abgespeckte GPU befindet sich in Pentium- und Celeron-Modellen. Zu den deaktivierten Funktionen zählen Intels Quick Sync, das für schnelles Encodieren von Videos mit bestimmten Codecs eingesetzt werden kann. Auch die Decodierfunktionen wurden eingeschränkt, so dass die Clear Video HD- und InTru-3D-Technologie nicht zur Verfügung stehen.

Ivy Bridge

3. Core-Generation mit 7. Grafikgeneration: Am 24. April 2012 wurde die Serie Ivy Bridge vorgestellt mit der „3. Generation“ von Intel HD Graphics:[2]

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics06 Shader-Einheitenfür Celeron- und Pentium
HD Graphics 250006 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen0110,4 GFLOPS@1150 MHzab Core i3
HD Graphics 400016 Shader-Einheiten und zusätzlichen Funktionen0332,8 GFLOPS@1300 MHzab Core i3

Mit Ivy-Bridge führte Intel erstmals eine integrierte GPU ein, die neben DirectX 11 auch OpenCL und mit den neusten Treibern auch OpenGL 4.0[3] unterstützt. Im Vollausbau wird die integrierte GPU unter der Bezeichnung „HD4000“ verkauft und hat 16 Shader-Einheiten, die mit nur 6 aktiven Shader-Einheiten ausgestatteten Varianten tragen die Bezeichnung HD2500. In den leistungsstärksten Ivy-Bridge-CPUs, in denen die Taktrate der HD4000-GPU am höchsten ist, kann sie teilweise schneller sein als einige dedizierte mobile Grafikkarten, was aktuelle Benchmarks zeigen.[4] Wie alle Intel (System on a Chip)-Varianten kann auch die Intel HD 4000 direkt mit dem Cache des Hauptprozessors kommunizieren.

Für einige Low-Power-Mobile-CPUs ist das Video-Dekodieren limitiert, während keine Desktop-CPU diese Limitierung hat.

Haswell

Intel Haswell i7-4771 CPU, mit integrierter HD Graphics 4600 (GT2)

4. Core-Generation mit 7½. Grafikgeneration: Am 12. September 2012 wurde die Haswell-Architektur mit 4 unterschiedlichen integrierten GPU-Modellen vorgestellt:

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD GraphicsGT1e, 10 Shader-Einheiten0184 GFLOPS@1150 MHz
HD Graphics 4200, 4400, 4600, P4600, P4700GT2e, 20 Shader-Einheiten0432 GFLOPS@1350 MHz
HD Graphics 5000GT3e, 40 Shader-Einheiten0704 GFLOPS@1100 MHzdoppelte Performance der HD4xxx-GPUs, in CPUs mit einer TDP von 15 W
Iris Graphics 5100GT3e, 40 Shader-Einheiten0832 GFLOPS@1300 MHzentspricht der HD Graphics 5000 mit einem höheren Takt von 1300 statt 1100 MHz in CPUs mit einer TDP von 28 W
Iris Pro Graphics 5200GT3e, 40 Shader-Einheiten0832 GFLOPS@1300 MHzentspricht der HD Graphics 5000 mit zusätzlich 128 MB embedded DRAM (eDRAM) Cache

Mit Einführung der Intel-Haswell-Mikroarchitektur wurde die Intel HD Graphics weiter überarbeitet. Sie unterstützt nun DirectX 11.1 und verfügt in der maximalen Ausbaustufe (Modelle „HD5000“ bis „Iris 6100“) über 40 Shader-Einheiten. Die mit dem Zusatz „Iris Pro“ bezeichneten GPUs verfügen zudem über einen eigenen Cache mit einer Größe von 128 MB, durch den sich die Performance nochmals deutlich erhöht und bei dem Modell Iris Pro 5200 nur noch rund 15 % hinter der Leistung mobiler Mittelklassegrafikchips wie der Geforce GT650M (in der Version mit DDR3-RAM) liegt.[5] Die kleineren Ausbaustufen mit 20 Shader-Einheiten tragen die Bezeichnungen „HD4200“, „HD4400“ sowie „HD4600“. Auch der interne Videodecoder (genannt Multi Format Codec Engine (MFX)) wurde kräftig überarbeitet, so dass er nun sogar drei parallele 4K-Videos dekodieren kann.

