インテル グラフィックス・テクノロジー（GT）[a]は、インテルが設計し、TSMCとの契約に基づいてインテルが製造する統合グラフィック・プロセッサ（IGP）シリーズです。これらのGPUは、中央処理装置（CPU）と同じチップに組み込まれており、ほとんどのインテルベースのデスクトップおよびラップトップに搭載されています。このシリーズは2010年にインテル HD グラフィックスとして導入され、2017年にインテル UHD グラフィックスに改名されました。これは、以前のグラフィックス・メディア・アクセラレーター（GMA）シリーズの後継です。

Intel は、2013 年以降に導入されたIris、Iris Pro、およびIris Plusブランドの下で、より高性能なバリアントも提供しています。これらのバージョンには、実行ユニットの増加や、一部のモデルでは組み込みメモリ ( eDRAM ) などの機能が含まれています。

Intel グラフィックス テクノロジーは、ゲームや高性能アプリケーション向けの同社のディスクリート グラフィックス カード ラインで あるIntel Arcと一緒に販売されています。

歴史

Core i5 プロセッサ（HD グラフィックス 2000 を統合）

Intel HD Graphicsの導入以前は、Intel統合グラフィックスは、Intel Hub Architectureの一部としてマザーボードのノースブリッジに内蔵されていました。これらはIntel Extreme GraphicsおよびIntel GMAと呼ばれていました。プラットフォーム・コントローラー・ハブ（PCH）設計の一環として、ノースブリッジは廃止され、グラフィックス処理は中央処理装置（CPU）と同じダイに移行されました。[要出典]

従来のインテル統合グラフィックソリューションであるインテルGMAは、パフォーマンスと機能が不足しているという評判があり、3Dゲームなどの高負荷のグラフィックアプリケーションには適さないと考えられていました。しかし、インテルHDグラフィックスによってもたらされたパフォーマンスの向上により、これらの製品は、ライバルであるNVIDIAやATI/AMD製の統合グラフィックアダプターと競合できるようになりました。[4]

世代

Intel HDグラフィックスとIrisグラフィックスは世代に分かれており、各世代はさらに性能が上がる「層」に分けられ、「GTx」というラベルで呼ばれる。各世代は、Gen [5]グラフィックスマイクロアーキテクチャと、それに対応するGEN命令セットアーキテクチャ[6] [7] [8]の実装に対応しており、 Gen4以降は[9]となっている。

Gen5アーキテクチャ

ウェストミア

2010年1月、Ironlakeグラフィックスを搭載したClarkdaleプロセッサとArrandaleプロセッサがリリースされ、Celeron、Pentium、またはCore with HD Graphicsというブランド名が付けられました。仕様は1つだけでした。[10] 12個の実行ユニット、900MHzで最大43.2GFLOPS。H.264  1080pビデオを最大40fpsでデコードできます。

直接の前身であるGMA X4500は800MHzのEUを10個搭載していたが、いくつかの機能が欠けていた。[11]

Gen6アーキテクチャ

サンディブリッジ

2011 年 1 月にSandy Bridgeプロセッサがリリースされ、「第 2 世代」 HD グラフィックスが導入されました。

Sandy Bridge、Celeron、Pentium には Intel HD が搭載され、Core i3 以上には HD 2000 または HD 3000 が搭載されています。HD Graphics 2000 および 3000 には、ハードウェア ビデオ エンコーディングとHD 後処理効果が含まれています。[引用が必要]

Gen7アーキテクチャ

アイビーブリッジ

2012年4月24日、Ivy Bridgeがリリースされ、IntelのHDグラフィックスの「第3世代」が導入されました。[12]

Ivy Bridge Celeron および Pentium には Intel HD が搭載されていますが、Core i3 以上には HD 2500 または HD 4000 が搭載されています。HD Graphics 2500 および 4000 には、ハードウェア ビデオ エンコーディングとHD 後処理効果が含まれています。

一部の低消費電力モバイルCPUではビデオデコードのサポートが制限されていますが、デスクトップCPUにはこのような制限はありません。HD P4000は、12X5 v2ディスクリプタを搭載したIvy Bridge E3 Xeonプロセッサに搭載されており、バッファーなしECC RAMをサポートしています。

