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CPU大战GPU，集成显卡大比拼

2010年07月03日星期六00:

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    对于入门级用户或HTPC玩家来说，一款性能不错、功能全面的集成显卡显然要比低端独立显卡好用很多，既省钱又节能还降噪，一举多得。

近年来整合显卡无论性能还是功能都取得了长足的进步，所以关注度节节攀升，厂商们也对整合主板产品的研发投入了高度重视。

   Intel作为显卡市占率最高的厂商，其整合显卡的性能恰恰是最差的，因此近年来在低端市场遭到了AMD的蚕食，780G/790GX等高性能整合芯片组大受欢迎，从而带动了CPU的销售成为低端平台的首选配置。

为了挽回颓势，Intel加大研发力度，首次将集成显卡整合在了CPU内部，2010年伊始隆重发布了新一代32nm制程的Corei5/i3处理器，CPU和GPU性能都得到了质的提升！

   AMD当然也没有闲着，在780G/790GX大获成功的基础上，进一步改进功能和配置，785G开始首次加入了DX10.1支持，巩固了集成显卡的霸主地位。

2010年春节过后，正式发布了890GX芯片组，作为对Corei5/i3的回应，性能功能和配置再次升级。

   由于Intel和AMD纷纷采用平台化战略，在整合图形市场留给第三方芯片组的机会已经非常少了，由此导致NVIDIA黯然离去。

但这并不意味着NVIDIA的产品或者技术实力不行，事实上MCP78和MCP7A的性能依然非常强悍，专为Atom处理器设计的ION离子平台拥有Intel平台最强的集成显卡。

★Intel篇：

Corei5/i3整合显卡架构解析

   Intel最新的Corei5600、Corei3500和即将发布的PentiumG6950都采用的是32nm工艺Westmere架构的Clarkdale核心，它们是把32nm的处理器内核与45nm的北桥芯片组封装在了CPU基板上。

表面上来看是CPU吃掉了GPU，实际上还是传统的南北桥架构，只是北桥（包括集成显卡和内存控制器）从主板转移至CPU内部，而南桥成为单芯片的H55/H57。

   32nm工艺Westmere架构的Clarkdale处理器与Intel此前45nm工艺Nehalem架构的Bloomfield及Lynnfield处理器完全不同。

Bloomfield（Corei79XX）整合了三通道内存控制器，Lynnfield（Corei78XX和i57XX）整合了双通道内存控制器以及PCI-E控制器，而Clarkdale（Corei56XX和i35XX）其实什么都没有整合：

Bloomfield/Lynnfield/Clarkdale核心架构图

   上面的三款核心架构示意图揭露了所有答案，Lynnfield虽然少了一条内存通道，但由于DDR3带宽过剩因此性能损失很小，而PCI-E控制器的加入让整合度更高、架构更为先进。

   反观Clarkdale核心，它的内存控制器、集成显卡、PCI-E控制器都在北桥里面，这与Intel上代Core2平台没有什么两样，将CPU和北桥封装在一起理论上来说并不能提升性能，仅仅是简化了主板设计而已。

由于Clarkdale没有整合内存控制器的原因，其内存性能依旧低下，只是拜先进的32nm工艺所赐，功耗和发热表现比较出色。

全新酷睿处理器一览表

   但是，在处理器核心部分，Clarkdale内核沿用了新一代Nehalem架构，因此CPU性能十分强劲，完全超越了上代高端双核Core2DuoE8000系列。

另外GPU部分的硬件规格也提升不少，所以虽然Intel新一代处理器的总线架构方面并没有带来惊喜，CPU+GPU也只不过是“胶水”封装，但CPU和GPU各自的性能都获得了长足的进步。

★Intel篇：

Corei5/i3整合显卡特性解析

   再来着重看看新酷睿整合显卡方面的特性。

新Corei3/i5与以前的CPU有很大区别，因为不再是由一个CPU核心封装而成，它是由一个CPU与一个GPU封装而成。

CPU部分是一款双核CPU，采用32nm制作工艺，基于最新的Westmere架构；而GPU部分则是采用45nm制作工艺。

   全新Corei3/i5的GPU部分采用45nm制作工艺，虽然比CPU部分落后一点，但也要远胜于竞争对手的产品（890GX是55nm工艺），架构仍是沿用Intel的GMA整合显示核心架构，在G45自带的GMAX4500上进行了加强优化，使其拥有更高的执行效率。

