Воспроизведение видео высокой четкости. Теоретические расчеты производительности

Семейство интегрированных чипов Intel HD Graphics является отличной заменой дискретным, то есть идущим отдельным модулем видеокартам. Особенно актуальным использование встроенного видеочипа будет для различных ноутбуков и нетбуков. Преимуществами таких решений являются повышенная производительность батареи и меньший нагрев внутреннего пространства мобильного ПК.

Семейство видеочипов

Intel HD Graphics Family включает в себя несколько поколений.

Intel HD — устанавливается на семейство и первое поколение iCore 3/5/7. Носит кодовое название Nehalem/Lynnfield. Возможности такой видеокарты весьма ограничены. Поэтому если ноутбук будет использоваться для работы с графикой и для мультимедиа развлечений (просмотра фильмов в качестве HD, игр), то данный чип будет не лучшим решением.
Intel HD 2000/3000. Второе поколение интегрированных видеочипов корпорации Intel устанавливается в процессоры iCore 3/5/7 второго поколения. Носит кодовое название Sandy Bridge. Сегодня уже практически не используется в новых моделях ноутбуков, но еще является значительным игроком рынка.
Intel HD 2500/4000. Третье поколение интегрированной видеологики, на данный момент это наиболее массовый представитель рынка мобильных устройств. Такие карты являются частью процессоров iCore третьего поколения. Данная видеологика носит кодовое название Ivy Bridge. По производительности она близка к картам Radeon HD 65хх.
Последнее поколение Intel HD Graphics под кодовым названием Haswell. Является частью новых процессоров iCore 4-го поколения. Основная модель этого поколения - 4600. Она имеет две урезанные версии - 4200 и 4400. Наиболее мощными являются карты 5100 и 5200. По своей производительности последняя модель карты Intel HD 5200 опережает большинство дискретных видеокарт среднего ценового диапазона.

Intel HD 3-го и 4-го поколений позволяет в полной мере наслаждаться качеством фильмов с разрешением вплоть до 4К. Также подобные видеокарты легко справляются с нагрузками видеоигр последних 2-3 лет. Так как первое поколение процессоров и интегрированной видеологики уже является немного устаревшим, то мы опустим его из обзора карт Intel (R) HD Graphics. Идем дальше.

Второе поколение видеочипов

Как было сказано выше, семейство графического ядра второго поколения представлено двумя моделями. Это Intel HD Graphics 2000 и 3000. Несмотря на то что они обе производятся по одному и тому же технологическому процессу, продуктивность карт может отличаться в два раза. Обусловлено это тем, что младшая модель имеет более низкую тактовую частоту ядра, кроме того, она оснащается всего шестью исполнительными устройствами (против 12 у старшей версии карты).

Благодаря такой дифференциации достигается достаточно четкая сегментация рынка. Так, пользователь может приобрести ноутбук с двух- или четырехъядерным процессором и полноценным графическим ядром HD 3000 или урезанной графикой HD 2000. Естественно, это отражается на стоимости продукции.

Третье поколение

Интегрированная графика позволяет использовать все возможности DirectX 11 и OpenGL 3.3. Согласно заверениям разработчиков и многократно проведенным тестам, карта Intel HD 4000 позволяет насладиться всеми прелестями фильмов с высоким разрешением. Кроме того, данная видеологика дает возможность достаточно комфортно чувствовать себя в большинстве современных игр. Конечно, тут следует понимать, что некоторые из них потребуют более низкого разрешения и снижения настроек качества.

А что делать, если игра некорректно работает или возникают какие-либо артефакты в изображении? Чтобы устранить эту проблему, на сайте производителя необходимо найти для чипа Intel HD Graphics 4000 драйвер, скачать и установить его. Этот совет кажется банальным, но на самом деле он помогает. Дело в том, что инженеры компании стараются регулярно обновлять драйвера своей продукции и улучшать совместимость с самыми новыми приложениями.

Если сравнивать производительность видеокарты с предыдущим поколением, то она увеличилась на 30%. Дополнительно можно получить прирост мощности за счет использования более быстрого процессора i7 и большего объема оперативной памяти.

Четвертое поколение видеологики

Выпуск же чипа последнего поколения заметно отразился на продажах видеокарт других производителей. Ведь нет смысла платить дополнительные деньги за то, что может работать «прямо из коробки». Всего несколько лет назад производительность встроенной видеографики мало кого интересовала. Ведь все понимали, что такие чипы, как Intel HD, нужны лишь для работы офисных приложений, просмотра фотографий и фильмов невысокого разрешения. Однако после выпуска процессоров iCore третьего поколения и видеочипов Intel HD Graphics 4000 ситуация стала кардинально меняться.

Стала реальным конкурентом для производителей дискретных чипов. И это не пустые слова, достаточно только взглянуть на падение динамики продаж карт от AMD и nVIDIA. Кроме того, компания AMD была вынуждена отказаться от выпуска бюджетной графики Radeon HD 70хх ввиду ее неконкурентоспособности.

Описание

В Intel HD 4600 установлены уже 20 исполнительных блоков, что позволяет на равных тягаться с чипами AMD и nVIDIA. Для сравнения, предыдущая модель HD 4000 имела 16 блоков, а HD 3000 всего 12. Таким образом, даже если взять чипы HD 4000 и HD 4600 с равной частотой ядра, то вычислительная мощность последнего будет больше на 25%. Кроме числа исполнительных блоков, была увеличена и частота видеоядра. Теперь она составляет 1250 МГц, против 1150 МГц у прошлого поколения. Отличительной чертой процессоров и видеологики Haswell стало пониженное энергопотребление в режиме простоя.

Новая графика Intel позволяет поддерживать OpenGL 4.0 и DirectX 11.1 (шейдеры пятой версии). К другим возможностям чипа относятся полноэкранное сглаживание, HDR и ряд других технологий, который позволяет улучшить полученное изображение. Следует упомянуть, что, как и ядро предыдущего поколения, HD 4600 может работать одновременно с тремя мониторами.

Теоретические расчеты производительности

HD 4600 - 400 гигафлопс;
GT 630 - 311 гигафлопс;
HD 4000 - 294 гигафлопс;
HD 3000 - 194 гигафлопс.

Как видим, уже на данном этапе дискретная карта уступает последнему поколению интегрированной графики. Однако нельзя обойти стороной и такой параметр производительности, как скорость закраски сцены. По этому показателю дискретная графика в разы лучше интегрированных решений:

GT 630 - 13 Мтекс/с;
HD 4600 - 5 Мтекс/с;
HD 4000 - 4,6 Мтекс/с;
HD 3000 - 1,35 Мтекс/с.

По скорости растеризации GeForce также показывает лучшие результаты:

GT 630 - 3,2 Мпикс/с;
HD 4600 - 2,5 Мпикс/с;
HD 4000 - 2,3 Мпикс/с;
HD 3000 - 1,35 Мпикс/с.

На данный момент мы не будет затрагивать пропускную способность памяти, так как у ядер Intel HD Graphics характеристики этого показателя зависят от нагрузки на процессор.

Тесты интегрированной графики

Что же, перейдем от теоретических основ к практическим тестам. Для начала сравним производительность трех поколений чипов от Intel. Графика HD 3000 проверяется на основе HD 4000 — i7-3770K, HD 4600 — i7-4770K. При максимальной нагрузке частоты графических ядер составляли 1350, 1150 и 1250 МГц соответственно.