Gen7.5アーキテクチャ

ハスウェル

統合型HDグラフィックス4600（GT2）を搭載したIntel Haswell i7-4771 CPU

2013 年 6 月に、4 つの層の統合 GPU を備えた Haswell CPU が発表されました。

Iris Pro GT3eに搭載されている128MBのeDRAMはCPUと同じパッケージに収められていますが、異なるプロセスで製造された別のダイ上に搭載されています。Intelはこれをレベル4キャッシュと呼び、CPUとGPUの両方で利用可能な「Crystalwell」と名付けています。Linuxdrm/i915ドライバはカーネルバージョン3.12以降、このeDRAMを認識し、使用可能です。[13] [14] [15]

Gen8アーキテクチャ

ブロードウェル

2013年11月には、 Broadwell -Kデスクトッププロセッサ（愛好家向け）にもIris Proグラフィックスが搭載されることが発表されました。 [16]

Broadwellプロセッサ向けに発表された統合GPUのモデルは以下のとおりです。[17] [より良い情報源が必要]

ブラスウェル

Gen9アーキテクチャ

スカイレイク

2015年8月に発売されたSkylakeシリーズのプロセッサはVGAサポートを廃止し、HDMI 1.4 、  DisplayPort 1.2 、またはEmbedded DisplayPort（eDP）1.3インターフェースを介して接続された最大3台のモニターによるマルチモニターセットアップをサポートし ています。[18] [19]

Skylakeプロセッサ向けには、以下の統合GPUモデルが利用可能または発表されている: [20] [21]

新機能: Vulkan 1.3 ( Mesaでは 1.4 ) およびDirectX 12機能レベル 12_2

アポロ湖

Apollo Lake シリーズのプロセッサは 2016 年 8 月に発売されました。

Gen9.5アーキテクチャ

ケイビー湖

Kaby Lakeシリーズのプロセッサは2016年8月に導入されました。新機能としては、速度の向上、4K UHD「プレミアム」（DRMエンコード）ストリーミングサービスのサポート、8ビットおよび10ビットHEVCとVP9デコードの完全なハードウェアアクセラレーションを備えたメディアエンジンなどが挙げられます。[23] [24]

ケイビー湖リフレッシュ / アンバー湖 / コーヒー湖 / コーヒー湖リフレッシュ / ウィスキー湖 / コメット湖

Kaby Lake Refreshシリーズのプロセッサは2017年10月に導入されました。新機能：HDCP 2.2のサポート[25]

ジェミニ湖/ジェミニ湖リフレッシュ

新機能：HDMI 2.0サポート、VP9 10ビットProfile2ハードウェアデコーダー[27]

Gen11アーキテクチャ

アイスレイク

新機能: 10 nm Gen 11 GPUマイクロアーキテクチャ、2つのHEVC 10ビットエンコードパイプライン、3つの4Kディスプレイパイプライン（または2×5K60、1×4K120）、可変レートシェーディング（VRS）[28] [29] [30]および整数スケーリング[31] 。

マイクロアーキテクチャは以前のバージョンと同様に倍精度浮動小数点をサポートし続けています。しかし、モバイル構成ではこの機能は含まれておらず、エミュレーションを通じてのみサポートされています。[32]

Xe-LPアーキテクチャ（Gen12）

これらは、Intel Xe GPUアーキテクチャの低消費電力版であるIntel Xe-LPマイクロアーキテクチャに基づいています[37]。これはGen 12とも呼ばれます。[38] [39]新機能には、サンプラーフィードバック、[40]デュアルキューサポート、[40] DirectX12ビューインスタンスTier2、[40] AV1 8ビットおよび10ビット固定機能ハードウェアデコードなどがあります。[41] FP64のサポートは削除されました。[42]

Arc Alchemist タイル GPU (Gen12.7)

Intel Meteor LakeとArrow Lake [43]はIntel Arc Alchemist Tile GPUマイクロアーキテクチャを採用している。 [44] [45]

新機能: DirectX 12 Ultimate Feature Level 12_2のサポート、8K 10ビットAV1ハードウェアエンコーダ、HDMI 2.1 48Gbpsネイティブサポート[46]

