iGPU - Integrated GPU
Integrierte GPUs sind Grafikprozessoren (GPU), die direkt im Hauptprozessor (CPU) von Desktop-PCs und Notebooks enthalten sind. Ihre Leistungsfähigkeit muss sich dabei nicht hinter der von Grafikkarten verstecken. Abstriche muss man nur Architekur-bedingt machen.
Integrierte GPUs unterstützen Raytracing, aktuelle Videocodecs und können hochauflösende Displays ansteuern. Allerdings haben iGPUs weniger Shaderkerne sowie Raster-, Textur- und Raytracingeinheiten im Vergleich zu Gaming-Grafikkarten. Auch das Speicher-Interface ist schmaler und die iGPU muss sich den Arbeitsspeicher mit dem Betriebssystem und allen anderen Anwendungen teilen. Das alles schränkt die Leistungsfähigkeit ein.
Insgesamt werden integrierte GPUs jedoch immer leistungsfähiger. Sie sind für viele 3D-Spiele geeignet, entlasten die CPU-Kerne bei Bild- und Video-Berechnungen und beschleunigen KI-Berechnungen.
Shader-Einheiten
Die iGPU besteht aus verschiedenen Funktionsblöcken. Der größte Teil sind die Shader-Einheiten, die nicht nur für Grafikeffekte in 3D-Spielen, sondern auch für andere Berechnungen, wie zum Beispiel in KI-Anwendungen, verwendet werden.
Die Anzahl der Shader-Einheiten bestimmt in der Hauptsache die Leistungsfähigkeit der iGPU. Die Anzahl lässt sich aber nicht beliebig steigern, weil mehr Shader-Einheiten nur dann einen Vorteil haben, wenn auch der Speicherdurchsatz groß genug ist. In separaten Grafikkarten lässt sich das leichter dimensionieren, weil der Grafikkarten-Speicher nur für die Grafikkarte da ist.
Speicher der iGPU
Im Gegensatz zu Grafikkarten, nutzen integrierte GPUs den Hauptspeicher des Systems. Das bedeutet, dass sich CPU-Kerne und iGPU den Speichercontroller und den Arbeitsspeicher teilen müssen. Die Aufteilung unterliegt dabei keiner festen Zuordnung. Die iGPU kann dynamisch mehrere Gigabyte vom Arbeitsspeicher beanspruchen.
Da die GPU-Recheneinheiten häufig auf große Datenmengen zugreifen, ist die Speichertransferrate entscheidend für die 3D-Performance. Allerdings ist der Arbeitsspeicher, der an die CPU angebunden ist, wesentlich langsamer als der Speicher auf Grafikkarten, was einen Flaschenhals darstellt.
Fazit
Besonders in mobilen Geräten wie Notebooks sind iGPUs eine optimale Alternative zu separaten Grafikkarten oder GPUs. Für die meisten Anwendungsfälle wie 3D-Gaming, Videobearbeitung und KI-Beschleunigung wird die Leistungsfähigkeit den meisten Ansprüchen genügen. Darüber hinaus, kann man in Desktop-PCs Grafikkarten einsetzen, die für grafische Berechnungen optimiert sind und deutlich mehr Leistung haben.
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