Проверка ведется при минимальных настройках графики видеоигр и разрешении 1920 x 1080. При этом такие фильтры, как anti-aliasing и анизотропная фильтрация, отключены. Приложение 3DMark для теста производительности запускалось на стандартных настройках. Так как HD 3000 не поддерживает технологию DirectX 11, то и другие видеочипы проверяются без ее включения.

HD 3000 - 3221 балл;
HD 4000 - 5795 баллов;
HD 4600 - 8253 балла.

Тест Unigine Heaven также демонстрирует значительную производительность чипов последнего поколения:

HD 3000 - 213 баллов;
HD 4000 - 327 баллов;
HD 4600 - 446 баллов.

Производительность в играх

F1 2011 не столь чувствительна к производительности видеочипов. За счет этого HD 4600 опередила HD 4000 всего на 28 процентов. Примечателен тот факт, что игра отлично идет даже на графике HD 3000, что не может не радовать владельцев старых ноутбуков.

Приложения с высоким качеством графики, такие как Metro 2033 и Tomb Raider, позволяют вполне нормально играть на средних или низких настройках в режиме DirectX 10 на карте HD 4600. К сожалению, более старые чипы не дают возможности нормально чувствовать себя в игре, так как количество кадров в секунду заметно проседает, и картинка становится похожей на слайд-шоу.

В результате всех проведенных тестов можно сказать, что следующий виток развития интегрированной графики на базе процессоров Haswell является настоящим шагом вперед. Особенно радует тот факт, что даже в играх 2013-2014 годов выпуска удается добиться приемлемых результатов. То есть даже бюджетный ноутбук позволит полностью насладиться качеством мультимедиа-развлечений.

Сравнение интегрированной и дискретной карт

Теперь от теста интегрированных чипов перейдем к сравнению Intel HD 4600 и Как видно из показателей выше, у решения от Intel имеется хороший показатель пиковой производительности. Хотя в то же время этот чип уступает в пропускной способности памяти и скорости растеризации.

Для начала проверим наши карты на синтетических тестах 3DMark и Unigine Heaven. Сравнение проводится при максимальных настройках графики в разрешении Full HD и с использованием DirectX 11. В итоге получились следующие результаты тестов:

HD 4600 — 980 б.;
GT 630 — 919 б.

HD 4600 — 361 б.;
GT 630 — 360 б.

HD 4600 — 344 б.;
GT 630 — 320 б.

Как видим, чип HD 4600 на равных борется с дискретной картой, которая имеет преимущества в количестве блоков растеризации, скорости обработки текстур и пикселей. Но, к сожалению, в игровых приложениях дела обстоят пусть и немного, но все же хуже. В таких играх, как Battlefield-3, Crysis-2, F1-2011 отставание HD 4600 составляет где-то 5-20%. В игре Metro-2033 интегрированная графика отстала от GeForce GT 630 более чем на половину. Зато в таких играх, как DiRT Showdown и Tomb Raider, карта от Intel получила результат на 12 и 22% лучше соответственно.

Результаты

Именно поэтому, покупая новый ноутбук, забудьте о дешевых дискретных видеокартах, даже если они относятся к последнему поколению. В реальности они не смогут дать тот прирост продуктивности, который мог бы оправдать такую покупку. Тем более что Intel HD Graphics 4600 сможет легко удовлетворить все запросы современного пользователя.

В данной статье для тестирования использовался топовый но сегодня уже можно приобрести более доступные для рядового пользователя модели i5 и i3. Как и в случае с предыдущим поколением, новая видеокарта имеет урезанную модель - Intel HD Graphics 4400. Несмотря на меньшее количество блоков исполнения, она все равно опережает по своим показателям карты 3-го поколения. Ну, а любителям ультрабуков и дорогих ноутбуков повезло значительно больше, ведь процессоры серии Haswell могут оснащаться более мощным графическим ядром HD 5100/5200, которое имеет уже 40 исполнительных блоков, что в два раза больше, чем у HD 4600.

Еще о производительности

Еще одним нюансом, значительно влияющим на производительность не только видеографики, но и компьютера в целом, является перегрев. При превышении определенного градуса видеочип и процессор показывают низкие результаты в различных тестах и реальных приложениях. Поэтому рекомендуется проводить регулярную чистку куллеров и внутреннего пространства мобильных ПК от пыли. Результат не заставит себя долго ждать.

Также важно понимать, что качество графики будет зависеть от выбранного процессора. Дело в том, что при возрастании нагрузки на ядро видеочип получает меньший приоритет по передаче пакетов, таким образом, это сказывается на качестве изображения. Поэтому результаты тестов при сравнении бюджетного и топового процессоров и одинаковой видеологики будут не в пользу первого. Таким образом, выбор "сердца" ноутбука напрямую влияет на возможности видеочипа.

И последний совет на сегодня. Для драйвер необходимо устанавливать самый последний. Даже если вы приобрели ноутбук уже полностью настроенный для работы, не поленитесь зайти на официальный сайт производителя и скачать наиболее свежую версию.

Темой сегодняшней статьи будет изучение производительности Intel GMA HD 2000 в приложениях, входящих в нашу «стандартную» методику тестирования процессоров. Зачем это нужно, объяснялось в указанном материале, так что сейчас не будем тратить время на теоретические предпосылки, а перейдем к практике.

Конфигурация тестовых стендов

	Системная плата	Оперативная память
GMA HD, Radeon HD 5450 (LGA1156)	ASUS P7H55-M Pro (H55)
Radeon HD 5870 (LGA1156)	Gigabyte P55A-UD6 (P55)	Kingston KVR1333D3N9K3/6G (2×1333; 9-9-9-24)
GMA HD 2000, Radeon HD 5450 (LGA1155)	Biostar TH67XE (H67)	Kingston KVR1333D3N9K3/6G (2×1333; 9-9-9-24)
Radeon HD 5870 (LGA1155)	Gigabyte P67A-UD5 (P67)	Kingston KVR1333D3N9K3/6G (2×1333; 9-9-9-24)

Основными героями этого материала будут три процессора в исполнении LGA1155: Core i3-2100 (два ядра, но четыре потока вычислений), i5-2400 («честный» четырехъядерник) и i7-2600 (здесь четыре ядра уже дополнительно «сдобрены» технологией Hyper-Threading, а графическое ядро работает на более высокой тактовой частоте). А для сравнения с ними мы возьмем два устройства из предыдущей статьи - Core i5-661 (чуть более высокая тактовая частота, чем у i3-2100, и самая производительная реализация GMA HD) и i7-875K (прямой конкурент 2600 по цене и позиционированию, графического ядра лишенный вовсе). Все участники, за исключением последнего, проходили тестирование в трех конфигурациях, отличающихся видео: интегрированное ядро и две модели дискретных видеокарт - на базе Radeon HD 5450 и HD 5870. Кроме того, есть отличия и в моделях системных плат - 5870 работал совместно с P55/P67, а остальные результаты получены на платах с H55 и H67. Что ж - заодно забьем еще один гвоздь в гроб гипотезы о существенном влиянии системной платы на производительность процессоров:)

Тестирование

Методика тестирования производительности (список используемого ПО и условия тестирования) подробно описана в отдельной статье . Для удобства восприятия, результаты на диаграммах представлены в процентах (за 100% принят результат AMD Athlon II X4 620 в каждом из тестов). Подробные результаты в абсолютных величинах доступны в виде таблицы в формате Microsoft Excel.