Broadwell

5. Core-Generation mit 8. Grafikgeneration: Im November 2013 wurden Broadwell-K-Desktop-Prozessoren vorgestellt mit Iris Pro Grafik.[6] Weitere Einzelheiten siehe.[7]

Die folgenden integrierten GPU-Modelle wurden vorgestellt für Broadwell Prozessoren:[8]

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD GraphicsGT1e, 12 Shader-Einheiten0163,2 GFLOPS@0850 MHz
HD Graphics 5300GT2e, 24 Shader-Einheiten0345,6 GFLOPS@0900 MHz
HD Graphics 5500GT2e, 24 Shader-Einheiten0364,8 GFLOPS@0950 MHz
HD Graphics 5600GT2e, 24 Shader-Einheiten0403,2 GFLOPS@1050 MHz
HD Graphics 6000GT3e, 48 Shader-Einheiten0768,0 GFLOPS@1000 MHz
Iris Graphics 6100GT3e, 48 Shader-Einheiten0844,8 GFLOPS@1100 MHz
Iris Pro Graphics 6200GT3e, 48 Shader-Einheiten0883,2 GFLOPS@1150 MHzbis zu 128 MB eDRAM

Die folgenden integrierten GPUs sind in Intel Xeon E3 v4 Prozessoren:

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics P5700GT2e, 24 Shader-Einheiten384,0 GFLOPS@1000 MHz
Iris Pro Graphics P6300GT3e, 48 Shader-Einheiten883,2 GFLOPS@1150 MHz128 MB eDRAM

Airmont

Airmont kombiniert Atom-Kerne mit einer Broadwell-Grafik (8. Generation). Die Bezeichnungen lauten HD Graphics, HD Graphics 400, und HD Graphics 405. Diese sind je CPU-Modell unterschiedlich getaktet.[9]

Skylake

6. Core-Generation mit 9. Grafikgeneration: Die Skylake-Prozessor-Linie verabschiedet den VGA-Support, um Multimonitor-Setups mit bis zu 3 Monitoren via HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 oder Embedded DisplayPort (eDP) 1.3 zu ermöglichen.[10][11] Der Support für Windows 7 wurde von Microsoft bis auf das Jahr 2020 erweitert.[12] Die folgenden integrierten GPUs sind für die Skylake-Prozessoren verfügbar:[13][14]

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics 510GT1 mit 12 Shader-Einheitenbis zu 192 GFLOPS bei 1000 MHz
HD Graphics 515GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 384 GFLOPS bei 1000 MHz
HD Graphics 520GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 403,2 GFLOPS bei 1050 MHz
HD Graphics 530GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 441,6 GFLOPS bei 1150 MHz
Iris Graphics 540GT3e mit 48 Shader-Einheitenbis zu 806,4 GFLOPS bei 1050 MHz64 MB eDRAM
Iris Graphics 550GT3e mit 48 Shader-Einheitenbis zu 844,8 GFLOPS bei 1100 MHz64 MB eDRAM (entspricht der Iris Graphics 540 mit höherem Takt und TDP)
Iris Pro Graphics 580GT4e mit 72 Shader-Einheitenbis zu 1152 GFLOPS bei 1000 MHz64 oder 128 MB eDRAM

Die folgenden integrierten GPUs sind in Intel Xeon E3 v5 Prozessoren:

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics P530GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 441,6 GFLOPS bei 1150 MHz
Iris Pro Graphics P580GT4e mit 72 Shader-Einheitenbis zu 1152 GFLOPS bei 1000 MHz64 oder 128 MB eDRAM

Kaby-Lake

7. Core-Generation mit 9½. Grafikgeneration: Mit Kaby-Lake-CPUs lassen sich 4K-Videos in HEVC oder VP9 ohne nennenswerte CPU-Belastung abspielen. Das sorgt für leisere Lüfter und längere Laufzeiten beim Abspielen von Videos. Kaby-Lake-GPUs beherrschen zudem das Hardware-DRM PlayReady 3.0 SL3000, welches manche Anbieter wie Netflix für 4K-Streaming voraussetzen.[15] Dazu kommt die Unterstützung von Thunderbolt 3.[16]

