内在的美丽——历代集成显卡大阅兵
特别策划
集成显卡作为PC显示处理单元的一个重要分支,在显卡市场中拥有非常大的用户群,早在2000年,Intel就凭借自己第一款搭配i752集成显卡的i810/i815E主板芯片组占据了高达34%的市场份额,超过了当时锋芒毕露的NVIDIA和ATI。一直到现在,集成了显卡的主板产品依然以其实用的性能、不输于独立型主板的功能、低廉的价格吸引着大多数普通用户,此外还继续向着高集成度、更强的数字高清应用在发展——集成显卡已经不再仅是入门级产品的代名词,它更多地成为一种个性化DIY的选择。下面让我们回顾一下集成显卡发展的历程,了解知识的同时,也能更好地玩转手中的集成显卡。
开拓中进步——早期集成显卡
●1998年,SiS发布首款整合芯片SiS 5598,集成SiS 6326显示单元。
●1999年4月27日,Intel首次发布整合芯片组系列i810/i815E,集成i752显示单元。
要谈到最早的集成显卡,不得不提SiS推出的SiS 5598芯片组,这一款芯片里集成的显卡与当时SiS走红的独立显卡SiS 6326有同宗血脉,当然也是集成显卡的开山之作,后来推出的SiS 620也受到了很多品牌机厂商的青睐。随后VIA在Super7平台上推出的MVP4则集成了Trident 9880(Blade 3D)显示单元,性能与NVIDIA当时的独立显卡RIVA 128相当,一度成为AMD K6-2整合平台的首选。不过在2000年第三季度,Intel推出的首款集成i752显示单元的i810/i815E芯片组大展雄威,实现了34%的显卡市场占有率,也算是集成显卡彰显实力的出色战役。
当时的集成显卡已经可以提供诸如双线性过滤、三线性过滤等材质过滤功能,多边形生成速率也达到了100万/秒左右,并且对DX6提供了很好的支持,例如Trident 9880和i752,性能就与NVIDIA的RIVA 128独立显卡接近,玩《极品飞车3》、《极品飞车4》以及《反恐精英》的表现都可以接受,依靠足够低的价格,甚至可以与采用64bit显存版的TNT2 Vanta一争市场——特别是学生装机,MVP4和i810的点名率很高,而SiS 620/630凭借出色的DVD回放效果在廉价Intel平台市场中也有很好的销售成绩。



自从整合主板面世以来,可以说被用到品牌机当中的占有很大一部分,整合平台价格便宜,集成的显卡部分可以满足办公和简单的游戏需要,而最主要的是,虽然性能并不高,但它是一个完整的平台,为只需要入门级电脑功能的用户提供了便利,正因为如此,Intel才会依靠集成显卡坐上显卡市场占有率第一把的交椅。
点评
集成显卡的出现,改变了消费者的购买理念,开辟了主板芯片组与显卡发展的整合之路,同时也是对低端整合产品空白的填补,从此,Intel、SiS、VIA以及后来的生力军NVIDIA与ATI,正式开始在集成显卡市场中展开角逐,集成显卡市场诸侯大战正式开始。
当然,这些“石器时代级”产品已经基本上绝迹了,如果你还有一套这样能运行的电脑……用来做下载机或者路由器吧,低功耗低发热,相对不错的性能,除了用作纪念外还可以发挥一下最后的余热。
混战中成熟——中期集成显卡
●2001年,NVIDIA首次以nForce IGP整合芯片组进军主板芯片组市场,集成了GeForce2 MX显示单元。
●2002年5月13日,ATI首次发布针对AMD平台的IGP 320和针对Intel平台的IGP 330,集成Radeon 7000显示单元。
作为显卡芯片厂商,NVIDIA和ATI自然不会坐视Intel和其他厂商在集成显卡市场中大快朵颐,自己有显示芯片设计的优势,当然要好好地利用起来。我们知道,当年NVIDIA和微软合作推出的XBOX游戏机所采用的主板就是NVIDIA第一款nForce IGP芯片组的雏形。随后,在2001年下半年,NVIDIA发布了第一款集成了GeForce2 MX级显示芯片的nForce IGP芯片组,在市场中获得了不错的用户口碑,从性能上来讲,nForce IGP的集成显示单元在当时也是处于领先地位的(特别是支持双通道DDR的nForce 420)。NVIDIA直接采用整合芯片组杀入主板芯片组市场,避免了与SiS、VIA等老牌主板芯片厂商的正面冲突,从图形方面利用自己的优势给了对手软肋一记重击,可以说这个战术是非常有效的,虽然从市场占有率方面来讲还不及Intel,但NVIDIA IGP性能强大的观念已经深入人心。