3D-визуализация

Самым важным результатом этой группы тестов является то, что в ней GMA HD 2000… заметно хуже, чем даже GMA HD! Неожиданно, но вполне объяснимо: если предыдущее поколение интегрированной графики имело 12 конвееров, то сейчас это оставлено лишь для «топовой» GMA HD 3000, а в младшей версии половину графических «процессоров» порезали. Казалось бы, количественное изменение. Но на практике приводящее к качественно иному результату: то, что продолжило работать, замедлилось, как и ожидалось, вдвое, а вот тест в Maya попросту перестал выполняться, «вылетая» где-то на середине пути. 3ds max же вел себя несколько лучше, однако были замечены проблемы с отрисовкой некоторых объектов, да и Windows Aero начал автоматически отключаться при выполнении данного теста. В общем, что бы там ни говорили о большей эффективности нового графического ядра, а банальное количество блоков имеет значение - иногда лучше больше «слабых», чем меньше «сильных». Во всяком случае, это верно для приложений профессионального назначения.

Что касается разницы между двумя дискретными картами, стоящими на разных концах ассортимента продукции на чипах AMD, то на более мощных процессорах она увеличилась, но по-прежнему не может считаться кардинальной. Даже HD 5450 уже несравним с интегрированным видеоядром, а несколько дополнительно потраченных сотен долларов неспособны увеличить производительность хотя бы раза в полтора. Так что для приложений этой группы лучше уж деньги на более мощный процессор потратить: как видим, связка из 2400+5450 не уступает более дорогой 660+5870.

3D-рендеринг

Как и следовало ожидать, все примерно равны, а некоторое преимущество конфигураций с HD 5870 вполне можно списать как раз на роль материнских плат. Напомним: топовая видеокарта использовалась нами на «околотоповых» (по цене выше 200 долларов) платах на чипсетах Р55/Р67, а все остальные - на вполне обычных моделях на Н55/Н67. Ну вот, собственно, и вся разница - 1–2%. Да и то, возможно, из-за чуть иных настроек по умолчанию (например, опорная частота на 1 МГц выше штатной).

Научно-инженерные вычисления

Как мы уже говорили в прошлый раз , в эту группу попадают не только вычисления, но и результат их отображения на экране, что и приводит к разнице между конфигурациями. И к проигрышу GMA HD во всех ипостасях, включая самую новую, где, напомним, тест в Maya вообще не способен выполниться. Ну а разница между 5450 и 5870 стала еще меньше, чем в первой группе.

Графические редакторы

Архиваторы

Компиляция

Java

Интернет-браузеры

Кодирование аудио

Кодирование видео

Во всех этих группах разницы между различными видеокартами нет, что, в общем-то, вполне объяснимо. Несмотря на то, что современные версии операционных систем задействуют 3D-часть видеокарты, для выполнения этой работы достаточно даже древнего GMA 950, не говоря уже о более современных интегрированных или, тем более, дискретных решениях. А некоторые приложения на экран вообще ничего не выводит, так что задействуют только CPU-часть современных процессоров. Были опасения, что производительность последней может, все же, немного снизиться из-за того, что графике тоже нужно что-то «кушать» - значит, и частота процессорных ядер при помощи Turbo Boost будет повышаться менее агрессивно. Однако на практике они не подтвердились, что не может не радовать.

Игры

Наиболее значимым результатом является то, что на GMA HD 2000 все игры с выбранными настройками работают , чего добиться от GMA HD не удавалось. Вторым по значимости - то, что в приложениях, которые без проблем выполняются и там, и там, производительность нередко оказывалась вдвое более высокой, несмотря на уменьшение количества исполнительных блоков. Впрочем, не всегда - Resident Evil как раз вдвое и замедлился, а DIRT 2 просто «не заметил» замены. Схожим образом сложилась ситуация и в World in Conflict, однако касается это только производительности - явных артефактов стало меньше. Но они остались, что и позволило интегрированной графике Intel в этой игре намного обогнать Radeon HD 5450. И только в ней! В остальном же эта устаревшая бюджетная видеокарта все равно остается немного более производительной. В GTA IV так и вовсе разница принципиальная: на HD 5450 уже можно играть (частота кадров более 50), а на GMA HD 2000 - все еще нет (менее 30 FPS). Однако если вспомнить, что на старом GMA HD эта игра вообще не заработала… Прогресс заметен:)

Итого

Как можно оценить новое поколение интегрированной графики Intel? Двояко. С точки зрения технологии - как безусловный шаг вперед: список «совместимых» приложений (в первую очередь - игр) заметно расширился, да и производительность возросла. Причем отметим, что это мы еще оставляем за кадром такие любопытные функциональные нововведения, как аппаратное кодирование (с декодированием-то и у GMA HD проблем не было) видео и пр. Таким образом, по мере увеличения количества приложений, способных перекладывать часть нагрузки на GPU, разница между старым и новым поколением будет только расти. Естественно, в пользу второго.

Однако не все решают технологии - к сожалению, в этом поколении компания решила разделить графические ядра на три категории: GMA HD 1000, 2000 и 3000, оставив максимум «вкусного» последней. Но вот именно она-то в минимальной степени представлена на десктопе! Данным графическим ядром снабжаются только достаточно дорогостоящие Core i5-2500K и i7-2600K, покупатели систем на базе которых, очевидно, легко могут позволить себе и дискретную видеокарту даже по принципу «чтоб была», причем далеко не уровня Radeon HD 5450. Остальным же пока приходится довольствоваться GMA HD 2000, что, как несложно убедиться, в некоторых случаях даже хуже старого GMA HD. И по-прежнему всегда хуже (если не брать в расчет тему транскодирования видео, требующую отдельного исследования) ультрабюджетных дискретных решений. Но хуже GMA HD 2000, разумеется, лишь тогда, когда разница вообще может появиться, а те пользователи, кому не нужны приложения, активно взаимодействующие с видеокартой (вроде игр), уже давно могут с легкостью обходиться интегрированным видео, ни в чем себе не отказывая. :) В остальных случаях пока слабовато. Хотя и лучше, чем во времена GMA 950 или 900 (последний из которых даже с Aero справиться не способен), которые вообще не имело смысла сравнивать даже с младшими дискретными решениями. Теперь же, как видим, по крайней мере есть что сравнивать.

Однако, еще раз повторимся, хирургическая операция по уполовиниванию числа конвееров не пошла новому поколению GMA на пользу, что особенно неприятно в бюджетном сегменте. К чести компании, над ошибками позиционирования она работать умеет не хуже, чем над любыми другими. И выходящий вскоре Core i3-2105 принесет нужное многим GMA HD 3000 и в сегмент недорогих настольных систем. Что это даст? Уже судя по результатам HD 2000 - немало. Однако не будем забегать вперед - это тема одной из ближайших статей цикла.

Всем известно, что компания Intel является самым крупным производителем центральных процессоров, но мало кто замечал её 50 процентную долю на рынке видеокарт. Залогом успеха стало грамотное продвижение интегрированных графических решений. Они широко востребованы и обширно применяются в мобильных системах, и в персональных ПК. Для поддержания этой существенной доли мирового рынка компания Intel постоянно совершенствует свои решения. Так, в прошлом году были выпущены новые серии производительных процессоров Clarkdale и Arrandale, которые обладают встроенным видеоядром. Залогом успеха этого направления компании Intel стал и тот факт, что пользователь получает видеокарту сразу вместе с приобретённым процессором и в дальнейшем не видит смысла в её замене. Новые графические решения, получают еще более высокое быстродействие, и оснащаются дополнительными узлами с аппаратной реализацией выполнения популярных задач.

