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

Intel HD Graphics (Broadwell)

Die Intel HD Graphics (Broadwell) (GT1) ist eine Prozessorgrafikkarte in den CPUs der Broadwell-Generation. Die GPU wird in einigen Pentium- und Celeron-Modellen der Serie verbaut und bietet 12 EUs (Execution Units bzw. Ausführungseinheiten). Die maximale Turbo-Taktrate und damit auch die Performance kann sich von Modell zu Modell leicht unterscheiden, insgesamt siedelt sich die Grafikkarte aber nur im Low-End-Segment an und ist für neuere Spiele kaum ausreichend.

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 bei diesem Modell nun jeweils 6 Execution Units (EUs) beinhalten. Zwei Subslices bilden wiederum einen Slice mit insgesamt 12 EUs. Hinzu kommen größere L1-Caches und Verbesserungen im Front-End, die die Leistung zusätzlich steigern sollen.

Die HD Graphics (Broadwell) repräsentiert die kleinste, auch "GT1" bezeichnete Ausbaustufe mit einem Slice und 12 EUs. Daneben existieren auch schnellere Varianten wie die GT2 (24 EUs) sowie die GT3/GT3e (48 EUs) ohne/mit zusätzlichem 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

Obwohl der maximale GPU-Takt etwas niedriger ausfällt, dürfte die HD Graphics (Broadwell) die ältere HD Graphics (Haswell) klar übertrumpfen und etwa das Niveau der HD Graphics 4000 erreichen. Nur sehr wenige aktuelle Spiele wie das anspruchslose Dota 2 lassen sich in niedrigen Einstellungen flüssig darstellen.

Leistungsaufnahme

Die bislang vorgestellten Celeron- und Pentium-Prozessoren gehören ausschließlich der sparsamen 15-Watt-Klasse an, später dürften auch weitere Dual-Core-Modelle mit 37 Watt TDP folgen. Abhängig davon ist die HD Graphics (Broadwell) sowohl in kleinen Subnotebooks als auch deutlich größeren Geräten zu finden.

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 (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.