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來源：互聯網

集成顯卡是指與CPU（中央處理器）內置在同一封裝中的GPU（圖形處理單元）。集成顯卡一般不帶有顯存，而是使用系統的一部分主內存作為顯存，具體的數量一般是系統根據需要自動動態調整的。顯然，如果使用集成顯卡運行需要大量占用內存的空間，對整個系統的影響會比較明顯，此外系統內存的頻率通常比獨立顯卡的顯存低很多，因此集成顯卡的性能比獨立顯卡要遜色一些。集成顯卡一般分為獨立顯存集成顯卡、內存劃分集成顯卡以及混合式集成顯卡三類。獨立顯存集成顯卡就是在主板上有獨立的顯存芯片，不需要系統內存，獨立運作；內存劃分集成顯卡從主機系統內存中劃分部分內存作為顯存供集成顯卡調用；混合式集成顯卡則同時使用主板獨立顯存和劃分內存作為顯存，混合式集成顯卡的示例，如AMD的780G芯片組。

早期集成顯卡是將圖形處理器及相關電路集成在主板上，是“處理器+南橋+北橋（圖形核心+內存控制+顯示輸出）”三芯片集成的模式。通常情況下，集成顯卡多指代核芯顯卡，核芯顯卡將圖形核心整合在處理器當中，精簡為“處理器（處理核心+圖形核心+內存控制）+主板芯片（顯示輸出）”的雙芯片模式，進一步加強了圖形處理的效率，有效降低了核心組件的整體功耗。

截至2024年，市場上的集成顯卡廠商主要是英特爾（英特爾）和AMD兩大公司。集成GPU適用于典型的PC程序，如Web瀏覽、社交媒體等。以及如電子表格、編輯文檔和項目管理軟件等資源輕量級工作。集成顯卡常用于看重尺寸和能源效率的設備，例如筆記本電腦、平板電腦、智能手機和一些臺式機等。

發展歷程

主板集成顯卡

早在1995年以前就有集成的圖形控制器問世，矽統sis6204是第一顆針對Intel（英特爾）處理器、應用于PC的集成圖形控制器，與北橋芯片集成在主板上，它為后來的圖形處理器集成在主板上提供了理論基礎。矽統的SiS6204最高分辨率支持到1280x1024 1680萬色的集成VGA，以及帶視頻解碼器接口（Philips SAA 7110）的64位bitBLT引擎，支持色彩空間轉換、視頻縮放、色鍵視頻覆蓋等。

1998年，英特爾（英特爾）公司的i740 獨立顯卡問世，但是卻經歷了市場失敗，Intel（英特爾）便將目光轉向集成顯卡市場，于1999年發布了自己的首顆位于北橋芯片內部的集顯，推出了i810芯片組，其中的i752集顯是i740獨顯的技術迭代。1999年SGI（硅圖，Silicon Graphics Inc）自己設計的Cobalt集顯，采用UAM同一內存架構，讓GPU與CPU能夠共享系統內存。

2002年5年，英特爾（英特爾）進一步推出了集成“Extreme Graphics”的i845G/E芯片組，i845G中核心頻率為200MHz，在i845GE中核心頻率為266MHz，效能接近英偉達（英偉達）的Geforece2 MX 200獨顯，Extreme Graphics集顯支持DVMT技術，可從系統中動態調用內存，從最開始能調用8MB一直XP中可調用48MB。后來Intel（英特爾）對Extreme Graphics進行改良，發布了Extreme GraphicsⅡ，集成在i865G芯片組中，核心頻率為266MHz，并且支持DX8api，其中i865G芯片組開始引入DR400內存，并支持雙通道內存技術，有效解決了帶寬不足的問題，Extreme GraphicsⅡ集顯的效能也達到了GF2 MX 400獨顯的水準。英特爾（英特爾） ExtremeⅡ圖形核心采用一條像素管線，含有兩個紋理貼圖單元，支持雙線性、三線性和各向異性紋理過濾，每次最多渲染四個紋理，采用動態內存分享技術。同時EGⅡ在顯存的劃分方面不同于以往的圖形核心?？梢詮闹鞔嬷袆澐忠徊糠肿鳛楠毩@存，不是以往的系統自動劃分，這樣更有利于顯存的應用，最大可以共享64MB的內存。

