硬體指南 » 教程 » iGPU、dGPU 與 APU：區別
如今，電腦圖形處理幾乎已成為電腦不可或缺的一部分，因為絕大多數電腦都依賴 GPU，用於運行視訊遊戲、顯示視訊等。所有這些都需要由稱為 GPU 的特殊單元來處理。相反， 目前，出現了一些造成混淆的變體（APU、iGPU、dGPU）。 對用戶來說，但我們在這裡解釋一下，以便您清楚地了解。
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市面上最好的顯示卡有哪些？.
什麼是 GPU？
當我們提到一個 GPU（圖形處理單元）或圖形處理單元 (GPU)，是指能夠產生 2D 和 3D 圖形影像的處理單元。也就是說，該單元負責執行將視訊訊號傳送到螢幕所需的處理。
它可能的其他名稱是顯示卡、視訊卡、圖形適配器、顯示卡、VGA 卡、視訊適配器和顯示適配器。
對於圖形處理，GPU 每秒能夠執行大量數學計算， 計算數百萬像素的正確值 每秒數十或數百次，取決於FPS。它也存在於許多設備上，例如PC、行動裝置等。
一個小歷史
當電腦圖形學開始出現時， 圖形工作由 CPU 處理但隨著圖形品質的提高，這給這台設備帶來了巨大的壓力。因此，第一批圖形加速器（或稱顯卡）應運而生。
在此期間 70年在某些情況下，早期就已經有人嘗試輔助 CPU 產生圖形，例如某些專用的桶形移位器晶片。這些晶片在當時的一些遊戲機和電腦中使用。
在 80年 首批圖形處理器的實作來自 NEC。英特爾也緊隨其後，推出了英特爾 82720，這是該公司首批處理器之一。其他一些著名的例子包括日立的 ARTC 和德州儀器的 TIGA（圖形架構）。後者成為了 Windows 平台上非常流行的處理器。
直到 1987 年，才推出了第一個可以被視為 2D顯示卡 並配備整合式內存，例如 IBM 8514 Micro Channel。一年後，首批 3D 攝影機上市。此外，同年，NEC 宣布成立 VESA（視訊電子標準協會），以開發和推廣 SVGA 等標準，SVGA 是 IBM VGA 的後繼者。
在 十年的90 一些非常流行的顯示卡問世了，例如 S3 Graphics 的顯示卡，以及傳奇的 3dfx Voodoo。在這十年中，圖形加速技術不斷改進，即時 3D 圖形技術也在這十年中期問世。 Matrox、ATI 和 NVIDIA 等公司也紛紛湧現，分別推出了 Mystique、Rage（後來的 Radeon）和 Riva TNT（後來被 GeForce 取代）。
笛 索尼是 GPU 這個術語的發明者他這樣做是為了參考 1994 年推出的 PlayStation 遊戲機中所採用的東芝設計的晶片。
FLOPS 和顯示卡：為什麼浮點運算至關重要？此時其他圖形加速器也出現了，例如 的PowerVR Imagination Technologies。這家公司獲得了 NEC（現為瑞薩電子）的授權，近年來在 ARM SoC 的 iGPU 領域佔據重要地位，與高通的 Adreno（從 ATI/AMD 收購的行動圖形部門）和 Arm 的 Mali 競爭。此外，Imagination Technologies 曾與蘋果簽署授權協議，允許其在蘋果的 SoC 中使用 Imagination Technologies 的 iGPU，但後來蘋果的人才大量流失，如今 Imagination Technologies 已成為蘋果 M 系列和 A 系列新 GPU 的架構師…
然後就會開始 大公司之間爭奪市場主導權的戰爭:
據報道，加拿大Matrox公司正與ATI/AMD合作，銷售搭載ATI GPU的顯示卡。 Zebra Technologies最終宣布將於2022年收購該公司。
加拿大公司 ATI 於 2000 年收購了 ArtX，AMD 於 2006 年收購了 ATI。
