Intel HD Graphics (Bay Trail) vs Intel UHD Graphics (Jasper Lake 16 EU) vs Intel HD Graphics 6000

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 (Jasper Lake 16 EU)

Die Intel UHD Graphics 16 EUs (Jasper Lake, Gen. 11) ist eine Prozessorgrafikkarte, die im Januar 2021 vorgestellt wurde. Sie wird in den Mid-Range-Modellen der Jasper Lake Prozessoren genutzt (Celeron) und bietet alle 16 der 32 EUs (Executing Units - Shader Cluster) und keinen eigenen dedizierten Grafikspeicher. Die Taktung ist abhängig vom CPU-Modell und variiert von 350 - 750 MHz (minimaler Basis bis maximaler Boost-Takt). Zum Launch findet man die GPU im mobilen Celeron N4500 (6W) und im Desktop N4505 (10W).

Die Gen. 11 (Generation 11) Architektur wird in Ice Lake, Lakefield und Jasper Lake eingesetzt und bietet einen deutlichen Geschwindigkeitsschub im Vergleich zur Vorgängergeneration. Die neuere Xe Graphics (Gen. 12) in Tiger Lake ist aber nochmals deutlich schneller.

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. 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 wird wie Ice Lake und Lakefield im 10nm Prozess bei Intel gefertigt und soll mit TSMCs 7nm Prozess mithalten können.

Intel HD Graphics 6000

Die Intel HD Graphics 6000 (GT3) ist eine Prozessorgrafikkarte in den CPUs der Broadwell-Generation. Die GPU wird in einigen ULV-Modellen (15 Watt) der Core-i5- und Core-i7-Serie verbaut (z.B. Core i5-5250U, Core i7-5650U) und verfügt über 48 EUs. Die maximale Turbo-Taktrate der Grafikkarte hängt vom konkreten Modell ab und liegt zwischen 950 und 1.000 MHz.

Architektur und Features

Broadwell integriert eine Grafikeinheit auf Basis der Intel-Gen8-Architektur, die gegenüber dem Vorgänger Intel Gen7.5 (Haswell) in verschiedenen Punkten weiterentwickelt wurde. So hat Intel unter anderem die "Subslice" genannten Shader-Arrays umorganisiert, die nun jeweils 8 Execution Units (EUs) beinhalten. Drei Subslices bilden wiederum einen Slice mit insgesamt 24 EUs. Hinzu kommen größere L1-Caches und Verbesserungen im Front-End, die die Leistung zusätzlich steigern sollen.

Die HD Graphics 6000 repräsentiert die größte, auch "GT3" bezeichnete Ausbaustufe mit zwei Slices und dementsprechend 48 EUs. Daneben existieren auch noch die kleineren GT1- (12 EUs) und GT2-Varianten (24 EUs) sowie die High-End-Version GT3e (48 EUs + eDRAM-Cache).

Alle Broadwell-GPUs unterstützen OpenCL 2.0 sowie DirectX 12 (FL 11_1). Zudem kann der Videodecoder nun auch den H.265-Codec verarbeiten, greift dafür allerdings nur teilweise auf besonders sparsame Fixed-Function-Einheiten zurück. Die Bildausgabe erfolgt über DP 1.2/eDP 1.3 (max. 3.840 x 2.160 @ 60 Hz) oder HDMI 1.4a (max. 3.840 x 2.160 @ 24 Hz), HDMI 2.0 steht dagegen nicht zur Verfügung. Es können maximal drei Displays parallel angesteuert werden.

Performance

Je nach Modell liegt der maximale GPU-Takt zwischen 950 und 1.000 MHz, der aufgrund der niedrigen TDP jedoch nicht immer vollständig ausgeschöpft werden kann. In 3D-Anwendungen und Spielen übertrifft die HD 6000 die ältere HD Graphics 5000 (Haswell) um etwa 20 - 25 Prozent, was auch dem verbesserten Speicher-Support bis LPDDR3-1866 zu verdanken ist. Insgesamt sehen wir die HD Graphics 6000 knapp unter dem Niveau einer dedizierten GeForce 820M, weshalb Spiele des Jahres 2014/2015 meist nur in sehr niedrigen Einstellungen flüssig bewältigt werden.

Leistungsaufnahme

Die TDP des gesamten Chips liegt standardmäßig bei 15 Watt, sodass die HD Graphics 6000 vor allem in kompakten Ultrabooks zu finden ist. Bei Bedarf kann die TDP auch auf 9,5 Watt abgesenkt werden, was sich jedoch negativ auf die Leistungsfähigkeit auswirkt.