2004年6月21日，隨著Sonoma迅馳的推出，英特爾摒棄了以前的Extreme Graphics圖形處理器的命名方式，把915GM集成的顯卡芯片稱為Graphics Media Accelerator，也就是第一代GMA（Graphics Media Accelerator）集顯，簡稱GMA900。 GMA900在Intel（英特爾）910GL 高速芯片組家族和移動式Intel（英特爾）915高速芯片組家族得到應用。GMA900集成顯卡內建4條渲染管線，工作頻率為333MHz，可以支持DirectX 9和OpenGL 1.4以及PS2.0、VS2.0。GMA900幫助Intel（英特爾）在2005年第一季度圖形芯片市場占據了43.1%的份額。之后的GMA950擁有400MHz的核心頻率，4條渲染管線，像素填充率為1.6 GP/s。它具有高品質的3D設置，Intel（英特爾）集成圖形處理器是沒有頂點處理單元的，這部分需要由CPU來完成。GMA950提供了高品質的材質貼圖單元，它提供了VLD/iDCT允許雙倍Intel（英特爾）高精度MPEG回放。相較于上一代GMA900它的性能要強6%~10%左右。

而Intel（英特爾） GMA X3000的顯示核心為DX9兼容，支持Pixel Shader 3.0和Vertex Shader 3.0，并且以硬件方式支持Vertex Shader 3.0，而不是像GMA900和950那樣是軟件模擬方式。X3000圖型核心最大的改進就是終于采用了硬件T&L引擎，而非之前的軟件T&L引擎，使得在游戲的應用方面更加廣泛。同時還支持HDR，核心頻率為667MHz。在輸出方面，X3000圖型核心支持VGA輸出，可以通過ADD2附加卡實現HDMI、DVI、UDI、復合和S-Video輸出。其中HDCP是否支持將由主板廠商或者ADD2附加卡廠商決定。英特爾（英特爾） GMA X3000圖型核心最大支持2048x1536分辨率，其中包括720p/1080i/1080p。GMA X3100性能上與GMA X3000相同，但是只支持到DirectX9.0c

CPU集成顯卡

2006年AMD收購ATI之后，提出制造“真正的集成GPU”概念，命名為“Fusion”的計劃，試圖將GPU與CPU集成到同一塊芯片上，但以當時的技術基礎并未即刻實現。到2011年初，AMD推出了Fusion APU。AMD的APU基于Bobcat架構將CPU和GPU內核完全融為一體的單芯片方案，讓內核之間的數據交換效率更高。Fusion APU主要由x86架構的CPU核心、DirectX 11 SIMD引擎陣列、UVD高清視頻引擎、數據總線和DDR3內存控制器等幾個模塊封裝在一個核心內構成。

而在2010年英特爾（英特爾）取消主要承載GPU芯片的主板北橋，將32nm工藝的CPU die與45nm工藝的GPU die放到了同一封裝內，開創了融合處理器的先河。CPU首度集成了GPU芯片，采用了Westmere架構。CPU與GPU融合之后，英特爾為整合在處理器中的GPU芯片取名為核芯顯卡。推出的HD Graphics核顯有23個EU（執行單元），最高核心頻率900MHz，43.2GFLOPS算力，能夠以最高40fps速率解碼H.264 1080p視頻。HD Graphics核顯還支持DirectX 10.0/OpenGL 2.1、深入增強硬件頂點處理、支持分級Z和快速Z清空、針對Windows 7系統優化、共享內存最多1.7GB、支持動態頻率調整(僅限移動版)。Intel HD Graphics核顯的集成核心在處理器中通過FDI通道發揮作用，以適配專為整合了GPU核心的處理器設計的HM55、HM57主板，而其中的Display單元被整合在PCH（也就是新“南橋”芯片）中，GPU核心則經過這一個特設的通道與PCH中的Display單元鏈接，再由Display單元將圖像輸出到外接的顯示設備上。

2011年，Sandy Bridge架構處理器問世，采用第二代HD Graphics核顯。HD Graphics 2000/3000分別擁有6個、12個EU可編程著色器，核心頻率提升至850MHz，并可根據負載分別自動提升至1100MHz、1350MHz。除了核顯更進了一步之外，GPU和CPU也真正放到了同一顆die上。

