Intel HD Graphics (Bay Trail) vs Intel UHD Graphics G1 (Ice Lake 32 EU) vs Intel HD Graphics 4400

Intel HD Graphics (Bay Trail)

Die Intel HD Graphics (Bay Trail) ist eine in den Tablet- (z.B. Z3770), Nettop- (z.B. J2850) und Notebook-SoCs (z.B. N3510) der Bay-Trail-Serie integrierte Grafikeinheit. Sie ist in verschiedenen Atom-, Celeron- und Pentium-Modellen zu finden und basiert auf der DirectX-11-tauglichen GPU der Ivy-Bridge-Generation. Taktrate und Einheitenzahl fallen allerdings deutlich niedriger aus, sodass sich die Performance nur im Low-End-Segment ansiedelt.

Im Vergleich zu Ivy Bridge, dessen Gen-7-GPU entweder 6 oder 16 Executions Units bietet, kommt die HD Graphics (Bay Trail) nur mit lediglich 4 EUs daher. Abhängig von Temperatur und Leistungsaufnahme kann die niedrige Basisfrequenz dynamisch bis auf den maximalen Turbo-Takt angehoben werden, der ja nach Modell bei bis zu 896 MHz liegt. Ebenfalls modellabhängig ist das Speicherinterface, welches im Single- oder Dual-Channel-Betrieb sowie mit verschiedene Speicherstandards (DDR3(L), DDR3L-RS, LPDDR3) arbeiten kann. Insbesondere Varianten mit einem nur 32 Bit breiten Interface (Atom Z3735G) verlieren teils erheblich an Performance.

Die schnellsten Notebook-Modelle erreichen knapp die Performance der HD Graphics (Sandy Bridge) sowie der Radeon HD 6310. Das reicht, um einige ältere und sehr anspruchslose Windows-Spiele wie World of Warcraft oder Half-Life 2 in niedrigen Einstellungen flüssig darzustellen. Für aktuelle Windows-Titel ist die GPU dagegen praktisch nicht geeignet.

Verglichen mit konkurrierenden ARM-SoCs ordnet sich die Grafikeinheit dagegen im unteren High-End-Segment ein und übertrifft knapp die Adreno 320, die in verschiedenen Qualcomm-SoCs wie dem Snapdragon 600 zu finden ist. Damit entspricht Grafik-Performance in etwa Nvidias Tegra 4. Auch sehr aufwändige Android-Spiele werden damit in hohen Auflösungen flüssig bewältigt (Stand 2013).

Der integrierte Videodecoder unterstützt alle gängigen Codecs wie MPEG2, H.264, VC1, MVC oder VP8 und ist für Auflösungen bis 4K (maximal 100 Mbit/s) geeignet. Das Bildsignal kann per HDMI 1.4 (max. 1.920 x 1.080) oder DisplayPort 1.2 (max. 2.560 x 1.600) an bis zu zwei Displays ausgegeben werden. Eine weitere Neuerung ist die Unterstützung von Wireless Display sowie Quick Sync, Intels schnellem und sparsamen H-264-Hardwareencoder. Einige dieser Features sind jedoch nicht bei allen Modellen verfügbar.

Je nach Modell liegt die Leistungsaufnahme des gesamten SoCs zwischen rund 2 und 10 Watt. Die besonders sparsamen Versionen sind damit auch für passiv gekühlte Tablets geeignet, andere werden in größeren (Sub-) Notebooks mit aktiver Kühlung eingesetzt.

Intel UHD Graphics G1 (Ice Lake 32 EU)

Die Intel UHD Graphics G1 (Ice-Lake mit 32 EUs) ist eine Prozessorgrafikkarte, die im Mai 2019 vorgestellt wurde. Sie wird in den Einstiegs-Modellen der Ice-Lake 15W U-Serie verbaut (und eventuell auch in 25 Watt und 7 Watt Modellen) und bietet 32 der 64 EUs (Executing Units - Shader Cluster) und keinen eigenen dedizierten Grafikspeicher (kein eDRAM wie die Vorgänger Iris Plus 640 z.B.). Die Taktung ist abhängig vom CPU-Modell und variiert nach ersten Informationen im Boost zwischen 1050 und 1100 MHz. Der Basistakt ist mit niedrigen 300 MHz spezifiziert.