ATI和NVIDIA采用的战略比较相似,都是以整合芯片组为先锋进军主板市场。不过ATI却是“脚踩两条船”,在2002年同时推出了支持AMD平台的IGP320和支持Intel平台的IGP330。可惜的是,ATI的IGP芯片集成的Radeon 7000出台时间太晚了,此时NVIDIA的nForce IGP已经成功地树立了形象,再加上IGP320/330只支持单通道内存,这也导致其性能只能和nForce 220相当(GeForce2 MX200级别),所以并没有给用户留下多少印象——早在一年前NVIDIA就有类似产品了。
Intel在2002年推出的i845G系列芯片组集成的Extreme Graphics显示单元也在i810的基础上有了不小的提升,配合对DDR333内存、533MHz FSB的支持,Extreme Graphics也可以在游戏中实现接近GeForce2 MX200的性能,虽然性能不敌NVIDIA nForce IGP,但Intel平台良好的兼容性和稳定性以及Intel处理器的市场占有率却让它依然是市场份额的老大——nForce IGP只有AMD平台的产品。

2002年6月,NVIDIA发布的nForce2 IGP集成了GeForce4 MX440级别的显示单元,性能相对nForce IGP有了很大提升,但相对已经开始支持DX9的独立显卡来说,nForce2 IGP仅支持DX7已经显得有些落后,因此NVIDIA反而将重心放到了没有集成显卡的nForce2 SPP上去了,一直到2005年,才推出下一代的C51整合芯片组。而Intel方面,在i865G上采用的Extreme GraphicsⅡ显示单元性能依然显得较弱,同时期NVIDIA的nForce IGP和ATI的9100IGP及9100Pro IGP(ATI的9100 IGP系列支持DX8.1)则在性能方面好于Intel的产品,因此,在2005年,Intel甚至联合ATI,采用其RS400/RC400/RC410芯片组制造自家品牌主板——这是首次,也是唯一一次。正是因为如此,才促使Intel必须在自己的集成显示单元方面加强开发力度。

另外,除了Intel、ATI和NVIDIA之外,SiS和收购了S3的VIA都有同时代的整合芯片组推出。但是由于性能连Intel的Extreme Graphics系列都赶不上,更别提与NVIDIA和ATI的产品抗衡,因此只能靠超低廉的价格在入门级DIY与品牌机市场分得一杯羹。而在接下来的几代产品中,也没有什么特别的突破,所以这里就不再仔细叙述。

点评
像i865G、i845G这样的整合芯片组在市场中的占有率是非常高的,而且现在还在用的朋友也不少。可以说在2002年到2004年这个整合主板的成熟期里,ATI和NVIDIA都找到了新的突破点,获得了不错的市场份额成长率和用户口碑,虽然这一时期的产品在兼容性方面还不太完善,但很明显,它们的集成显示单元无论从API的支持还是游戏速度方面已经给了Intel不小的压力,Intel必须要拿出点强劲的东西来,才能在DX9时代的整合芯片组部分继续立于不败之地。
对于还在使用这一时代的整合芯片组的朋友,如果想升级的话,可以考虑购买二手的AGP显卡,但是价格并不便宜,像GeForce 6600LE AGP版也要卖到200~300元……所以,借用《大话西游》里吴孟达的一句话:“帮主,还是割了吧。”全套系统一起卖掉升级是最划算的方案。
竞争中升华——近期集成显卡
●2004年6月,Intel发布i915G系列芯片组,集成的GMA 900首次提供了对DX9.0b的支持。
●2005年第三季度,NVIDIA发布C51芯片组,集成GeForce 6级别显示单元,完全支持DX9.0c。
ATI从9100 IGP系列起,集成显示单元已经提供了对DX8.1的支持,这也代表着集成显示单元正式开始提供对Pixel Shader的硬件级支持,而此时Intel 865G的Extreme GraphicsⅡ还只能部分支持DX8,同时DX7性能还一般,显得比较尴尬,因此在2004年6月,Intel推出了集成GMA 900的i915G系列整合芯片组,首次提供了对DX9.0b的支持,同时它的渲染流水线达到了4条,支持PCI-E总线和DDR2内存,相对Extreme Graphics系列有了很大的提升。随后在i945G中出现的GMA 950是对应的升级版,但主要的改动还是在视频加速部分。接下来,Intel继续在G965/946GZ系列中集成了GMA X3000/3000系列,其中GMA X3000提供了对DX9.0c的支持,同时还提供了对MPEG2和VC-1的部分硬件解码加速。在这之后,G35上出现的GMA X3500则是GMA X3000的升级版,提供了对DX10的支持。至此Intel的GMA系列集成显示单元在性能和功能上已经达到一个比较成熟的阶段,同时也在规格上缩小了与NVIDIA及ATI的差距。
NVIDIA方面,凭借nForce2 SPP/Ultra已经占据了绝大部分AMD平台市场,接着就在2005年发布了代号C51的主板芯片组,集成的GeForce 6系列显示单元首次提供了对DX9.0c的支持——这一点在当时是绝对领先的,ATI的RS480/482集成的Radeon X300SE还只能支持到DX9.0b。另外,C51已经可以提供对WMV以及MPEG2视频硬件级的解码加速,当时其它集成显示芯片还都不能做到这个程度。所以,借着Athlon64的风头,C51在AMD整合平台中可以说是风光无限,为后来的C61的市场推广奠定了良好基础。而在2007年里,NVIDIA推出的C68更多的是在HTPC高清功能方面进行改进,例如支持HDCP、提供HDMI等等。