NameShader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics 610GT1 mit 12 Shader-Einheitenbis zu 211,2 GFLOPS bei 1,10 GHz
HD Graphics 615GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 403,2 GFLOPS bei 1,05 GHz
HD Graphics 620GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 441,6 GFLOPS bei 1,15 GHz
HD Graphics 630GT2 mit 24 Shader-Einheitenbis zu 441,6 GFLOPS bei 1,15 GHz
Iris Plus Graphics 640GT3e mit 48 Shader-Einheitenbis zu 844, GFLOPS bei 1,10 GHz64 MB eDRAM
Iris Plus Graphics 650GT3e mit 48 Shader-Einheitenbis zu 883,2 GFLOPS bei 1,15 GHz64 MB eDRAM (entspricht der 640 mit erhöhtem Takt und höherer TDP)

Die folgenden integrierten GPUs sind in Intel Xeon E3 v6 Prozessoren:

Names Shader-EinheitenGFLOPS@TaktfrequenzBemerkungen
HD Graphics P630GT2 mit 24 Shader-Einheiten

In Kaby Lake Refresh wurden im Vorgriff auf die nächste Generation für UHD-Geräte neue Fähigkeiten realisiert: HDMI 2.0/HDCP 2.2 support.[17]

MarktModellKlasseExecution unitseDRAM (MB)Base clock (MHz)Boost clock (MHz)GFLOPSVerwendet in
ConsumerUHD Graphics 620GT224–3001100-1150422,4-441,6i5-8250U, i5-8350U, i7-8550U, i7-8650U

Coffee Lake

Nach Kaby Lake kommen nach dem jetzigen Intel-Plan Coffee Lake in 14nm++. Die 8. Core Generation und 10. Grafikgeneration startet Herbst 2017 in den weiteren Chips für stärkere Notebooks und Desktops nach dem Kaby Lake Refresh in UHD-Notebooks.[18]

Whiskey Lake / Amber Lake

Wegen Problemen in den neuen Techniken zu 10 nm (2019 nun Zieldatum) wird nun eine weitere optimierte Generation mit 14 nm+++ eingeschoben. GT1, GT2 und GT3 sind dabei weiterhin im Programm.[19][20][21]

Comet Lake

Eine weitere 14-nm-Generation.[22]

Cannon Lake

Nach Kaby Lake kamen Coffee Lake bereits Mitte 2017 in 14 nm++ und Cannon Lake als 10-nm-Shrink. Eine neue Architektur stand erst danach wieder auf Intels Roadmap: Ice Lake (10 nm). Cannon Lake wurde auf 2019 in der Massenproduktion verschoben. Es werden nur einige wenige Prozessoren mit ausreichender Ausbeute vermutlich im Herbst 2018 erscheinen.[23][24]

Ice Lake

Ende 2019 ist Icelake erschienen. Die Treiberentwicklung wird weiterhin aktiv fortgeführt.[25]

Tabelle

Vulkan 1.0 wird ab Skylake unterstützt. Vulkan 1.1 wird ab Kaby Lake unterstützt.[26] Seit Mitte 2017 steht auch OpenGL 4.5 mit Version 4729 oder höher zur Verfügung für HD500 und HD600.[27] Der aktuelle Stand für Windows kann bei Intel nachgeschaut werden.[28] OpenGL 4.6 wurde mit Mesa 19.3 komplettiert. Es fehlte vorher noch SPIR-V. Vulkan 1.1 steht ab Mesa 18.1 schon zur Verfügung. Mit Mesa 20.0 wird durch einen neuen Gallium3D-basierten Treiber für Intel-Grafik ab Generation 8 (Broadwell und neuer) OpenGL beschleunigt und Vulkan 1.2 ermöglicht, für die Generationen bis Haswell bleibt der bisherige Treiber i965.[29]