Die genaue Leistung der schwächsten Grafikstufe ist bis jetzt noch nicht bekannt, jedoch sollte sie deutlich oberhalb der alten Intel UHD Graphics 620 in Whiskey Lake liegen (durch die höhere Anzahl an EUs und verbesserte Architektur). Wahrscheinlich erreicht die G1 Ausbaustufe nicht ganz die Leistung der alten Iris Plus 640 mit 48 EUs und 64 MB eDRAM. Diese konnte nur wenige aktuelle AAA Spiele in geringster Detailstufe und Auflösung flüssig darstellen.

Als besonderes Feature hebt Intel das neue Variable Rate Shading (VRS) der Gen11 Grafik hervor. Damit kann der Spielentwickler Bereiche definieren die mit weniger Genauigkeit geshadet werden (z.B. weit entfernte Objekte, oder Objekte im Nebel) und somit bei gleicher visueller Qualität deutlich Performance gewinnen. Hier können je nach Szene bis zu 20 - 30% (Unreal Engine bzw Civ6) an Leistung gewonnen werden. Bis jetzt unterstütz VRS lediglich Nvidia mit Turing (GTX 1650 und aufwärts).

Neben der Spieleleistung soll auch der Videoencoder deutlich schneller geworden sein mit Ice-Lake. Wie der Vorgänger sollte er weiterhin H.265/HEVC im Main10-Profil mit 10 Bit Farbtiefe sowie Googles VP9-Codec in Hardware dekodieren.

Die Intel UHD G1 wird im modernen 10nm Prozess bei Intel gefertigt und soll mit TSMCs 7nm Prozess mithalten können.

Intel HD Graphics 4400

Die Intel HD Graphics 4400 (GT2) ist eine Prozessorgrafikkarte in einigen ULV-CPUs der Haswell Generation. Je nach Prozessormodell wird die Intel HD Graphics 4400 unterschiedlich getaktet und kann auf einen unterschiedlich großen Cache zurückgreifen. All dies sowie die Geschwindigkeit des angebundenen Arbeitsspeichers beeinflusst die Performance entscheidend. Im Vergleich zur HD 4600 bietet die HD 4400 gleich viele Shaderkerne, aber geringere Taktraten (siehe Taktratenliste der Modelle weiter unten).

Der Grafikkern wurde im Vergleich zum Intel HD Graphics 4000 der Ivy-Bridge-Generation in verschiedenen Punkten weiterentwickelt. So unterstützt die GPU nun mit DirectX 11.1, OpenCL 1.2 und OpenGL 4.0 alle wichtigen aktuellen Standards. Auch ein verbesserter Decoder für 4K-Videos sowie ein überarbeiteter Quick-Sync-Encoder sind mit an Bord.

Die Performance der HD Graphics 4400 liegt deutlich unter der HD 4600, da die GPU in ULV-Modellen mit relativ geringer Taktrate eingesetzt wird. Desweiteren limitiert die niedrige TDP dieser Modelle den Turbo Boost, der oftmals nicht vollständig ausgeschöpft werden kann. Gegenüber der HD 4000 in den ULV-Modellen der Ivy-Bridge-Generation ist dennoch ein leichtes Leistungsplus zu verzeichnen. Neben architektonischen Verbesserungen ist dies vor allem auf eine gesteigerte Zahl an Ausführungseinheiten zurückzuführen: Die GT2-Ausbaustufe verfügt nun über 20 der sogenannten EUs (HD 4000: 16). Abhängig von der Taktrate erreicht die HD 4400 in etwa die Leistung einer dedizierten Radeon HD 7550M.

Der Stromverbrauch ist dank des 22-Nanometer-Prozesses mit Tri-Gate-Transistoren relativ gering und wird dynamisch vom TDP-Budget des gesamten Chips abgezweigt. Die HD 4400 kommt in einigen Dual-Core ULV-Prozessoren der 15-Watt-Klasse zum Einsatz.

Weitere Details zur Grafikkartenarchitektur der Haswell Generation, finden Sie in unserem Artikel von der IDF 2012.