ATI方面,首先推出的是针对AMD平台的RS480芯片组,集成了Radeon X300SE显示单元,并且依靠北桥中的64bit内存控制器提供了对SidePort(HyperMemory)技术的支持,可以让集成显卡使用主板上板载的显存。但是,出于成本的原因,并没有多少主板厂商推出板载显存的主板产品,所以ATI在后来推出的RS482芯片组中将这个功能去掉了。单从游戏性能来讲,C51与RS482差不多,但是由于C51支持DX9.0c与PureVideo,这两个很好的卖点让C51占尽上风,RS482因此市场反应平平。当然,我们不能忘记ATI还同时推出了针对Intel平台的RS400/RC410/RC400(被Intel用来制造自己品牌的主板),其中单通道内存的RC410依靠超低廉的价格成为赛扬D整合平台的首选,因此RC410的销售情况甚至好于C51,这也让ATI当年的市场份额超过NVIDIA 8%!要说ATI整合芯片组真正的爆发,当然得提到AMD收购ATI后推出的A690G芯片组。A690G集成了Radeon X700SE显示单元,虽然还是不支持DX9.0c,但4像素单元、2顶点单元的架构、完备的HTPC解决方案让A690G无论是性能还是功能都不输于同时期的NVIDIA C68,加上AMD的“蜘蛛平台”(处理器、主板与显卡三A)计划,让A690G在AMD平台市场夺走了NVIDIA不少的份额。


点评
当集成显卡全面进入DX9时代之后,提升性能已经不再是唯一的目的。我们可以看到,无论是Intel,还是NVIDIA和AMD,都在自己的集成显卡中逐渐加强视频解码方面的功能,而从实际的整合主板产品来看,也在向HTPC应用方面靠近——提供HDCP、HDMI、DVI以及S/PDIF数字音频输出等等功能。很显然,整合主板发展到这个阶段,无论是芯片组厂商还是主板厂商,已对它的定位比较清楚了,同时也要突破单纯拼性能这一目标。这也是根据消费者的需求变化而变化的,现在的用户消费观念已经比较成熟,购买产品的时候不再只考虑所谓性价比,更多的购买行为都是建立在满足需求的前提下——这也让整合主板发展的方向更加明朗。
在使用这一代整合主板的朋友如果想要升级是很容易的,由于这一代整合主板基本上都提供了PCI-E显卡插槽,只需要购买一款PCI-E独立显卡即可。另外,即便是不升级到独立显卡,像C51/C61/C68、A690G等等,都在BIOS中提供了对集成GPU进行超频的选项,同样可以在一定程度上改善显示部分的性能。
成长中超越——主流与即将上市的集成显卡
●2008年第一季度,NVIDIA发布首款支持DX10的整合主板芯片组MCP78。
●2008年1月23日,AMD发布A780G芯片组,集成Radeon HD3200级别显示单元。
●2008年6月,Intel发布G45,集成的GMA X4500HD针对HTPC设计。
在G35的GMA X3500之后,Intel推出的G45集成了GMA X4500HD显示单元,从规格上来讲,GMA X4500HD除了支持DX10以外,在视频部分增加了H.264及VC-1硬件解码功能,提供HDMI输出——这些规格已经是这一时代最齐全的了。从GMA X4500开始,Intel的集成显示单元在规格方面已经和NVIDIA及AMD的产品站在了同一起跑线上。而在性能部分,核心频率高达800MHz的GMA X4500(A3版)也相对GMA X3500有了两倍左右的提升,在驱动程序进一步完善的情况下,在普通分辨率下应付现在的DX10游戏也不是不可能的事。另外,G45的精简版G43所集成的GMA 4500相对GMA X4500HD所减少的东西在硬件解码方面——它只能支持MPEG2的硬解码。