NVIDIA 也做了同樣的事情，於 3 年收購了 2000dfx，2002 年收購了 Exluna，2003 年收購了 MediaQ，2004 年收購了 iReady，2005 年收購了 ULI Electronics，2006 年收購了 Hybrid Graphics，2007 年收購了 ULI Electronics，2008 年收購了 Hybrid Graphics，XNUMX 年收購了 Portal XNUMX 年收購了的創造者）等等。
因此，巨頭 AMD 和 NVIDIA 之間的戰鬥開始了…
什麼是 iGPU？
一 iGPU 只不過是個整合式 GPU即集成 GPU。這指的是通常與 CPU 以相同方式封裝的 GPU，儘管它們位於單獨的晶片上。這類設備通常在筆記型電腦、部分桌上型電腦、一體機、迷你電腦等裝置中非常常見。
還 必須考慮 關於 iGPU 的其他非常有趣的問題：
iGPU 可以單獨工作，但它與 dGPU 並不不相容，因為兩者可以在同一台電腦中共存。
具有 iGPU 的系統，即使它們有 dGPU，視訊輸出訊號也必須通過 iGPU，因為它通常是連接到顯示輸出連接埠的訊號。
如果存在這種二元性，核顯和獨顯不會同時渲染圖形，而是只能工作其中之一。作業系統允許您為每個應用程式選擇使用哪一個。目前，遊戲筆記型電腦上也提供了 MUX 開關，可以在兩者之間切換，從而避免了必須透過核顯帶來的某些限制。
iGPU沒有自己的VRAM，它會使用與CPU共享的RAM內存，也就是說，它是一個共享內存。
優點
與專用顯示卡相比價格較低。
對於超極本或迷你電腦來說，整合到 CPU 封裝中可能會更好。
它不需要單獨的冷卻系統。 TDP 將是 CPU 和 iGPU 的總和。
功耗比專用顯示卡低。
缺點
iGPU 的效能低於 dGPU，因此它們不適合遊戲或大量渲染。
它們使用 RAM，因此 CPU 和 iGPU 將共享相同的內存，從而減少空間。
它們可能會成為 dGPU 的瓶頸，因為 dGPU 必須通過它們才能輸出視訊。
根據使用者評價，NVIDIA 和 AMD GPU 最可靠的 PCB 製造商系統級芯片
很多 SoC（片上系統） 顧名思義，SoC 就是將整個系統整合到一塊晶片上的晶片。這意味著它們會將 CPU、iGPU 以及其他附加單元整合到一塊晶片上。但 SoC 不應與 APU 混淆，我們稍後會看到。
正如我所說， 在 SoC 中，不僅有 CPU 和 iGPU，也包括其他加速器或處理單元如DSP、NPU，以及控制器、I/O單元等。
目前 SoC 非常受歡迎適用於行動裝置、智慧電視、電視盒、路由器、嵌入式裝置等。有些電腦也包含 SoC，例如 Apple M1 和 M2。此外，還有 Apple A 系列、高通驍龍、聯發科 Helio 和 Dimensity SoC、海思麒麟、三星 Exynos 等。
什麼是 tGPU 或 Tile-GPU
我還想在同一部分納入以下概念 tGPU 或 Tile-GPU這是英特爾最近創造的術語。在本例中，它指的是 iGPU，但它是可擴展或模組化的，這意味著您可以根據需要添加 Tile 來提升效能。簡而言之，它是一種 Chiplet 或 MCM 設計，或者說是一種使用 3D 封裝的設計。
什麼是PGI？
一 IGP 或整合式圖形處理器 它是整合在主機板上的圖形晶片，但不應與獨立顯示卡 (dGPU) 混淆，它與核顯 (iGPU) 更相似，區別在於它獨立於 CPU 封裝，焊接在主機板上，性能更接近核顯而非獨立顯示卡。過去，這種晶片在一些中低階主機板上非常常見，因為那些不需要獨立顯示卡的使用者會使用這些廉價且效能低的晶片。在某些情況下，它們可以透過 BIOS 停用，而在其他情況下，如果它們損壞，則必須更換整個主機板，因為它們通常位於晶片組內部…
什麼是 dGPU？
一 獨立或專用 GPU (dGPU)指的是專用或獨立的圖形處理單元 (GPU)。也就是說，它獨立於 CPU；不在同一晶片上或封裝中。在這種情況下，它可以位於不同的位置：
PCB 上的獨立顯示卡 固有的：專用 GPU 位於插入插槽的單獨卡上，通常還整合 VRAM 晶片和其他基本元素，例如冷卻等。反過來，在這種情況下，我們可以區分兩種類型：
