电脑进化论：处理器整合GPU是新的突破

地瓜 · 发表于 2010-11-13 13:53

·处理器整合GPU是历史必然

可以说英特尔是一台“永动机”，它推动着处理器技术一直前行。英特尔“Tick-Tock”战略使其处理器不断在进行架构革新，甚至有些人认为其重要性堪比“摩尔定律”。之所以处理器的性能能够一直提升，主要是由于处理器制程和架构的变化。

在2010年年初，英特尔发布了Westmere架构处理器，它在处理器发展史中可以说具有重大意义。这个架构率先把处理器和图形核心融合在了一起，从而使处理器在“智能”的道路上前进了一大步。

英特尔“Tick-Tock”战略

现有Penryn核心与最新Westmere核心的区别

英特尔Westmere架构处理器融合了32nm制程的处理器核芯和45nm图形核心，更高度整合的架构能够大幅度提高整体的运行效率，并且对于移动平台的产品来说，单芯片设计可以降低功耗，从而提高笔记本的续航能力。

Westmere架构 i5－520M（左）与i3－330M（右）的正面实物图

新的Westmere架构同样拥有桌面和移动平台两个产品线，其中移动核心代号是Arrandale，桌面核心代号是Clarkdale。Westmere架构是Nehalem架构的延伸版本，从图中我们可以看到，一块处理器中拥有两个die，这在以往的处理器中是绝对没有出现过的。

Westmere架构全新32nm制程技术已完成

其实Westmere只是一个开始，在2010年即将发布的Sandy Bridge架构将拥有更高的整合度，它实现了处理器和图形核心真正的融合，并且集成的图形核心在性能方面也会有大幅度的提升。

地瓜 · 发表于 2010-11-13 13:54

· 英特尔集成图形核心的新奥秘

单从32nm处理器的外观上就能一目了然的看出最大的变化，这同时也是英特尔第一次为桌面和笔记本带来内集成显卡芯片的处理器。但事实上，第一款真正“融合CPU”的处理器也是英特尔的新Atom处理器，它是将原本的主板北桥芯片（包括图形核心）集成到CPU当中，简化主板布局，提高集成度，降低功耗。这样新的Atom处理器只需要搭配一颗输入输出芯片（原南桥）就可以完成平台组建。虽然现在的32nm处理器集成图形处理器的技术并不像Atom处理器那样完全整合在了一个芯片当中，但它们同样仅需要一款专门研制的主板就能实现集成图形的输出。

Westmere架构是整合图形的处理器

32nm处理器想让集成核心发挥作用要靠FDI通道来实现，因为HM55、HM57主板是专为搭配整合GPU核心的处理器设计的，而Display单元则被整合在PCH（也就是新“南桥”芯片）中，这就需要成绩的GPU核心经过一个特设的通道与PCH中的Display单元链接，再由Display单元将图像输出到外接的显示设备上，这样大家才可以在显示器上看到图像。

集成图形处理器的示意图

集成在处理器基板上的45nm图形核心部分被Intel称为“图形内存控制器中心”(GMCH)，除了GPU核心之外它还有三个主要部分：PCI-E 2.0控制器，可提供16条PCI-E 2.0信道，组成一个PCI-E 2.0 x16显卡插槽，还能控制独立显卡和集成图形核心之间的切换，但不能拆分为两条PCI-E 2.0 x8插槽支持CrossFire或SLI。内存控制器，支持双通道DDR3内存，英特尔官方频率最高1333MHz。DMI总线控制器，提供DMI x4/x2总线，用于和系统芯片组的通信。简单地说，这其实就是一颗整合型北桥芯片，只是被放在了处理器基板上而已。

英特尔“HD Graphics”所涉及的应用范围

简单地说，这颗图形核心是基于G965/GM965时代引入的统一渲染架构，三组18个执行单元，硬件支持DirectX10、SM4.0和OpenGL 2.0，专用高清解码管线支持全高清Full HD MPEG2/H.264/VC-1格式解码和后期处理。该核心采用Unified Shader设计，每一组Execution Units均可执行Vertex，Geometry及Pixel Shader指令。不过由于该核心仍基于GMA架构，仅支持Single Sampled Rendering，因此仍不支持AA抗锯齿，32Bit Floatp-Point Filtering，RGB32 Rendertarget。

这颗集成的图形处理器被英特尔称为“HD Graphics”，在多媒体方面，HD Graphics相比于G45/GM45集成显卡的新特性有：双视频流解码、高清和标清锐度、xvYCC色域、双HDMI同时输出、双音频流、12bpc HDMI/DisplayPort色深、双HDCP流输出、Dolby TrueHD/DTS-HD MA源码输出，同时英特尔也声称主要面向休闲和主流PC游戏。值得一提的是，移动级的处理器支持显卡Turbo模式，但是桌面级的不支持，这是因为桌面级的显示核心的频率已经足够高了。在这种情况下，如果GPU的需求高于CPU，那么CPU将会把TDP更多的分配给GPU。

英特尔 Clear Video 高清技术

另外在软件方面，英特尔还将提供全新的媒体控制面板，界面重新设计，功能简单易用，支持自定义分辨率。此外还宣称，新处理器和集成显卡搭配可带来完整的Windows 7体验，重点有多媒体播放、Aero界面特效、微软媒体中心体验、高彩色支持等四个方面[img=1,1]http://ad-apac.doubleclick.net/ad/N5751.138759.7505627606321/B4161182.48;sz=1x1;ord=[timestamp]?[/img]。