许多人可能没有意识到,如果忽略购买独立显卡,很快就可能会在没有独立显卡的情况下玩游戏。 至少,对于那些仍然以 1080p 或更低分辨率进行游戏的90%的玩家而言,情况将是如此。 英特尔和AMD的最新技术进展表明,他们的集成GPU正逐渐蚕食入门级独立显卡市场。
为什么集成显卡(iGPU)性能如此滞后?
主要有两个原因:内存和芯片尺寸。
内存部分相对容易理解:更快的内存意味着更好的性能。 然而,集成显卡无法使用GDDR6或HBM2等先进内存技术,而是必须依赖与计算机其他组件共享的系统内存。 这主要是因为在芯片上集成内存成本高昂,而且集成显卡通常面向预算型游戏玩家。 这种情况短期内不会改变,但改进内存控制器以支持更快的内存可以显著提升下一代集成显卡的性能。
第二个原因,芯片面积,在2019年发生了显著变化。GPU芯片的面积非常大,远大于CPU芯片,而大尺寸芯片不利于硅制造,因为面积越大,出现缺陷的可能性就越高,而芯片中的一个缺陷就可能导致整个CPU报废。
以下(假设的)示例展示了芯片尺寸加倍如何导致产量大幅下降,因为每个缺陷都位于更大的区域内。 根据缺陷位置的不同,它们可能会使整个CPU毫无价值。 这个例子并非夸大其词;根据CPU型号的不同,集成显卡可能占据芯片近一半的面积。
芯片空间对不同组件制造商来说是极其宝贵的资源,因此,当这部分空间可以用来增加核心数量等其他功能时,很难证明将大量空间用于更好的集成显卡是合理的。 这不是技术上的限制,而是经济上的考量。 英特尔或AMD完全可以制造性能达到90%的独立显卡级别的集成显卡,但单芯片设计的良品率会非常低,甚至不值得。
小芯片技术(Chiplets)的出现
英特尔和AMD都展示了他们各自的显卡技术,而且它们非常相似。 由于最新的制程节点良品率低于正常水平,英特尔和AMD都选择将芯片切割成小块,然后在后期将它们粘合在一起。 他们各自的做法略有不同,但在这两种情况下,芯片尺寸问题不再是真正的问题,因为他们可以将芯片制成更小、更便宜的模块,然后在封装到实际的CPU中。
就英特尔而言,这似乎主要是一种降低成本的措施。 这似乎并没有对他们的架构进行重大改变,只是让他们能够更灵活地选择在哪个制程节点上制造CPU的每个部分。 然而,他们似乎有扩大集成显卡性能的计划,因为即将推出的Gen11型号具有“64个增强的执行单元,比之前的英特尔Gen9显卡(24个EU)多了一倍以上,旨在突破1 TFLOPS的性能障碍”。 单个TFLOP的性能并不算高,因为Ryzen 2400G中的Vega 11图形具有1.7 TFLOPS的性能,但众所周知,英特尔的集成显卡性能落后于AMD,因此任何追赶都是一件好事。
锐龙APU可能颠覆市场
AMD拥有第二大GPU制造商Radeon,并将其用于其Ryzen APU中。 展望他们即将推出的技术,这对他们来说是个好兆头,特别是7nm的改进即将到来。 据传,他们即将推出的Ryzen芯片将使用小芯片技术,但与英特尔不同,他们的小芯片是完全独立的芯片,通过多用途的“Infinity Fabric”互连连接,这比英特尔的设计允许更大的模块化(代价是略微增加了延迟)。 他们已经在11月初发布的64核Epyc CPU中使用了小芯片技术,效果非常好。
根据一些最近的泄露消息,AMD即将推出的Zen 2产品线包括3300G,这是一款带有八核CPU小芯片和一个Navi 20小芯片(他们即将推出的图形架构)的芯片。 如果这是真的,那么这款单芯片可以取代入门级独立显卡。 带有Vega 11计算单元的2400G已经在大多数1080p游戏中获得了可玩帧率,据报道,3300G的计算单元数量几乎是其两倍,并且采用了更新、更快的架构。
这不仅仅是猜测;这是有道理的。他们的设计布局方式允许AMD连接几乎任意数量的小芯片,唯一的限制因素是封装上的功率和空间。他们几乎肯定会在每个CPU上使用两个小芯片,而要制造出世界上最好的集成显卡,他们所要做的就是用GPU替换其中一个小芯片。他们也有充分的理由这样做,因为这不仅会改变PC游戏规则,还会改变游戏机,因为他们为Xbox One和PS4系列制造APU。
他们甚至可以在芯片上放置一些更快的图形内存作为L4缓存,但他们可能会再次使用系统内存,并希望他们能够改进第三代锐龙产品的内存控制器。
无论发生什么,英特尔和AMD都有更多的空间可以在他们的芯片上进行使用,这肯定至少会带来更好的结果。但谁知道呢,也许他们都会尽可能多地装入CPU核心,并试图让摩尔定律维持更长时间。