Intel
Architektur		Pentium
Modell		Celeron
Modell		Grafik
Gene-

ration

ModelleVulkan
Version		OpenGL
Version		DirectX
Version		HLSL
Shader
Modell		OpenCL
Version
Westmere(G/P)6000 und U5000P4000 und U300005[30]HD–2.110.04.0–
Sandy Bridge(B)900, (G)800 und (G)600(B)800, (B)700, G500
und G400		06[31]HD 3000 and 2000[32]3.1 (Linux Mesa 10.4: 3.3+)[33][34]10.14.1
Ivy Bridge(G)2000 und A1018G1600, 1000 und 90007[35]HD 4000 und 25001.04.0 (Version 4885: 4.1, 4.2 nahezu komplett,
4.3 zur Hälfte), Linux Mesa 10.1: 3.3+,
17.1: 4.2+[36][37]
19.3: 85% von 4.3 bis 4.6 (mesamatrix)		11.05.01.2
SilvermontJ2000, N3500 und A1020J1000 und N200007[38]HD Graphics (Bay Trail)[39]4.0 (Linux Mesa 10.1: 3.3+, 17.1: 4.2+)[33]1.2[40]
Haswell(G)3000G1800 und 200007½[41]HD 5000, 4600, 4400 und 4200; Iris 5200 und 51004.3 (Linux Mesa 10.1: 3.3+, 17.0: 4.5+, 19.3: 4.6+)[42][43]11.11.2
Broadwell38003700 und 320008[44]Iris Pro 6200[45] and P6300, Iris 6100[46] and HD 6000[47], P5700,
5600[48], 5500[49], 5300[50] and HD Graphics (Broadwell)[51]		1.2 (Linux Mesa 20.0)[52]4.4+ (Linux Mesa 10.4: 3.3+, 12: 4.2+,
13: 4.5+, 19.3: 4.6+)		11.21.2, 2.0,
SDK 2017R2:
2.1[53], 3.0, (2.2?)
AirmontN3700N3000, N3050, N315008HD Graphics (Braswell)[54], based on Broadwell graphics4.4+ (Linux Mesa 13: 4.5+, 19.3: 4.6+)
(J/N)3710(J/N)3010, 3060, 3160rebranded: HD Graphics 400, 405
Skylake(G)40003900 and 380009HD 510, 515, 520, 530 and 535; Iris 540 and 550; Iris Pro 5804.5+ (Linux Mesa 13: 4.5+, 19.3: 4.6+)[55]125.11.2, 2.0,
SDK 2016R3:
2.1[56], 3.0, (2.2?)
Goldmont09HD Graphics4.5+ (Linux Mesa 13: 4.5+, 19.3: 4.6+)
Kaby Lake(G)4560, (G)4600 and (G)4620(G)3930 and (G)395009½[57]HD 610, 615, 620 and 630; Iris Plus 640 and 6504.5+ (Linux Mesa 13: 4.5+, 19.3: 4.6+)[58]
Coffee Lake/
Cannonlake[59]		Gold G5400, G5500, G5600G4900, G492010UHD 610, 6304.5+ (Linux Mesa 17.2: 4.5+, 19.3: 4.6+)1.2, 2.1, 3.0, (2.2?)

Für Linux ist OpenGL 4.5 mit Mesa 13.0 ab Broadwell verfügbar.[60] Für Windows ist mit einer der nächsten Versionen diese Unterstützung von Intel zu erwarten. OpenGL 4.6 ist mit Mesa 19.3 ab Haswell verfügbar. Mit Version 20.0 wechselt der Treiber in Mesa ab Broadwell von i965 zum neuen Iris Gallium 3D.[61] Laut Khronos.org ist OpenCL 2.1 und 2.2 für 2.0-fähige Hardware schon nur mit Treiber-Updates möglich.[62] Hier wäre dies ab Broadwell.