   Corei5、i3和PentiumG6950内置的GMAHD显卡是完全相同的，主要区别就在频率方面，i5661集显的默认频率高达900MHz，其它所有i5和i3集显的默认频率为733MHz，而PentiumG6950集显只有533MHz，而且默认内存最高仅支持DDR3-1066，性能会有很大的损失。

   GMAHD显卡在特效方面支持DX10，没有提供抗锯齿功能，实际上由于整合显卡性能太弱，即便支持DX10和AA都不敢开启，这点其实无须在意。

   流处理器由原来的10个增至12个，共享缓存容量得到提升，并且加入了硬件顶点处理clip/cull/setup功能，上代产品这些都是由CPU来完成的。

此外，Clarkdale在数学计算法则作出了部份改良，这方面将会在OpenGL绘图程序中获得明显的效果。

   在2D高清视频加速方面，GMAHD的改进非常大，几乎追平了AMD和NVIDIA的高清解码引擎，完美支持三大主流编码的硬件解码，全面支持“双流解码、双路HDMI输出、视频后处理增强、次世代音频源码输出”等高级功能，以迎合HTPC高清应用需要。

   总之，Corei5/i3内置的显卡对于Intel来说可以说是革命性的，在功能方面已经不输给AMD和NVIDIA了，至于3D性能还有待进一步的检验。

★Intel篇：

H57/H55芯片组解析

   由于整颗北桥都被整合至CPU内部，因此H55/H57/P55芯片组都只是传统意义上的南桥而已，这颗南桥的规格基本与上代P45搭配的ICH10R南桥是一个级别的，既不支持USB3.0也不支持SATA3.0，更不支持PCI-E2.0，规格十分落后！

只是功能稍微有些加强，工艺从130nm升级至65nm，功耗发热降低不少。

   H55/H57/P55芯片组通过缓慢的DMI总线与CPU当中的“北桥模块”相连接，这个总线正是Intel上代产品南北桥之间的互联总线，虽然带宽仅有2GB/s，但对于低速的外围设备和磁盘系统来说还是基本够用的。

   H55/H57/P55这三款芯片组其实物理芯片是完全相同的，Intel只是人为的限制了它的功能：

H55和H57比P55多了一条FDI通道，可以为整合显卡输出显示信号，因此H55/H57可以称得上是“整合芯片组/主板”，P55则不是。

当Clarkdale处理器插在P55主板上，内置的整合显卡会自动禁用。

当然P55也不是一无是处，它默认是用来搭配四核Lynfield处理器的，一般做工用料超频会比较强，而且它还比H55/H57多了一些无聊的花哨功能：

   H57和H55之间的差距更加微小，除去那些无聊的功能外，也就是多了两个USB2.0接口和两条PCI-E1.0X1通道，对于绝大多数用户而言无关痛痒。

★AMD篇：

890GX芯片组架构解析

   890GX相比前代产品的改进并不多，但也要比Intel换汤不换药的H55/H57芯片组好一些。

890GX芯片组架构图

●只支持AM3和DDR3，抛弃AM2和DDR2

   首先，从CPU接口上来讲，890GX只支持AM3，这也就进而使得890GX成为了目前AMD唯一一款只支持DDR3的芯片组，而上代的790GX/785G可以同时支持AM3和AM2+。

●PCI-E通道分配方式

   785G/790GX/890GX的北桥都提供了总计22条PCI-E2.0通道，其中16条给显卡用，剩下的6条给高速扩展设备（如千兆网卡/阵列卡等）使用。

其中785G定位低端，显卡的16条通道无法拆分，也就不支持双显卡交火，而790GX和890GX可以拆分成为两条X8接口支持双卡交火。

   H55/H57的北桥已经转移至CPU内部，而CPU只提供了16条PCI-E2.0通道，只能给显卡使用，想要连接USB3.0和SATA3.0扩展芯片的话，只能使用南桥提供的PCI-E1.0接口，严重制约性能。