流星湖

アークバトルメイジタイル GPU

Intel Lunar Lake [43]はIntel Arc Battlemage Tile GPUマイクロアーキテクチャを採用する。[47]

特徴

インテルインサイダー

Sandy Bridge以降のグラフィックスプロセッサには、 Intel Insiderと呼ばれるデジタルコピー保護とデジタル著作権管理（DRM）の形式が含まれており、プロセッサ内で保護されたメディアの復号化が可能です。[48] [49]以前は、Protected Audio Video Path （PAVP）と呼ばれる同様の技術がありました。

HDCP

Intel グラフィックス テクノロジーはHDCPテクノロジーをサポートしていますが、実際の HDCP サポートはコンピューターのマザーボードによって異なります。[引用が必要]

インテル クイック シンク ビデオ

Intel Quick Sync Videoは、Intelのハードウェアビデオエンコードおよびデコード技術で、一部のIntel CPUに統合されています。「Quick Sync」という名称は、 DVDやBlu-rayディスクなどのビデオをスマートフォンなどに適したフォーマットに素早くトランスコード（同期）するユースケースに由来しています。Quick Syncは、2011年1月9日にSandy Bridgeマイクロプロセッサの第6世代で導入されました。

グラフィックス仮想化技術

グラフィックス仮想化技術（GVT）は2014年1月1日に発表され、Intel Iris Proと同時に導入されました。Intelの統合GPUは以下の共有方式をサポートしています。[50] [51]

  • ダイレクト パススルー (GVT-d): GPU は他のマシンと共有されずに単一の仮想マシンで使用可能
  • 準仮想化API 転送 (GVT-s): GPU は仮想グラフィック ドライバーを使用して複数の仮想マシンで共有されます。サポートされているグラフィック API ( OpenGL、DirectX ) は少なく、 GPGPUはサポートされていません。
  • 完全 GPU 仮想化 (GVT-g): GPU は、ネイティブ グラフィック ドライバーを使用して、タイムシェアリング方式で複数の仮想マシン (およびホスト マシン) で共有されます。プロフェッショナル ライン カード ( Radeon ProおよびNvidia Quadro )でのみ利用可能な AMD の MxGPU および Nvidia の vGPU に似ています。
  • ハードウェアによる完全なGPU仮想化（SR-IOV）：GVT-gがソフトウェア（ドライバー）で行うのとは異なり、GPUは複数の仮想マシンとホストで分割して使用/共有できます。内蔵ハードウェアのサポートにより、GPUをホストで使用できます。[52]

Gen9（つまり、第6世代から第9世代のIntelプロセッサーを支えるグラフィックス）は、ソフトウェアベースのvGPUソリューションGVT-G（Intel® Graphics Virtualization Technology –g）の最終世代です。SR -IOV（シングルルートIO仮想化）は、第11世代Intel® Core™「G」プロセッサー（旧称Tiger Lake）以降のプラットフォームでのみサポートされています。そのため、Rocket Lake（第11世代Intelプロセッサー）はGVT-gやSR-IOVをサポートしていません。つまり、Rocket Lakeには完全な仮想化サポートがないということです。[53]第12世代Intel® Core™プロセッサー以降、デスクトップとラップトップの両方のIntel CPUがGVT-gとSR-IOVをサポートしています。

複数のモニター

アイビーブリッジ

Ivy Bridge CPUのHD 2500およびHD 4000 GPUは、3台のアクティブモニターをサポートすると謳われていますが、これは2台のモニターが同一構成の場合のみ機能します。これは多くの3台モニター構成をカバーしますが[54]、すべての3台モニター構成をカバーできるわけではありません。これは、チップセットに、ディスプレイに転送されるデータのタイミングを制御するピクセルクロックを生成するための位相同期回路（PLL）が2つしか搭載されていないためです[55] 。