PCIe 顯示卡。這類顯示卡包含您所需的一切，包括 GPU、VRAM、顯示卡 BIOS，以及連接埠、散熱等其他元素。這類顯示卡的功耗較高，在某些高階機箱中，還必須透過電源線額外供電。
適用於筆記型電腦的 MXM 模組。這種模組更緊湊，不包含連接埠等零件，因為視訊訊號將透過主機板傳輸到視訊輸出連接埠。但是，如果發生故障或需要升級 GPU，仍然可以更換。電源透過插槽供電。
dGPU BGA：在這種情況下，GPU 晶片會焊接到主機板上以節省空間，這在筆記型電腦中很常見。此外，VRAM 記憶體晶片也必須焊接到主機板上。這種方案的問題在於，雖然佔用空間較小，並且可以使用統一的冷卻系統，但如果組件發生故障，則無法輕鬆更換，也無法升級。
VRAM：它是什麼、它有什麼用途？值得注意的是，MXM 和 BGA 的獨立顯示卡通常與 PCIe 顯示卡不同。對於顯示卡來說，它們包含一個非常強大的 GPU，性能卓越，TGP 也更高。相比之下，其他版本 它們通常是“移動的”旨在降低依賴電池的裝置功耗，降低TGP。也就是說，它們會犧牲一些效能來提高效率。
什麼是 APU？
雖然英特爾將 GPU 分離成一個獨立的晶片，但在 iGPU 中，AMD 做了一些不同的事情，它將 iGPU 整合到 CPU 的同一塊單晶片中（片上），並採用統一的記憶體架構，即 異質單元AMD 使用的術語是 APU（加速處理單元），代表加速處理單元。
整合 GPU AMD APU 一直以優於英特爾 iGPU 而聞名。原因之一是 AMD 擁有 ATI 的全部傳統和經驗。而英特爾則沒有這方面的經驗，儘管它最近做出了改變，從 AMD 招募了一些關鍵人才，以增強其圖形部門，並憑藉其英特爾 Arc 晶片進軍獨立顯卡市場。
也就是說，APU 可以被視為 iGPU 與 SoC 之間的某些東西.
第一個 APU（AMD Fusion） 它們於 2011 年問世，本意是透過異質架構來革新市場，但最終卻並不是一場 GPU 能夠幫助 CPU 加速某些任務的革命，而只是被簡單地用作 iGPU。
APU 對比 iGPU 的優勢
透過在同一單晶片上提高 CPU-GPU 通訊的效能。
與單獨的晶片相比，通訊功耗更低。
作為具有統一記憶體的異質系統，CPU 和 GPU 之間可以更輕鬆地共享資源。
就像 iGPU 一樣，它也可以與 dGPU 相容。
以及 iGPU 的所有優點。
缺點
它的圖形處理能力不如dGPU強大，與iGPU類似。
它們增加了單晶片的複雜性並使其更加昂貴。
APU 範例
該 APU是AMD的絕對壟斷，因為其他人不使用此術語。因此，市場示例如下：
APU AMD Opteron、Athlon、A 系列、Ryzen、EPYC…
授權給第三方的 AMD APU，例如 Sony PlayStation、Microsoft Xbox 或 Steam Deck 中使用的 APU。
結論
TIPO簡單解釋顯示卡雖然許多人用這個術語來泛指任何類型的圖形加速器，但顯示卡指的是一個單獨的 PCB，帶有 GPU、VRAM 記憶體晶片（GDDR 或 HBM）、BIOS、連接埠、輔助系統、冷卻系統等。適用於非常繁重的工作負載，例如 AAA 視訊遊戲、渲染等。此外，它可以配置為多 GPU 模式，並包含多個顯示卡以協同工作。 GPU它僅指圖形處理單元，即中央晶片。dGPU這是專用 GPU，而非整合 GPU。它可以是獨立顯示卡，也可以焊接在主機板上。但它擁有獨立的 VRAM，無需共享記憶體。適用於圖形負載較高的遊戲，例如 AAA 級遊戲。 iGPU的它是與 CPU 整合在同一包裝中的 GPU。它非常適合輕量級圖形負載，例如低強度視訊遊戲、視訊等。APU與 iGPU 類似，但與 CPU 整合在同一單晶片中，並與異質系統架構 (HSA)相容。 HSA 允許共享總線和內存，無需將訊號發送到晶片外部，從而降低通訊延遲和功耗。因此，它非常適合輕量級圖形負載，例如低強度視訊遊戲、視訊等。