AMD方面,在A690G之后推出了A780G,显示单元为Radeon HD3200,相当于独立的Radeon HD2400Pro,支持DX10以及H.264与VC-1硬件级解码,同样提供完美的HTPC功能,一度成为HTPC主流选择,而且抢先占领了市场。NVIDIA后来推出集成了GeForce 8200/8300的MCP78与之抗衡,虽然实力相当,但因为失去了先机而市场效果大减。可以说AMD从A690G到780G,抢回了不少的AMD整合平台的市场份额。目前,AMD正式开始推广A790GX芯片组,显示部分升级为Radeon HD3300,核心频率有所提高,其他改动并不大,就算是下一个版本(2009年第二季度发布的RS890)之前的一次小幅度升级。

NVIDIA方面,支持Hybrid SLI等技术的MCP78可以说市场表现还不错,不过在与A780G的战斗中失去了先机,没有达到NVIDIA预期的效果,但由于NVIDIA暂时还没有更新的产品出来,所以还得靠MCP78继续扛着(在新驱动支持CUDA和物理加速之后又有了新的卖点)。不过,NVIDIA将在10月下旬发布一款针对Intel整合平台的芯片组,根据我们得到的内部信息,这款集成GeForce 9系列GPU的芯片组将提供几乎两倍于A780G显示单元的性能,同时也提供了原生的HDCP与HDMI以及对DisplayPort支持。这款产品是否能与GMA X4500HD一拼高低,请关注我们近期将推出的评测文章(已经有正式产品到达产品评测中心)。


点评
进入后DX9时代和DX10时代初期后,集成显卡的竞争已经进入白热化阶段。首先是Intel经过在图形技术方面的猛追,推出的GMA X4500HD已经和NVIDIA及AMD的产品位于同一起跑线上;其次是AMD的A780G/790GX系列产品凭借三位一体(CPU、显卡、主板)的推广模式 、先发制人的产品策略,在AMD整合平台市场中从NVIDIA手中夺回不少份额;NVIDIA整合芯片组在AMD平台上被AMD抢了先手,MCP78虽可以挽回局面,但要恢复nForce2时代的辉煌,还需要继续发力才行。
说到升级,采用A780G和MCP78主板的朋友有了更多的选择,除了可以购买对应的中低端显卡(比如Radeon HD3450和GeForce 8500GT)来组建混合交火与智能SLI外,也可以选择高端独立显卡提升性能,MCP78还可以配合GeForce 9800GT级别显卡实现Hybrid Power技术,在2D应用时关闭独立显卡以节约电能。
工程师总结
硬件评测周刊 王诚
纵观集成显卡发展的历程,从创始时期的摸索,到群雄争霸的混战,很多芯片厂商在竞争中被淘汰或从此一蹶不振,其中不乏曾推出经典产品的厂商,虽然它们倒下了,但却因此让集成显卡的发展之路得以继续下去,优胜劣汰是残酷的,但却是推动事物发展的动力。
集成显卡本身的发展在不同阶段的目标也不尽相同,DX7时代及以前主要体现为性能的提升;在DX8时代主要体现为对API的支持(Shader能力);在DX9时代体现为视频解码能力、输出接口规格的改进;后DX9时代和DX10时代则体现为针对用户需求的全面提升——整合芯片组可以替代低端入门级显卡与低端独立主板的组合,在游戏、图形界面、高清应用方面实现真正的“无所不能”。在即将发布的新整合芯片组中(例如NVIDIA的MCP7A),我们可以看到在集成显示单元性能方面又有大的突破,但同时也可以看到像HDMI甚至DisplayPort之类的接口也成为了标准配置。这表明向集成度更高、性能更强、高清视频功能更完善发展是整合芯片组进化的趋势。也许在将来,整合芯片组会完全代替独立主板成为标配,这也是“分久必合”的大势所趋。