核芯顯卡自2010年后在近十年的時間內不斷提升，Intel（英特爾）在這過程中接連推出了性能媲美入門級獨立顯卡的Iris、Iris Plus銳炬核顯。

工作原理

集成顯卡的工作原理是執行生成用于顯示的渲染圖像所需的專用工作負載。工作內容包括視頻、3D圖形以及操作系統的桌面加載等，所有這些都在集成顯卡內進行處理，然后發送到計算機的顯示器。

使用者與PC交互時軟件會生成需要直觀顯示的數據，例如電子表格更新或視頻游戲中國移動通信集團的角色。數據中包括繪制形狀、顏色、紋理和其他圖形元素的指令，CPU收集這些指令并將其發送到集成顯卡中進行數據處理。集成顯卡接收數據后先進行幾何處理，其中CPU發送的幾何形狀、位置和其他屬性在虛擬3D空間中進行處理，之后集成顯卡進入渲染階段。然后GPU繼續對場景中的對象進行紋理處理，在渲染和紋理計算完成后，GPU將執行光柵化的過程，將3D場景轉換為2D 圖像，最終結果是一個可以輸出到顯示器的2D幀。最后一步將生成的幀發送到連接的顯示器，集成顯卡生成具有每個像素的顏色和強度值的視頻信號，并通過視頻電纜將其發送到連接的顯示器。顯示器使用此信息相應地照亮其像素，從而在屏幕上產生最終的圖像。

GPU（圖形處理器）所采用的核心技術有硬件坐標轉換與光源、立體環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等。

優點

集成顯卡處理器具有多種優勢。相較于獨立顯卡，集成顯卡在空間、成本和能效方面有更大的優勢。它們能夠為常見任務（例如網頁瀏覽、4K 電影流式傳輸和休閑游戲）處理顯卡相關數據和指令。集成顯卡的標準化，使它在兼容性方面也有較好的表現。而主板上帶有完全集成GPU的CPU可實現更薄更輕的系統，降低功耗并降低系統成本。

降低成本

將GPU集成到CPU的硅空間中不會增加太多成本，同時可以降低系統其他部分的成本。因此，使用集成GPU的系統比使用獨立顯卡的系統便宜。

節省空間

在筆記本電腦領域，通過將GPU集成到CPU封裝中，可以縮小筆記本電腦體積，且不再需要額外的硬件支持來提供冷卻、供電和連接完全獨立的芯片封裝。

降低功耗

現階段的集成顯卡均內置于處理器中，因此降低了功耗，產生的熱量更少，從而延長了電池的續航時間。且管理單個集成芯片的功耗比平衡兩個獨立芯片的需求要容易得多，由于GPU和CPU緊密集成，GPU也適合于CPU的TDP（熱設計功率）。

提升效能

核芯顯卡將圖形核心與處理核心整合在同一塊基板上，構成一顆完整的處理器。這種智能處理器架構設計上的整合縮減了處理核心、圖形核心、內存及內存控制器間的數據傳輸時間，有效提升處理效能并大幅降低芯片組整體功耗，縮小了核心組件的尺寸，為筆記本、一體機等產品的設計提供了更大選擇空間。

缺點

由于集成顯卡的空間有限、沒有獨立的顯存，如果顯卡運行需要占用大量內存空間，那么整個系統運行會受限，此外系統內存的頻率通常比獨立顯卡的顯存低很多。且集成顯卡不能對其進行硬件升級。刷新集成顯卡BIOS的過程比較復雜，因為集成顯卡沒有單獨存放BIOS的芯片，而是和主板BIOS整合在一起。如果要更新顯卡BIOS，就必須更新主板BIOS，十分麻煩。而配置核芯顯卡的CPU的價格通常比較高，在運行大型游戲時性能不如中高端獨立顯卡強，需要降低特效甚至關掉特效。當前多數整合主板都提供一個額外的顯卡接口，當用戶感覺集成顯卡的性能不能滿足需要時，就可以另行購買獨立顯卡。使用集成了顯卡的芯片組的主板，并不是必須使用集成的顯卡，主板完全可以把集成的顯卡屏蔽，只是出于成本，很少會這樣做。不過有些集成顯卡的芯片組不再支持專門的顯卡插槽，比如Intel的GL系列芯片組。

應用領域

集成GPU應用于嵌入式系統、智能手機、個人電腦和工作站。同時在超級計算和高性能環境中也發揮著重要作用。因此集成GPU在應用方面可以細分為游戲、云計算、工作站、人工智能和無人駕駛車輛；以工業垂直領域劃分，它可以細分為汽車，媒體和娛樂，航空航天和國防，建筑和消費電子產品。集成顯卡目前在筆記本電腦市場方面應用于超薄筆記本，用于降低筆記本功耗和壓縮筆記本尺寸。