Во многом такое повышение быстродействия графической подсистемы стало возможным за счет размещение графического ядра на одном полупроводниковом кристалле с остальными узлами процессора и возможностью прямого взаимодействия между ними. Еще одним плюсом нового решения от Intel стала его высокая энергоэффективность, что существенно увеличивает экономичность систем, построенных на его основе. Это является важным фактором для современных ноутбуков и экономных настольных систем, таких как домашние кинотеатры и медиацентры.

Однако все эти утверждения компании Intel о новых графических системах Intel HD Graphics 3000/2000 заслуживают детального анализа. В этом материале мы постараемся подробно рассмотреть реальные возможности этих продуктов и сопоставить их быстродействие с конкурентами из рынка дискретных видеокарт.

Intel HD Graphics второго поколения

Новые графические ядра Intel HD Graphics3000/2000 очень похожи на своего предшественника предыдущего поколения Ironlake, который используется в процессорах Clarkdale и Arrandale. Однако их возможности существенно увеличились. Всё дело в измененном строении самого процессора в целом.

Использование 32-нм технологического процесса и интеграция графического ядра в единый кристалл с вычислительными ядрами процессора, кэш-памятью и контроллером памяти существенно увеличило их суммарную эффективность работы. Был устранен основной недостаток встроенной графики, это относительно низкая скорость работы с памятью. Раньше интегрированные графические ядра, работая с системной памятью, получали существенно ограниченную скорость доступа к ней. Да и используемая память значительно уступала по пропускной способности специализированной видеопамяти.

Большая часть этих проблем была решена в процессорах семейства Sandy Bridge. Новые процессоры предоставляют графическому ядру свои внутренние ресурсы, что стало доступным за счет тесной интеграции.

Структура процессоров Sandy Bridge такова, что все внутренние блоки, в том числе и графическое ядро, связаны между собой единой кольцевой шиной Ring Interconnect.

Она является следующим этапом развития шины QPI (QuickPath Interconnect), которая после «обкатки» в серверных процессорах с обновленной 8-ядерной архитектурой Nehalem-EX, перекочевала и в ядро процессоров для настольных и мобильных систем. Посредством Ring Interconnect образуются четыре 32-разрядных кольца для шин Данных (Data Ring), Запросов (Request Ring), Мониторинга состояния (Snoop Ring) и Подтверждения (Acknowledge Ring). Функционирует кольцевая шина на частоте ядер, поэтому её пропускная способность, задержки и энергопотребление полностью зависят от частоты работы вычислительных блоков процессора.

Кольцевая шина Ring Interconnect позволяет графическому ядру пользоваться системной памятью, так же, как и вычислительным ядрам процессора, через высокоскоростную кэш-память третьего уровня. Её объём у процессоров Sandy Bridge вырос до 6-8 МБ. Использование графическим ядром процессорного кэша L3 значительно повышает быстродействие его исполнительных блоков, снижая время простоя от задержек трансляции данных.

Эти изменения нельзя назвать единственными. В графических ядрах Intel HD Graphics3000/2000 разработчикам удалось в разы повысить эффективность выполнения целого ряда задач, а также был улучшен параллелизм их работы. Так к возможностям нового графического ядра прибавились поддержка инструкций OpenGL 3.0, Shader Model 4.1 и DirectX 10.1.

Однако многие характеристики графических ядер Intel HD Graphics3000/2000 и их архитектура остались неизменными. Intel HD Graphics содержит 6 или 12 скалярных 128-битных исполнительных блоков. В процессорах Sandy Bridge благодаря более тонкому технологическому процессу была увеличена рабочая частота графического ядра. Интегрированная графика процессоров Clarkdale и Arrandale, выполненная на отдельном кристалле по 45-нм технологии, обладала частотами до 900 МГц. Современный же 32-нм технологический процесс, который используется при выращивании процессоров Sandy Bridge, обеспечил возможность работы графического ядра на частотах превышающих 1 ГГц. Например для Intel Core i7-2600K частота работы может подниматься с 850 до 1350 МГц, а для Core i5-2500K с 850 до 1100 МГц. Это дает еще один существенный плюс к увеличению скорости выполнения графических задач обновленной версией Intel HD Graphics.

Процессор	Тип графи- ческого ядра	Количество исполни- тельных блоков	Intel Quick Sync Video, InTru 3D, Insider, Clear Video HD	Максимальная частота работы GPU, МГц	Базовая частота работы GPU, МГц

Рабочая частота графического ядра процессоров Sandy Bridge может изменяться в зависимости от загруженности в этот момент процессорных ядер с 650-850 МГц (базовые частоты для некоторых моделей) до 1100-1350 МГц (максимальные частоты для некоторых моделей). Так же как технология Intel Turbo Boost, которая изменяет тактовую частоту процессора в зависимости от его текущей нагрузки, новая технология Graphics Dynamic Frequency and Power Sharing отвечает за динамическое регулирование частоты графического ядра. Это позволяет менять частоту работы в зависимости от общего энергопотребления и тепловыделения вычислительных блоков процессора. При существенной нагрузке на вычислительные ядра частота графического ядра уменьшается и наоборот при пониженной активности вычислительных блоков частота GPU увеличивается. Это сделано для контроля и стабилизации общего теплового пакета процессора.

Новое графическое ядро позволяет по независимой специализированной шине FDI (Flexible Display Interface), которая работает по протоколу DisplayPort, передать изображение от процессора к чипсету, и потом дальше, к цифровым и аналоговым выводам на материнской плате.

Основным отличием версий графических ядер Intel HD Graphics 2000 и 3000, конечно же, является их быстродействие. Это стало следствием использования различных частот работы и, главное, количества исполнительных блоков. Intel HD Graphics 3000 обладает 12 исполнительными конвейерами, а Intel HD Graphics 2000 получила всего шесть. Это должно привести к отличию по производительности, в отдельных задачах, почти в два раза.

Однако сама архитектура графического ядра претерпела не так много изменений в сравнении с решением прошлого поколения Intel HD Graphics. Вместо ожидаемой поддержки DirectX 11 была просто добавлена поддержка DirectX 10.1. Соответственно и не многие приложения с поддержкой OpenGL ограничены аппаратной совместимостью только с 3-й версией спецификации этого свободного API. При этом, хотя и говорится об усовершенствовании вычислительных блоков, но их осталось столько же – 12, и то только для старших процессоров. Однако увеличение тактовой частоты до 1350 МГц обещает заметный прирост производительности в любом случае.

Новый медиапроцессор также получил расширенный набор пост-процессинговых функций аппаратной реализацией алгоритмов для автоматической подстройки контрастности изображения (ACE – Adaptive Contrast Enhancement), корректировки цветов (TCC – Total Color Control) и улучшения отображения кожи (STE – Skin Tone Enhancement). Повышает перспективность использования встроенной видеокарты реализованная поддержка интерфейса HDMI версии 1.4, совместимого с Blu-ray 3D (Intel InTru 3D).

Новая технология Quick Sync

В графическом ядре второго поколения, которое встраивается в процессоры Sandy Bridge, присутствуют новые аппаратные модули. Они обеспечивают работу технологии Quick Sync, которая позволяет значительно ускорить обработку видео потока – аппаратное ускорение кодирования и декодирования видео высоких разрешений.

В процессе кодирования и декодирования используются узкоспециализированные обрабатывающие модули. Выделенные аппаратные видеокодер и видеодекодер существенно увеличивают скорость выполнения этих операций.

В состав Quick Sync входят аппаратный декодер, который применяется для ускорения воспроизведения видеоконтента форматов MPEG-2, VC-1 и AVC. Он может полностью забрать на себя все функции декодирования, включая компенсацию движения и loop-фильтрацию. Его многопоточность позволяет декодировать видео в несколько потоков и даже в режимах «картинка в картинке», стерео 3D Blu-ray или MVC.