Einzelnachweise

  1. ↑ The Delayed Mobile Nehalems: Clarksfield, Arrandale, and the Calpella Platform. Brighthub.com, 22. Februar 2009, abgerufen am 15. Januar 2014.
  2. ↑ Intel’s Official Ivy Bridge CPU Announcement Finally Live.
  3. ↑ Release Notes: Intel HD Graphics WHQL Driver for Windows 8. DRIVER VERSION: 15.28.0.2792 and 15.28.64.2792 (Memento vom 1. September 2012 im Internet Archive; PDF) intel.com; 10. Juli 2012, abgerufen am 14. Juli 2012.
  4. ↑ Notebookcheck.com: Intel HD Graphics 4000; s. Nvidia GeForce GT 330M.
  5. ↑ Notebookcheck.com: Intel Iris Pro Graphics 5200.
  6. ↑ First Details Regarding Intel "Broadwell-K" Microprocessors Emerge. X-bit labs, archiviert vom Original am 12. Januar 2014; abgerufen am 12. Januar 2014.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.xbitlabs.com
  7. ↑ Martin Fischer: Intels Broadwell-Grafik: Schneller und effizienter Angriff auf AMD. In: heise online. Abgerufen am 1. August 2022.
  8. ↑ Intel will announce Broadwell U 14nm cpu at CES 2014. chinese.vr-zone.com, archiviert vom Original am 29. September 2014; abgerufen am 12. Juni 2014.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/chinese.vr-zone.com
  9. ↑ Airmont - Microarchitectures - Intel - WikiChip. Abgerufen am 16. Juni 2023 (englisch).
  10. ↑ Ian Cutress: Skylake’s iGPU: Intel Gen9 The Intel 6th Gen Skylake Review: Core i7-6700K and i5-6600K Tested. AnandTech, 5. August 2015, abgerufen am 6. August 2015.
  11. ↑ Intel Publishes Initial Skylake Linux Graphics Support. 10. September 2014, abgerufen am 16. September 2014.
  12. ↑ Christof Windeck: Microsoft verlängert Windows-7-Support für Skylake-PCs bis 2020. In: heise online. 12. August 2016, abgerufen am 1. August 2022.
  13. ↑ Khronos Products: Conformant Products. In: khronos.org. 11. Juli 2015, abgerufen am 8. August 2015.
  14. ↑ Ian Cutress: Intel’s Generation 9 Graphics The Intel Skylake Mobile and Desktop Launch, with Architecture Analysis. AnandTech, 1. September 2015, abgerufen am 2. September 2015.
  15. ↑ Florian Müssig: Kaby Lake: Intel bringt siebte Generation der Core-i-Prozessoren. In: heise online. Abgerufen am 1. August 2022.
  16. ↑ Navin Shenoy: New 7th Gen Intel Core Processor: Built for the Immersive Internet. In: Intel Newsroom. Abgerufen am 1. August 2022.
  17. ↑ Ian Cutress: Intel Launches 8th Generation Core CPUs, Starting with Kaby Lake Refresh for 15W Mobile. In: AnandTech. 21. August 2017, abgerufen am 1. August 2022.
  18. ↑ heise.de
  19. ↑ Christof Windeck: Intel: 10-Nanometer-Prozessoren erst 2019. In: c’t Magazin. 27. April 2018, abgerufen am 1. August 2022.
  20. ↑ cgit.freedesktop.org
  21. ↑ cgit.freedesktop.org
  22. ↑ notebookcheck.com
  23. ↑ Christof Windeck: Intel verspricht "Coffee Lake"-Prozessoren noch für 2017. In: heise online. 10. Februar 2017, abgerufen am 21. April 2018.
  24. ↑ Christian Hirsch: Intel Coffee Lake: Core i-8000 mit sechs Kernen bereits zur Jahresmitte? In: heise online. 19. April 2017, abgerufen am 21. April 2018.
  25. ↑ cgit.freedesktop.org
  26. ↑ khronos.org
  27. ↑ geeks3d.com @1@2Vorlage:Toter Link/www.geeks3d.com (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im April 2019. Suche in Webarchiven.)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
  28. ↑ intel.de
  29. ↑ Michael Larabel: Mesa 20.0 Now Defaults To The New Intel Gallium3D Driver For Faster OpenGL. Phoronix, 24. Januar 2020, abgerufen am 2. März 2020 (englisch).
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  62. ↑ Open Standard for Parallel Programming of Heterogeneous Systems. khronos.org

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Intel core i5-2500 Socket 1155
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(c) Dsimic in der Wikipedia auf Englisch, CC BY-SA 3.0
Intel Haswell i7-4771 CPU, sitting atop its original packaging that contains an OEM fan-cooled heatsink