GPU運用領域

集成顯卡核心GPU在早期主要用于加速實時3D圖形應用程序，例如游戲。如今的GPU可編程性更高，相較于傳統圖形渲染更適用于各種應用程序，圖形技術被也更廣泛地應用于其它計算機領域。

GPU在游戲中能夠以2D和3D方式渲染圖形，但同時適用于運行分析、深度學習和機器學習算法。GPU在運行某些計算時比傳統CPU的運算速度快10倍至100倍。當今的許多深度學習技術都依賴于與CPU配合使用的GPU，利用了GPU在圖形處理工作負載中提供的加速計算能力，其依賴于GPU運算時高度并行的特性（例如圖像識別）。

市場銷售

分析機構的報告指出，在2010年全球銷售的筆記本電腦中，有39%使用了集成顯卡。而至2019年，在集成顯卡領域英特爾（英特爾）占據了主導地位，通過核芯顯卡Intel（英特爾）在顯卡市場占據了70%的市場份額。但是隨著AMD在集成GPU的APU逐漸發展，以及集成顯卡總體市場的下滑，Intel（英特爾）在集成顯卡市場份額上也逐漸呈下滑趨勢。在包括集成顯卡和獨立顯卡等各種形式的整體GPU市場，2021 年第一季度，Intel（英特爾）以 68% 的市場占有率排名第一，AMD 排名第二，占有率為17%，第三為英偉達，占有率為15%。

至2022年，Intel（英特爾）依靠PC中集成顯卡的優勢在顯卡市場上的市占率仍為最高，2022年第四季Intel（英特爾）雖下降了1.1%，但市占率仍高達約71%， AMD第四季度增加了0.4%至12%，NVIDIA（英偉達）則增加了0.68%至17%。截至2022年第四季度，Intel（英特爾）依舊是全球PC GPU市場的最大供應商。

發展趨勢

2023年的英特爾在研究更有效的路徑跟蹤渲染技術，使集成GPU實時運行路徑跟蹤。通過計算機模擬捕捉光線的反射的圖形技術GGX、更有效的3D環境中閃光的表面的方法以及馬爾可夫鏈混合模型讓渲染技術實現更高效的實時照明輸出。這三項技術能夠改進路徑跟蹤渲染的核心原理，包括光線跟蹤、陰影和采樣，提高集成GPU的實時路徑跟蹤性能。

集成顯卡核心GPU也已經發展成為更通用的處理器，與其他計算機組件并行工作以處理越來越多的應用程序，特別是人工智能（AI）和機器學習（ML）任務。

而GPU性能的三大決定因素為主頻、微架構、API（Application Programming Interface）應用程序接口。其中主頻由GPU的制程決定。先進的制程能夠提高晶體管密度，降低晶體管成本，保持GPU die體積不變的同時提高其性能。以及先進的制程能夠提升處理器的效能，在性能不變的情況下，減少發熱或在保持發熱不變的情況下，提升主頻來提高性能。

GPU的微架構升級趨勢一是通過增加晶體管數量、增加運算單元數，包括其中的流處理器單元、紋理單元、光柵單元等。二是提高GPU的AI運算能力，例如，英偉達的圖靈架構相較于帕斯卡架構新增加了光追單元和張量單元，分別處理實時光線追蹤和人工智能運算。

參考資料 >

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CPU vs GPU: What's the Difference.英特爾零售先鋒營.2023-07-12

Integrated vs Dedicated Graphics Cards: How to Choose the Best GPU.惠普中國.2023-07-12

GPU深度報告，三大巨頭，十四個國內玩家一文看懂【附下載】| 智東西內參.微信公眾平臺.2023-06-19

計算機集成顯卡、獨立顯卡的介紹.華為.2025-04-17

集成顯卡前塵往事:從只能點亮屏幕，到玩3A游戲.國際電子商情網.2023-06-19

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CPU 與 GPU 對比:有什么區別.英特爾.2023-06-19

不說不知道 Intel也有一部顯卡發展史.DIY硬件.2023-06-19

獨顯本跌至3699元筆記本顯卡全面解析.zol筆記本.2023-06-19