Также Quick Sync включает в себя аппаратный кодек, который выполняет операцию кодирования видео потока. В работе кодека могут быть задействованы и традиционные исполнительные модули графического ядра. Он поддерживает операцию кодирования для самого распространенного формата AVC.

Основной особенностью технологии Quick Sync является её способность декодировать видео из одного формата одновременно с кодированием его в другой. Это существенно уменьшает общее время операций конвертации видео, а именно они является одними из самых ресурсоемких для современных процессоров. Уменьшение времени обработки видео контента существенно влияет на общие затраты электроэнергии в работающей системе. При работе технологии Quick Sync пользователь не только может быстро конвертировать видео файлы, но и свободно использовать освобожденные ресурсы процессорных ядер для параллельного выполнения других задач.

Среди большого количества положительных качеств новой технологии Quick Sync в ней есть и не очень удобные особенности. Блоки кодирования и декодирования помещены именно в графическое ядро, что в большинстве материнских плат не позволяет их использовать при работе вашего компьютера от дискретной видеокарты. Задействовать технологию Quick Sync одновременно c работой на дискретной видеокарте стало возможным только с выходом программного обеспечения от компании LucidLogix – технология Lucid Virtu. И только на материнских платах, которые прошли сертификацию для работы с этой технологией.

Lucid Virtu

Сама возможность одновременного использования обеих видеокарт доступна только на лицензированных платах с системной логикой Intel Z68 Express. Программная функция Lucid Virtu, предназначена для виртуализации графического ядра. За счет этой технологии пользователям, установившим дискретную видеокарту, останутся доступными возможности встроенного в процессор Sandy Bridge графического ядра. Особенно такая виртуализация заметна при использовании интегрированного ядра в качестве кодера и декодера с применением технологии Intel Quick Sync. Отметим, что Intel Quick Sync должна работать более эффективно, чем технологии AMD Stream или NVIDIA CUDA.

Технология Lucid Virtu имеет два режима i-Mode и d-Mode. В режиме i-Mode подключение дисплея производится к выходу встроенного GPU процессора, то есть к материнской плате. В таком режиме функции основного ускорителя выполняет интегрированное ядро, а дискретная видеокарта включается в работу только в 3D-приложениях. За счет этого происходит экономия электроэнергии. В режиме d-Mode дискретная видеокарта является основной, а интегрированное ядро используется в случае кодирования по технологии Intel Quick Sync в определенных приложениях. На данный момент к таким приложениям относятся Cyberlink MediaEspresso, ArcSoft MediaConverter 7.

Тестирование

В нашем тестировании примут участие четыре процессора с разными возможностями графической подсистемы.

Модель процессора
Маркировка
Тактовая частота, ГГц
Максимальная частота Turbo Boost, ГГц
Множитель
Частота шины, МГц
Объем кэш-памяти L1 (Данные / Инструкции), КБ
Объем кэш-памяти L2, КБ
Объем кэш-памяти L3, КБ	3072 (3 МБ)	3072 (3 МБ)	6144 (6 МБ)	6144 (6 МБ)
Количество ядер / потоков
Рассеиваемая мощность, Вт
Критическая температура, °C
Техпроцесс
Встроенное графическое ядро	Intel HD Graphics 2000	Intel HD Graphics 2000	Intel HD Graphics 3000	Intel HD Graphics 2000
Вычислительных конвейеров, шт
Рабочая частота, МГц
Максимальная динамическая частота, МГц
Объем используемой памяти, ГБ

Intel Pentium G620

Официальные характеристики графического ядра процессора Intel Pentium G 840

Официальные характеристики графического ядра процессора Intel core i5 2300

Официальные характеристики графического ядра процессора Intel core i 5 2500k

В линейках процессоров второго поколения (для разъема LGA1155) компании Intel на данный момент используется три варианта графических ядер. Это Intel HD Graphics 3000, Intel HD Graphics 2000 и, как называет его разработчик, Intel HD Graphics (облегченный вариант Intel HD Graphics 2000). Именно последняя модификация графического ядра используется в таких моделях процессоров как Intel Pentium G620 и Intel Pentium G840, а также других решениях для разъема LGA1155, которые представлены в серии «Pentium G». Базовые рабочие частоты всех графических ядер колеблются в одинаковых диапазонах. Однако при рассмотрении их архитектуры главным отличием интегрированной графики бюджетной линейки процессоров «Pentium G» от Intel HD Graphics 2000 станет отсутствие блоков отвечающих за работу технологиq Quick Sync Video, InTru 3D, Insider, Clear Video HD. Это должно существенно увеличить нагрузку на основной процессор при работе с видеоконтентом.

Именно практический вес таких возможностей, которые появились вследствие некоторых изменений архитектуры, мы и хотим исследовать, сравнив новое решение с самыми бюджетными дискретными ускорителями.

Для того чтобы корректно оценить возможности Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000 частоты процессоров Intel Core i5 2300 и Intel Core i5 2500K были приведены к значению 2,8 ГГц и отключены режимы технологии энергосбережения и Turbo Boost. Эти тестовые результаты подписаны как «Intel core i5 2300 without Turbo Boost» и «Intel core i5 without Turbo Boost». При этом дискретные видеокарты тестировались на этой же системе с процессором Intel Core i5 2300, который работал на тактовой частоте 2,8 ГГц.

В тестировании принимал участие тестовый стенд с такими компонентами:

Изучив результаты, сразу хочется отметить некоторое превосходство Intel HD Graphics 2000 над рядом наиболее бюджетных видеокарт, которые еще имеются в продаже на нашем рынке. Полученное быстродействие во многом является следствием архитектурных улучшений, в частности более быстрой работы с памятью. Так же отметим, что графические ускорители ASUS GeForce GT 520 SILENT 1GB DDR3 и HIS Radeon HD 6450 Silence 1GB GDDR5, выполненные на младших графических процессорах новых поколений от компаний AMD и NVIDIA, являются более производительными, чем современная интегрированная графика от компании Intel.

Сравнивая модификации Intel HD Graphics 2000 и 3000 между собой, можно подтвердить получение прироста производительности на 50 процентов за счет удвоенного количества исполнительных блоков. Однако также стоит отметить и более высокое энергопотребление процессоров с Intel HD Graphics 3000. Что же касается «урезанных» версий линейки процессоров Sandy Bridge серии «Pentium G», то производительность используемого в них графического ядра в игровых приложениях сходна с таковой у Intel HD Graphics 2000.

Если заглянуть в наше тестирование графического ядра Intel HD Graphics прошлого поколения, то в нем была отмечена меньшая производительность Intel HD Graphics прошлого поколения в сравнении с простейшими дискретными ускорителями на ATI Radeon HD 4350 и NVIDIA GeForce 210, а современные решения от компании Intel существенно их превосходят. Конечно, можно, и нужно, заметить, что покупка дополнительной карты увеличивает стоимость системы, а также немного ее энергопотребление, поэтому если не предполагается играть на новом ПК в требовательные игры, то встроенное решение будет выгоднее во всех отношениях. К тому же на включенных в тестирование внешних видеокартах не очень то и поиграешь в современные игры, особенно если у владельца широкоформатный монитор с разрешением Full HD и есть желание увидеть все эффекты. А покупка действительно игровой видеокарты это уже совсем другой вопрос, как и выбора в такую систему процессора.