Intel芯片组的这个弊端已经成为各大主板厂商的心病。

●全新南桥SB850，首次原生支持SATA3.0

   SB850是一颗全新设计的南桥芯片，与现在的SB700/SB750相比几乎每项功能都有所增强。

最大的改进就是首次原生支持SATA3.0磁盘总线，厂商无需使用过桥接方案，就能保证最高性能并节约成本。

   但SB850依然不支持万众期待的USB3.0总线，只是将USB2.0端口从12个扩充至14个，和P55/H57相同，比H55多两个。

另外USBECHI控制器也增至三个。

   电源管理方面，SB850将增加对Fusion融合平台的支持，最高支持到C6状态；同时支持五个风扇监控，比现在多一个。

    现在SB700搭配的以太网控制器和时钟发生器都是第三方提供的，而SB850会自带千兆以太网控制器，且可选时钟发生器，这样对于主板布线和成本控制都大有裨益。

★AMD篇：

890GX整合显卡特性解析

   890GX的整合显卡叫做RadeonHD4290，核心拥有40个流处理器，支持DX10.1，规格与785G的集显HD3200完全相同，只不过核心频率从785G的500MHz提升至700MHz。

上代的790GX虽然不支持DX10.1，但集显的核心频率也是700MHz。

   也就是说，从780G开始，AMD整合显卡性能就没有提升太多，因为780G/785G/790GX和890GX都使用的是40个流处理器的RV620核心，处理能力没有提升多少，改进的只是功能而已。

   影响整合显卡性能的，除了流处理器数量之外，另一个重大要素就是内存共享技术，GPU必须共享有限的系统内存。

为了尽可能提高整合显卡的性能，AMD的整合显卡都支持SidePort也就是板载显存功能，这是AMD有别于Intel和NVIDIA的一项技术，厂商可以集成DDR2或者DDR3内存颗粒（一般都是一颗），为整合显卡提供128MB/256MB16bit的专用显存，然后与系统内存配合使用，达到更高的容量与位宽。

但是SidePort技术也增加了主板设计/制造成本。

   高清视频方面一直都是AMD的强项，890GX整合了通用视频解码引擎UVD2.0（双流解码），支持MPEG-2、VC-1、H.264等三大主流格式高清视频的全程硬件解码，5.1声道内置音频输出，还支持DVI、HDMI、DisplayPort等多种输出接口以及HDMI1.3、HDCP1.1规范，并支持多屏显示技术SurroundView。

   但是，Intel新集显已经能够支持次世代音频源码输出功能，AMD在HD5000系列独立显卡中也实现了这种技术，但尚未引入整合显卡。

因为890GX所整合的HD4290充其量也就是HD3000级别的规格。

   总得来说，890GX在整合显卡方面几乎没有改进（只是南桥升级了），我们可以简单的认为：

890GX=785G超频版=790GX+DX10.1。

★NVIDIA篇：

ION离子平台解析

   由于来自竞争对手种种不可告人的原因，NVIDIA已经逐步放弃了芯片组市场。

MCP7A是NVIDIA的最后一款桌面级芯片组，其内置的整合显卡叫做GeForce9300/9400，这款芯片组虽然已经停产，相关主板市场上已经很少见了，但至今依然相当活跃，因为备受关注的ION离子平台所使用的芯片组MCP79其实与MCP7A没有本质区别，它内置的显卡叫做GeForce9400MG。

   MCP7A/MCP79是一颗单芯片设计的芯片组，外部接口通过FSB总线与CPU相连，因而可以支持IntelLGA775接口的所有CPU，当然也支持Atom处理器。

