Intel HD Graphics (Sandy Bridge) vs Intel Iris Plus Graphics G4 (Ice Lake 48 EU) vs Intel HD Graphics (Bay Trail)

Intel HD Graphics (Sandy Bridge)

Die Intel HD Graphics (Family) ist eine Prozessorgrafikkarte in den billigen Celeron und Pentium Modellen der Sandy Bridge Familie (2. Generation Core Prozessoren). Sie ist nicht baugleich zur gleichnamigen Intel HD Graphics in den Arrandale Prozessoren sondern mit der Intel HD Graphics 2000 in den Core i3-2xxx, i5-2xxx und i7-2xxx Desktop Prozessoren. Je nach Prozessor wird sie mit unterschiedlichem Basistakt und auch Turbo Boost Takt betrieben. Derzeit gibt es drei Geschwindigkeitsstufen (mit Beispielprozessoren):

• Stromspar z.B. Intel Celeron 847: Basis: 350MHz, Turbo 800MHz
• Celeron z.B. Intel Celeron B810: Basis: 650MHz, Turbo 950MHz
• Pentium z.B. Intel Pentium B950: Basis: 650MHz, Turbo 1100MHz

Dadurch ist die Performance der Grafikkarte (besonders bei den langsam getakteten Stromsparprozessoren) sehr unterschiedlich. In den normalen Celeron und Pentium Modellen mit 650MHz Grundtakt liegt die Leistung in etwa auf dem Niveau der alten Nvidia GeForce 9400M Chipsatzgrafik. Auch die geringe Prozessorleistung von Einkern-Celeron CPUs kann sich aber auch stark auf die Grafikperformance auswirken. Im Celeron B710 waren z.B. viele Spiele nicht spielbar, die im Pentium B960 flüssig liefen (obwohl die Grafiktaktung vergleichbar ist).

Wie die Intel HD Graphics 3000 und 2000, kann die Prozessorgrafik auf den integrierten Last Level Cache (Level 3 Cache) im Prozessor zugreifen. Diesen teilt sie sich mit dem Prozessor, wobei in den günstigen CPUs nur 2 MB verbaut sind.

Wie bei den Ivy Bridge basierten Grafikkarten, wird anscheinend auch bei Sandy Bridge 2x Antialiasing per Software aus dem 4x Antialiasing errechnet. Daher ergibt sich kein Geschwindigkeitsunterschied zwischen 2x und 4x AA. Im Unigine Valley Benchmark erreichten wir als Bestätigung bei 2x AA und 4x AA das selbe Ergebnis (HD Graphics 3000 ULV im i7-2637M).

Auch bei den Features wurde bei den günstigen Prozessoren und der integrierten Grafik gespart. Z.B. sind die Funktionen Quick Sync (zur En- und Decodierung von HD Videos), in Tru 3D und Clear Video HD deaktiviert.

Intel Iris Plus Graphics G4 (Ice Lake 48 EU)

Die Intel Iris Plus Graphics G4 (Ice-Lake mit 48 EUs) ist eine Prozessorgrafikkarte, die im Mai 2019 vorgestellt wurde. Sie wird in den Mid-Range-Modellen der Ice-Lake 15W U-Serie verbaut (und eventuell auch in 25 Watt Modellen) und bietet 48 der 64 möglichen EUs (Executing Units - Shader Cluster) und keinen eigenen dedizierten Grafikspeicher (kein eDRAM wie die Vorgänger Iris Plus 650 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 Leistung sollte durch die 25% geringe Shaderanzahl deutlich unter den Iris Plus Modellen mit 64 EUs liegen. Trotz des fehlenden eDRAM sollte die Leistung etwas oberhalb der alten Iris Plus 655 liegen, da die Gen 11 Architektur zahlreiche Verbesserungen enthält. Bei AMD wäre wahrscheinlich die Radeon RX Vega 8 ein direkter Konkurrent. Bei der Spieleleistung muss man daher schon deutliche Einstriche erwarten und nur anspruchslose Spiele wie Rocket League oder Overwatch sollten flüssig spielbar sein.

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 Iris Plus G4 unterstützt 3 Display-Pipes, wo jede 5K60 Signale ausgeben kann (via DisplayPort 1.4 HBR3 oder HDMI 2.0b) oder wenn zwei zusammengefasst werden auch 8k Signale.

Mittels VESA Adaptive Sync (Freesync) kann die Refreshrate des Displays and die Framerate für eine flüssigere Ausgabe angepasst werden.

Die Iris Plus G4 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.