Воспроизведение видео высокой четкости

Одним из значимых изменений в структурах графических ядер нового поколения Intel HD Graphics 2000 и 3000 стало использование для обработки видеопотока специализированных аппаратных блоков, что должно существенно повысить скорость выполнения этих операций. Аппаратное декодирование позволяет значительно уменьшить нагрузку на процессор, сэкономив, таким образом, системные ресурсы.

Для оценки возможностей видеоускорителей Intel HD Graphics второго поколения мы воспользовались процессорами Intel Pentium G630 и Intel Celeron G530 , предполагая, что если эти модели справятся с аппаратным декодированием HD Video, то и графические ядра Intel HD Graphics 2000 и 3000 в полноценных процессорах семейства Intel Sandy Bridge тем более должны выполнять эту задачу.

Для теста мы выбрали два фильма. В одном видеопоток был закодировано в формате H.264, а в другом - VC-1. Причем в обоих файлах использовался контейнер mkv (Matroska).

Данные о файлах:

Фильм «Jumper»
контейнер: Matroska
Размер: 9,45 ГБ
Формат видео: AVC
Кодек: H.264/AVC
Разрешение: 1920x816

Фильм «Хроники Риддика»
Формат файла: Matroska
Размер: 16,6 ГБ
Битрейт: 16 Мб/c
Формат видео: VC-1
Кодек: WVC1
Разрешение: 1920 х 1080
Аудио дорожка №1: 6-канальный звук в формате AC-3

Сразу стоит отметить, что для аппаратного воспроизведения необходимо обновить установленное ПО в компьютере. В частности компания Intel предлагает «использовать последние версии media player приложения, системного BIOS и драйвер для Intel Graphics Media Accelerator». Но, как выяснилось, даже эти условия не позволяют автоматически проигрывать HD-видео. Со второй попытки нам таки удалось добиться аппаратного воспроизведения видео закодированного в H.264 с помощью проигрывателя «Windows Media Player», обновив при этом кодеки K-Lite Codec Pack 7.8.0 в операционной системе.

Настройки проигрывателя Windows Media Player во вкладке «Options» выглядели следующим образом:

Результаты, в итоге были получены следующие.

Нагрузка на процессоры Intel Pentium G620 и Intel Celeron G530 при проигрывании фильма «Jumper» в среднем находилась на уровне 10%, при этом процессоры работали в экономном режиме с частотой 1600 МГц.

При изменении настроек в Windows Media Player и отключении, таким образом, аппаратного ускорения, наблюдалось увеличение частоты работы процессоров до максимальной и увеличение загрузки процессора в диспетчере задач до 40%.

Для воспроизведения видео в формате VC-1 пришлось воспользоваться проигрывателем KMPlayer 3.0.0.1442, который с настройками по умолчанию аппаратно декодировал фильм «Хроники Риддика».

Нагрузка на процессор Intel Celeron G530 при аппаратном воспроизведении формата VC-1 в контейнере mkv составляла в среднем около 12%, при этом процессор находился в режиме энергосбережения, работая с частотой 1600 МГц. Такая же ситуация наблюдалась и при использовании процессора Intel Pentium G630.

При отключении аппаратного декодирования, в нашем случае использовании проигрывателя Windows Media Player, частота процессора неминуемо возрастала до максимальной, а процесс воспроизведения видео с помощью Intel Pentium G630 занимал половину его ресурсов.

Таким образом, для построения медиацентра можно рекомендовать абсолютно все модели процессоров линейки Intel Sandy Bridge, но при этом желательно правильно настроить приложение для проигрывания медиаконтента с высоким разрешением.

Итоги

В первую очередь хочется отметить, что новые графические ядра Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000 обеспечивают в 2-2,5 раза большую производительность по сравнению с графическим ядром прошлого поколения Intel HD Graphics. Такой прирост обеспечивает этим решениям комфортную поддержку работы практически всех современных стратегических игр и даже некоторых 3D игр на минимальных настройках. Однако эти интегрированные графические решения не смогут стать достойной заменой даже самых слабых дискретных решений последних поколений (AMD Radeon HD 6000 и NVIDIA GeForce 500). Имеющиеся возможности графических ядер Intel HD Graphics 2000 и HD Graphics 3000 позволяют превратить вашу систему в полноценный домашний медиацентр с минимально необходимым быстродействием для всех современных задач и даже нетребовательных игр. Если учесть общие накладные расходы на приобретение интегрированной графики, которая достается условно бесплатно при покупке процессора, то по сравнению с дискретными картами такой подход существенно более экономный. Но при желании насладиться современными играми на больших разрешениях или при высоких настройках, улучшающих качество игровой сцены, придется задуматься о приобретении дискретной видеокарты минимум среднего ценового диапазона. Но если игры это второстепенные или даже третьестепенные задачи для вашей системы, то использование Intel HD Graphics в процессорах линейки Sandy Bridge даже в самом медленном варианте, внутри процессора Intel Pentium G620, можно считать оптимальным выбором.

Выражаем благодарность компаниям Intel , Kingston , Scythe и Sea Sonic за предоставленное для тестирования оборудование.

Статья прочитана 121032 раз(а)

Подписаться на наши каналы

Вы наверняка уже слышали о том, что Intel временно приостановила поставки своих наборов логики для процессоров Sandy Bridge в связи с найденной в чипах ошибкой. Это повлекло за собой и гораздо более серьёзные последствия – остановку продаж LGA1155-материнских плат и даже отзыв части систем, построенных на базе новых CPU. Однако, несмотря на эти обстоятельства, мы решили не отказываться от публикации обзоров, посвящённых новым процессорам. Во-первых, найденная ошибка касается только чипсетного SATA2-контроллера, и никоим образом не затрагивает собственно процессоры. Во-вторых, уже через пару недель Intel обещает начать отгрузки исправленной версии системной логики. То есть, в конечном итоге, возникшие проблемы вообще никак не касаются собственно процессоров, а когда ситуация войдёт в нормальное русло, вся информация, предлагаемая нами в настоящем обзоре, окажется вполне актуальной .

Введение

Компанию Intel смело можно называть удачливым участником рынка графических ускорителей. Несмотря на то, что с чипами для дискретных видеокарт эта компания завязала ещё в прошлом веке (хочется надеяться, что среди читателей есть те, кто помнит эпохальный Intel 740), доля Intel на графическом рынке уже на протяжении нескольких лет не опускается ниже 50 процентов. Залог успеха кроется в грамотном продвижении интегрированных графических решений, которые широко востребованы и повсеместно применяются как в мобильных, так и в настольных компьютерах. Причём, никаких причин для снижения этой доли не просматривается и в дальнейшем. Напротив, начав в прошлом году выпуск производительных процессоров Clarkdale и Arrandale со встроенным видеоядром, Intel имеет всё необходимое для дальнейшего улучшения собственных позиций на графическом рынке, так как теперь покупатели получают интеловскую графику «в нагрузку» к CPU и зачастую не видят причин для её замены на что-то иное.

Увеличение интеграции процессоров, которые планомерно вбирают в себя всё новые и новые функциональные узлы, – не единственная причина, объясняющая успехи Intel как разработчика графических решений. В этой сфере компания не топчется на месте и планомерно наращивает и производительность и возможности своих интегрированных графических ядер. Ядро Intel HD Graphics, которое было в прошлом году добавлено в процессоры Clarkdale и Arrandale, оказалось большим шагом вперёд. Оно подняло быстродействие интегрированной графики на новый уровень, сделав возможным на платформах со встроенным видеоядром не только запуск совсем старых 3D игр, но и целого класса вполне современных «игрушек». Конечно, не новомодных шутеров, но не менее популярных игр вроде The Sims или World of Warcraft.

