x3100显卡( Intel X3100显卡的特点和弱点)

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Intel的集成显卡是现阶段全世界市场占有率最高的显卡，虽然性能不济，游戏兼容性也不是很理想，但是厂商愿意买账。今天希望借这个帖子用X3100架构作为样本，和大家探讨一下Intel的集成显卡弱点和值得关注的地方。文章引用了很多网络上的资料，希望大家能继续讨论。

成本与功耗

首先说说成本，X3100的成本是相当低廉的，晶体管数量和芯片面积都没有可查询的数据，但是北桥芯片集成显卡多年来的发展告诉我们只有8个SP单元，并且前端和后端极其简单的GPU芯片，应该很容易控制成本。估计北桥芯片中的内存控制器、IO控制器、加上GPU逻辑，集成度在1.5亿个晶体管左右。

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功耗方面还是有数据可查的，965GM芯片组的平均功耗为7W，当然相对低的晶体管集成度，最后使得965GM芯片组的TDP热设计功耗达到了为13.8W。

制造工艺也是现在集成显卡相对薄弱的环节，比如965GM芯片组使用了90纳米工艺x3100显卡，而同时期的NV8400和ATI2400则领先它一代。工艺较为低下，则难免提升发热，同时限制工作频率和集成度。

显存性能受到制约

对于任意一款处理器，不论是CPU还是GPU，存储子系统都是相当关键的，因为处理器总是和内存部分做信息交换，特别是GPU，显存容量和速度都非常关键，因为大量的纹理将存储在显存中，快速调用是保证处理能力的前提。

而集成显卡在这方面一直有着先天不足。首先是速度，X3100和其他显卡一样没有自己独立的显存空间，这就需要调用内存。而内存存在这两个不足，首先是颗粒运行频率，DDR颗粒相对于独立显卡使用的GDDR（GraphicsDoubleDataRateDRAM）而言x3100显卡，频率较低，发热较大。还有一点就是寻址能力密度低下。当然DDR是一种相对成本较低的存储方案。

位宽也是集显的一个痛处，由于北桥中的CPU内存控制器拥有最高128bit位宽，所以给集成GPU最多也就能提供这么多位宽，此时需要插至少两条内存组成双通道系统。独立显卡则相对更自由，显存控制器在GPU内部，位宽依据GPU性能自由设计（中端显卡多为256bit）。

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从简单的理论带宽方面对比，主流的DDR2800可以提供6.4GB/s带宽（双通道则达到12.8GB/s），而最低端的独立显卡NV8400和ATI2400（64bit位宽）也差不多正是这个水平。但由于独立显卡是GPU直接与显存通讯，集成显卡则是GPU通过北桥或CPU集成的内存控制器，通过专用的特殊链路，再与内存通讯，延迟巨大。最终造成了显存速度制约GPU能力。

TMU与ROP性能偏弱

TMU中文翻译为材质贴图单元，材质需要被寻址或是过滤，这项工作由TMU协同像素及顶点着色器单元完成，TMU会将材质贴到像素上。在比较两个不同卡片的材质处理效能时，需要看绘图处理器的材质单元数目；可以合理推论，有较多TMU的绘图卡，材质信息的处理速度较快。TMU在当今显卡中已经分化成TA和TF，即TextureAddress和TextureFiltering。VS3.0之后因为VS单元可以直接拾取纹理，因此TMU的设计越来越重要，同时Intel也被NV和ATI拉的越来越远……

ROP中文翻译为光栅作业单元。光栅作业处理器负责将像素资料写入内存，该工作速度即达标率。ROP和达标率在3D绘图卡早期是重要的公制单位，ROP的工作非常重要。ROP的作用就是虽然字面上是输出像素，但是它还担负了Z（深度）操作、抗锯齿取样等繁重任务，在Direct3D10中被称作“OutputMerger”。

而前端和后端对GPU的性能影响非常严重，例如WOW本身是一个2003年的DX8老游戏，一款图形芯片的核心频率，渲染管线数量，TMU和ROP决定了一款图形芯片在WOW中的表现，而真正负责运算工作的Shader有时候并没有太大压力。原因是各种各样的AA多重采样，对ROP性能和图形卡带宽(显存为宽x频率)有相当的压力，而各项异性过滤则对TMU带来更多的负担。

Intel的显卡之所以性能弱，同时兼容性差，关键就在前端的TMU和后端的ROP设计方面，我们很难确定Intel具体差在哪里，但是可以肯定的是Intel的努力只能一点一点来……因为这方面的技术积累太多，专利壁垒太多。

Shader单元仍然有很多遗憾

IntelGMA3100图形核心只支持DirectX9.0规格，并不支持ShaderModel3.0规格及FloatingPointRendering，因此使用3DMark06时，其SM3.0/HDR测试并无法启动。此外GMA3100的VertexShader引擎虽可执行VertexShader3.0指让，但图形核心只有硬件支持VertexShader2.0指让，3.0指让则由软件仿真，给CPU带来极大压力。

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在G965芯片组地推广过程中，Intel一直在大力宣扬其强大地图形硬件参数，比如硬件T&L(坐标转换与光源)技术。不过产品发布后却一直没有很好地驱动配合，导致很多指标都成了空谈。直到07年中Intel发布了14.31Beta驱动，终于让G965地GMAX3000图形核心和移动版GM965地GMAX3100图形核心具备了硬件T&L能力。虽然这只是一项DirectX7时代地技术，但对集成显卡来说也是个不小地进步。

视频解码稍有限制

GMA3100图形核心与G965同样支持IntelClearVideo技术，但规格则略逊于G965。例如删去了WMV9硬件解码支持，只能透过处理器的SSE/SSE2指让作软件加速。

另在视频技术部分，GMA3100只支持有限度的De-Interlacing，可在播放高速移动的视频时，减少噪讯点出现，还原细节锐利，让移动中对象不会出现拖影，不过效果相比G965略逊。此外，VideoScaling只支持Billnear，不能支持4x4模式，同时GMA3100也不支持PanelScalar，成为与主流级IGP产品的市场区隔。

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不过GMA3100也有上代G965所欠缺的新增功能。为满足DigtialHome需求，GMA3100加入了TVWizardUtility功能，针对不少NB玩家需要接驳电视、投影机等装置，可透过设定接口，简单地按步骤设置最理想的效果，尤其是在输出一般电视屏幕，以往常有玩家投诉显示画面并无法完全输出，而TVWizardUtility则可以为玩家简单解决问题，值得赞许。

现阶段最便宜的独显本已经跌破了3000元（神舟承运F160T，T1600配HD2400；新蓝A4510，T1600配8400G独显）。如果从性能角度衡量，X3100的表现在很多领域差强人意，我觉得任何笔记本都至少应该搭配一个低端独显，这些低端笔记本应该是近期消费的主力产品。

最后给大家带来的是一组测试成绩，搭配8400MG的宏碁4520G笔记本，在3DMark05测试中得到了1717

分。而神舟F525r(X3100显卡)则只有592分，X3100不足对手的最弱独显8400G的三分之一……

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展望现在最流行的X4500显卡，我们看到了Intel的一些改进。首先是SP单元增加到了10个，ROP数量也达到10个，核心频率也做出了提升，支持DirectX10和ShaderModel4.0，提升游戏兼容性，像素/材质填充率达到了4.8GB/s（GMAX3100为4.0GB/s）。在3DMARK06测试中，X4500集成显卡逼近GF8400MG。

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