したがって、3 台のモニターを同時にアクティブにするには、次のように、少なくとも 2 台のモニターが同じピクセル クロックを共有している必要があります。

  • 2つまたは3つのDisplayPort接続を使用します。これらの接続はすべて単一のピクセルクロックで済むためです。[56] DisplayPortから他のコネクタへのパッシブアダプタは、チップセットがDisplayPortコネクタを介して非DisplayPort信号を送信できることに依存しているため、DisplayPort接続としてカウントされません。DisplayPort信号を他のフォーマットに変換するための追加ロジックを備えたアクティブアダプタは、DisplayPort接続としてカウントされます。
  • 同じ接続タイプ（例えば、2つのHDMI接続）と同じクロック周波数（同じ解像度の2つの同一モニターに接続している場合など）の2つの非DisplayPort接続を使用することで、両方の接続間で単一の固有のピクセルクロックを共有できます。[54]

もう一つの3画面ソリューションは、モバイルCPUのEmbedded DisplayPort（チップセットPLLを全く使用しない）と任意の2つのチップセット出力を使用するものである。[56]

ハスウェル

ASRock Z87およびH87ベースのマザーボードは、3台のディスプレイを同時にサポートします。[57] Asus H87ベースのマザーボードも、3台の独立したモニターを同時にサポートすると宣伝されています。[58]

機能（GPUハードウェア）

OpenCL 2.1および2.2は、将来のソフトウェアアップデートによりOpenCL 2.0ハードウェア（Broadwell+）上でソフトウェアアップデートにより可能となる。[93]

Mesaでは、2つのGallium3Dスタイルのドライバによってサポートされており、IrisドライバはBroadwell以降のハードウェアをサポートし、[94] CrocusドライバはHaswell以前のハードウェアをサポートしています。[95]従来のMesa i965ドライバはMesa 22.0で削除されましたが、Amberブランチの一部として引き続きメンテナンスが行われます。[96]

新しいOpenCLドライバはMesa RustiCLです。このドライバは新言語Rustで記述されており、Mesa 22.3を搭載したIntel XEグラフィックスでOpenCL 3.0に準拠しています。Intel Broadwell以降も、多くの2.x機能を備えつつ3.0に準拠する予定です。Intel Ivy BridgeおよびHaswellはOpenCL 1.2をターゲットとしています。開発状況の詳細はmesamatrixをご覧ください。

NEOコンピューティングランタイムドライバーは、Broadwell以降ではOpenCL 3.0（1.2、2.0、2.1を含む）をサポートし、Skylake以降ではLevel Zero API 1.3をサポートします。[97]

Broadwellプロセッサフ​​ァミリー以降、 KVM [98]およびXen [ 99]を搭載したすべてのGVT仮想化方式がサポートされています。

機能（GPU ビデオ アクセラレーション）

Intelは、Intel Quick Sync Videoと呼ばれる複数のビデオ圧縮・解凍アルゴリズムを実装した専用のSIPコアを開発しました。一部は完全に実装されていますが、一部は部分的にしか実装されていません。

ハードウェアアクセラレーションアルゴリズム

Intel PentiumおよびCeleronファミリー

Intel Atomファミリー

ドキュメント

インテルは、オープンソーステクノロジーセンターを通じて、ほとんどのインテルHDグラフィックスデバイスのプログラミングマニュアルを公開しています。[120]これにより、オープンソース愛好家やハッカーがドライバー開発に貢献し、リバースエンジニアリングを必要とせずに、さまざまなオペレーティングシステムにドライバーを移植することができます。

参照

注記

  1. ^ 「GT」という略語は、Intel Power Gadget などの特定の監視ツールで、Intel プロセッサのグラフィック コアを示すために使用されます。
  2. ^ VP9 メディア コーデック GPU アクセラレータは、TTM 以降、Windows 以外のオペレーティング システムでのみサポートされます。
  3. ^ オープンソースLinux OSにおけるメディアコーデックの解像度の詳細は、プラットフォームの機能と使用するドライバーによって異なります。デコード/エンコード機能は、Win8.1およびWin7オペレーティングシステム固有の表8-4と一致しない場合があります。
  4. ^ すべての機能はOSに依存します。ここではハードウェアサポートについて言及しています。詳細については、PDFの80ページの表8-4を参照してください。

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  • インテル グラフィックス パフォーマンス アナライザー 2024.1
  • インテルの組み込みDRAM
  • Intel オープンソーステクノロジーセンター: Linux グラフィックスドキュメント (GPU マニュアルを含む)