Недавний выход процессоров семейства Sandy Bridge можно рассматривать как ещё одну важную веху на этом пути. Результатом дальнейшей процессорной интеграции стало не только размещение графического ядра на одном полупроводниковом кристалле с остальными узлами процессора, но и возможность прямого взаимодействия между ними. Решение оказалось на редкость удачным, и теперь встроенное видео ускорилось настолько, что вполне уже может потеснить современные дискретные видеокарты начального уровня. При этом в число плюсов нового графического ядра следует включить и экономичность – разработчики уделили внимание тому, чтобы по соотношению «производительность на ватт» оно оказалось существенно лучше недорогих видеокарт. В результате Sandy Bridge автоматически попадает в число желанных компонентов для современных ноутбуков и экономичных настольных систем вроде домашних медиацентров. По крайней мере, так обрисовывает ситуацию Intel.

Как же обстоит дело на самом деле, покажет наше тестирование, в рамках которого мы решили изучить графические ядра нового поколения Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000, которые являются составляющими мобильных и десктопных процессоров Core второго поколения (Sandy Bridge).

Новая версия Intel HD Graphics

Если подходить к графическому ядру, встраиваемому компанией Intel в свои процессоры, с пользовательской точки зрения, то есть, относиться к нему как к некому «чёрному ящику», выдающему 3D изображение, то, действительно, можно говорить о революционных изменениях, произошедших с выходом Sandy Bridge. При сопоставлении предлагаемых Intel в составе процессоров графических ядер прошлого и нынешнего поколений, эти изменения видны и в производительности, и в значительно расширившемся списке игр , совместимых с Sandy Bridge.

Однако если заглянуть внутрь «чёрного ящика» – графического ядра Sandy Bridge – то с удивлением можно обнаружить, что там нет ничего похожего на технологические или архитектурные инновации. Собственно, именно поэтому Intel даже не стала менять название своего ядра – Intel HD Graphics – и лишь добавила к нему числовой индекс 2000 или 3000. То же самое и в архитектуре – новое графическое ядро изнутри очень похоже на ядро предыдущего поколения Ironlake, которое используется в процессорах Clarkdale и Arrandale.

Откуда же тогда берётся столь существенно улучшение быстродействия? Ответ на этот вопрос лежит на поверхности – всё дело в том, как изменилось строение самих процессоров. Интеграция – это не просто красивое слово с рекламных баннеров. Внедрение 32-нм технологического процесса и совмещение вычислительных ядер, графического ядра, кэш-памяти и контроллера памяти на одном полупроводниковом кристалле дало инженерам возможность эффективно подойти к ликвидации основной причины, по которой встроенная графика не могла ранее соперничать с дискретной – относительно низкой скорости работы с памятью. Дело в том, что интегрированные графические ядра, вынужденные использовать для своих нужд часть системной памяти, оказывались существенно ограничены в скорости обмена с ней данными. Мало того, что обычная DDR2 или DDR3 память, используемая в современных платформах, в большинстве случаев уступает по пропускной способности специализированной видеопамяти, так к тому же интегрированному видеоядру приходится делить её полосу пропускания с вычислительными блоками процессора.

Конечно, Sandy Bridge не может решить эту проблему полностью. Выделенную скоростную видеопамять платформа на базе этих процессоров не предполагает. Однако новые процессоры могут предоставить графическому ядру другие свои внутренние ресурсы, доступ к которым теперь стал возможен как раз благодаря тесной интеграции.

Все внутренние процессорные блоки связаны внутри Sandy Bridge единой кольцевой шиной, к этой шине подключено и графическое ядро. Благодаря данному нововведению пользование системной памятью у графического ядра строится не напрямую, а также как у вычислительных ядер – через высокоскоростную кэш-память третьего уровня, объём которой у новых процессоров составляет 6 или 8 Мбайт. На практике добавление в схему работы графического ядра процессорного L3 кэша существенно увеличивает скорость текстурирования и уменьшает простои графических исполнительных устройств, вызванные ожиданием необходимых данных.

Конечно, тот уровень производительности встроенной графики, который может предложить Sandy Bridge, объясняется не только тем, что графическое ядро получило в своё распоряжение процессорную кэш-память. Определённые улучшения сделаны и в самих исполнительных устройствах, являющихся «сердцем» Intel HD Graphics. Разработчики говорят, что смогли почти в два раза увеличить их пропускную способность на целом ряде операций, а кроме того, добились улучшения параллелизма в их работе. Благодаря внесённым изменениям к числу характеристик нового графического ядра добавилась и поддержка стандартов OpenGL 3.0, Shader Model 4.1 и DirectX 10.1.

В целом же внутренняя архитектура графического ядра осталась неизменной. Intel HD Graphics содержит до двенадцати скалярных 128-битных исполнительных устройств. Это выглядит не столь впечатляюще на фоне видеокарт начального уровня AMD и NVIDIA, где число исполнительных устройств доходит до нескольких десятков, но у Intel они более производительны благодаря внутреннему параллелизму, так что, глядя на спецификации графического ядра Intel, не стоит презрительно фыркать. Достаточно вспомнить, например, что 12 исполнительных устройств графического ядра из процессоров Clarkdale обеспечивают как минимум не худшую производительность, чем встраиваемое в чипсеты компании AMD ядро Radeon HD 4290 с 40 исполнительными устройствами.

В дополнение к оптимизации исполнительных устройств в Sandy Bridge увеличена была и рабочая частота графического ядра. Прошлая модификация Intel HD Graphics, которая находилась в процессорах Clarkdale и Arrandale на отдельном производимом по 45-нм технологии полупроводниковом кристалле, работала на частоте до 900 МГц. Современный 32-нм технологический процесс, используемый для производства Sandy Bridge, позволил тактовать графику на частотах, существенно превышающих 1 ГГц, что также внесло дополнительный вклад в итоговую производительность новой версии Intel HD Graphics.

Впрочем, частота графического ядра применительно к Intel HD Graphics 2000/3000 – понятие достаточно условное. Дело в том, что в Sandy Bridge действие технологии Turbo Boost, изменяющей тактовую частоту процессора в зависимости от его текущей нагрузки, распространилось и на графическое ядро. Поэтому его реальная частота может динамически изменяться во время работы в зависимости от энергопотребления и тепловыделения вычислительных блоков процессора. Иными словами, видеоядро разгоняется, когда вычислительные ядра загружены не полностью, и тормозится, когда энергетические аппетиты CPU грозят выйти за установленные пределы из-за высокой нагрузки на его ресурсы.

Что же осталось по сравнению с прошлой версией видеоядра совершенно неизменным, так это общая схема его взаимодействия с конечными устройствами отображения изображения. Для того чтобы изображение, формируемое внутрипроцессорным GPU попадало на экран монитора, в Sandy Bridge реализована специализированная независимая шина FDI (Flexible Display Interface), использующая протокол DisplayPort. По этой шине изображение передаётся из процессора в чипсет, откуда оно «разводится» по цифровым и аналоговым графическим выводам на материнской плате. Соответственно, для поддержки встроенной в процессор графики, чипсеты для Sandy Bridge должны иметь шину FDI и средства для маршрутизации видеосигнала. В данный момент необходимую функциональность могут предложить мобильные чипсеты, либо десктопный набор системной логики Intel H67, которые в отличие от чипсетов для процессоров Clarkdale и Arrandale, обладает поддержкой HDMI интерфейса версии 1.4.