   从硬件规格来看，MCP7A/MCP79不输给当今任何一款芯片组，同时支持DDR2/DDR3内存，PCI-E2.0通道数量也很充足，南桥功能应有尽有。

   只是其芯片组的65nm制造工艺稍显落后，加之本身为单芯片设计，功能较多芯片很大，因此功耗偏高发热较大成为NVIDIA芯片组的一大通病。

   至于GF9400和GF9300，就是官方超频的关系，整合显卡的核心/流处理器频率从450/1200MHz提升至580/1400MHz，性能会有同等幅度的提升。

而芯片组方面功能上没有任何屏蔽或缩水。

★NVIDIA篇：

GF9300/9400整合显卡特性

   整合主板最重要的便是内置的显示核心，而MCP7A/MCP79最大的亮点就是GF9300/9400整合显卡，它们拥有完整的16个流处理器，比上代的GF8200多了一倍，和NVIDIA入门级独立显卡一个规格，因此性能上有了保证。

   根据独立显卡的表现来看，NVIDIA8个流处理器8400GS的性能与AMD40个流处理器的HD2400/3450性能相近，而16个流处理器的GF210性能接近于AMD80个流处理器的HD4350/5450；虽然GF9300/9400的默认频率偏低，但其性能一直都不输给任何整合显卡。

   而且GF9300/9400支持NVIDIA引以为傲的PureVideo、CUDA、PhysX等技术，为廉价的整合平台赋予了更多的功能。

   PureVideo提供了最完美的硬件高清解码支持，对于MPEG2、VC-1和H.264三大编码都能实现完全硬件解码，Intel和AMD的高清解码技术对于VC-1和H.264是完全硬件解码，而对于老迈的MPEG2则有所忽视。

另外NVIDIA还支持CUDA解码的CoreAVC解码器，Intel和AMD不支持。

   近年来CUDA应用软件不仅种类更多而且更加易用，NVIDIA整合显卡也跟着沾光，用户使用GF9300/9400进行视频转码加速后，要比单纯使用中低端CPU快好几倍。

AMD虽然也有Stream技术，但在软件支持度方面和CUDA的差距还是比较大，而Intel在GPU计算领域依然是一片空白。

   PhysX技术关注度非常高，相关游戏大作也并不少见。

以整合显卡的性能当然不足以胜任物理游戏的要求，但它可以当作物理加速卡使用，搭配独立显卡组建HybirdSLI之后可以一定程度上提高性能。

   总得来说，虽然MCP7A/MCP79并非新品，但其硬件规格并不弱，而且得益于NVIDIA相关驱动软件的大力支持，功能和性能都更加丰富，与竞争对手相比有过之而无不及。

总结：

●IntelCorei5/i3、PentiumG6950内置显卡点评

   从功能、节能的角度来讲，Corei3和PentiumG6950是目前最完美的HTPC用整合平台，CPU和GPU整合在一起之后，散热更容易解决，主板也变成了单芯片设计，可以缩得更小。

而且Intel的全新CPU架构拥有很强的性能，虽然在GPU方面性能偏弱，但对于游戏性能要求不高的用户来说，不用太过在意。

   不过，Intel新CPU和H55平台的价格都太高了，实在是毫无性价比可言，这完全背离了它们定位入门级的初衷。

想要入手Intel平台的话，还得忍耐一段时间。

●AMD890GX/790GX/785G整合显卡点评：

   与790GX相比，890GX只是多了DX10.1支持而已，DX10.1对于整合显卡来说完全是鸡肋，因为它没有能力开启任何DX10特效，DX9C特效都是能关就关才能流畅运行游戏。

与785G相比，890GX只是显卡核心频率提高了200MHz，这点频率差距一般的玩家都可以通过超频免费获得。

   890GX只是配套南桥升级到SB850支持SATA3.0而已，在目前机械式硬盘才刚刚突破100MB/s的现实情况下，SATA3.0的实用性显然不如USB3.0高，可惜的是SB850没有提供USB3.0支持，因此它依然很鸡肋。

   因此，890GX虽然能称得上是最强整合显卡，但却没有足够多的亮点来吸引玩家购买升级，因为目前廉价的790GX和785G已经完全够用了。

●NVIDIAMCP7A/MCP79整合显卡点评：

   MCP7A仅仅支持DDR2-800内存，但性能也没有落后太多。

不过NVIDIA已退出整合显卡市场，今后终将被竞争对手取代。