Версии графического ядра

Рассматривая архитектуру и основные характеристики, мы говорили о двух версиях графического ядра Intel HD Graphics 2000 и 3000 одновременно. На самом деле – эти две модификации очень сильно отличаются по своей производительности. И обусловлено это тем, что впервые Intel решила дифференцировать свои графические решения не только варьируя их частоту, но и изменяя количество исполнительных устройств. Именно в этом и состоит основное отличие ядер Intel HD Graphics 3000 и 2000 – старшая версия имеет в своём распоряжении 12 исполнительных устройств, а младшая – довольствуется лишь шестью. Таким образом, разница в пиковом быстродействии Intel HD Graphics 3000 и 2000 может доходить до двух раз.

Желание Intel разделить версии графических ядер, ориентированные на различные рынки, вполне понятно. Тем более что ради экономии компания планирует использование в процессорах Sandy Bridge трёх видов полупроводниковых кристаллов: четырёхъядерного и двухъядерного с полноценным графическим ядром или двухъядерного с урезанной графикой. Но то, каким образом осуществляется позиционирование Intel HD Graphics 2000 и 3000, вызывает некоторое недоумение.

В целом, правило такое: все мобильные модификации Sandy Bridge оснащаются старшим видеоускорителем Intel HD Graphics 3000; модификации же Sandy Bridge для настольного сегмента получают в своё распоряжение более медленную версию Intel HD Graphics 2000 за парой исключений. Исключения эти – оверклокерские процессоры К-серии, которые, как и их мобильные собратья, смогут похвастать производительным графическим ядром Intel HD Graphics 3000.

То, что производительная модификация графического ядра будет использоваться в мобильных процессорах – это вполне логично. Именно в ноутбуках интегрированная графика особенно востребована, и даже в тех случаях, когда в них устанавливается дополнительная графическая карта, производители зачастую сохраняют возможность переключения и на более экономичное интегрированное в процессор видеоядро, которое теперь окажется применимо в гораздо большем числе ситуаций. Однако решение лишить акселератора Intel HD Graphics 3000 практически всех пользователей настольных систем выглядит, по меньшей мере, странно. Производительная встроенная графика может быть востребована и в настольных системах, однако Intel считает, что для таких применений сойдёт и медленная версия Intel HD Graphics 2000, хотя более быстрый вариант этого видеоядра мог бы заменить дискретную видеокарту начального уровня. И уж совершенно удивляет тот факт, что старшая модификация Intel HD Graphics 3000 оказалось в процессорах Core i5-2500K и Core i7-2600K, где она вообще не нужна. Эти CPU предназначены для энтузиастов, которые встроенной графикой никогда пользоваться не будут как минимум из-за того, что необходимый для её задействования набор логики Intel H67 вообще не имеет средств для разгона процессора.

Возможно, логика производителя заключается в том, что он считает Intel HD Graphics 3000 достаточно быстродействующим вариантом лишь для мобильных компьютеров, дисплеи которых обычно имеют меньшее разрешение, чем мониторы настольных систем. И, не рассчитывая, что производительности любой встроенной графики будет достаточно для полноценного использования в 3D-приложениях в настольных системах, Intel скромно предлагает в десктопных процессорах младшую версию своего ускорителя. Возможно. Но почему тогда в Core i5-2500K и Core i7-2600K всё-таки оказалось производительное ядро, когда покупатели с большим пониманием встретили бы его полное отсутствие в этих процессорах?
– Нет ответа.

Вместе с использованием в различных версиях процессоров Sandy Bridge графических ядер с разным количеством исполнительных устройств, Intel прибегла также и к старому приёму – дифференциации рабочей частоты. Различные модели процессоров могут иметь разные частоты графического ядра, но в то время как ранее частота графики использовалась как аргумент при рыночном позиционировании, теперь частота Intel HD Graphics определяется в первую очередь тепловым пакетом.

В следующей далее таблице мы собрали основные сведения о вариантах ядер Intel HD Graphics, используемых в процессорах Core второго поколения. Следует отметить, что для видеоядра каждого процессора указано по две частоты – турбированная, на которой графическое ядро работает в большинстве случаев, и номинальная – до которой графическое ядро может затормаживаться в случае высокой нагрузки на вычислительные ядра процессора.

Технология Quick Sync

До сих пор мы говорили о графическом ядре, встроенном в процессоры Sandy Bridge, как об эволюционном развитии ядра Intel HD Graphics, использующемся в процессорах Clarkdale и Arrandale. Однако есть в новой версии этого ядра и кое-что новенькое – технология Quick Sync, нацеленная на аппаратное ускорение кодирования и декодирования видеоконтента высокого разрешения.

Кажется, что в этом удивительного? Кодировать и декодировать видео давно умеют все GPU производства AMD и NVIDIA посредством CUDA или Stream /APP. Да и графика Intel, относящаяся к предыдущему поколению и встраиваемая в Clarkdale и Arrandale, также способна аппаратно ускорять воспроизведение видео. Однако в Sandy Bridge инженеры Intel подошли к проблеме совершенно по-новому. Дело в том, что все существовавшие до настоящего времени GPU используют для работы с видео мощности своих штатных исполнительных устройств – шейдерных процессоров. Технология Quick Sync идёт по другому пути, она подразумевает включение в процесс кодирования и декодирования узкоспециализированных вычислительных блоков. Иными словами, в дополнение к традиционным исполнительным устройствам в графическом ядре Sandy Bridge есть выделенные аппаратные видеокодек и видеодекодер.

Конечно, применение утилитарных аппаратных ресурсов вместо программно-аппаратного решения на базе CUDA или Stream – не столь универсальное решение, которое к тому же дополнительно увеличивает процессорный кристалл. Но плюсы, по мнению Intel, всё-таки перевешивают. Во-первых, Quick Sync позволяет получить более высокую производительность, а во-вторых, специализированное железо оказывается гораздо экономичнее с точки зрения затрат электроэнергии.

Итак, Quick Sync состоит из двух компонентов. Первый – это аппаратный декодер, применяемый для ускорения воспроизведения видеоконтента, хранящегося в распространённых форматах: MPEG-2, VC-1 и AVC. Этот блок графического ядра Sandy Bridge способен полностью взять на себя весь процесс декодирования, включая компенсацию движения и loop-фильтрацию. Важно, что декодер является многопоточным, то есть способен декодировать видео в несколько потоков, без проблем поддерживая режим «картинка в картинке», стерео 3D Blu-ray или MVC.

Вторая часть Quick Sync – аппаратный кодек, выполняющий операции, обратные декодированию. В отличие от декодера кодек частично задействует при своей работе и традиционные исполнительные устройства графического ядра, однако основная часть процесса кодирования ложится всё-таки на специализированную логику. Кодек поддерживает кодирование в наиболее распространённый на сегодня формат AVC.

Таким образом, в совокупности технология Quick Sync позволяет ускорять процессы транскодирования видео, декодируя видео в одном формате и тут же кодируя его в другой. Это – очень важная и своевременно появившаяся возможность процессоров Sandy Bridge. Операции по конвертации видеоконтента весьма распространены даже у домашних пользователей, что обуславливается как ростом популярности сервисов видеохостинга, так и распространением производительных мобильных устройств, способных проигрывать мультимедийный контент.

Как мы знаем по предыдущим тестированиям процессоров, конвертирование видео с использованием традиционных процессорных мощностей – чуть ли не самая ресурсоёмкая операция, которая отнимает много времени и приводит к значительным затратам электроэнергии. Внедрение же технологии Quick Sync позволяет не только ускорить этот процесс, но и освободить вычислительные процессорные ядра, которые становятся доступны для параллельного выполнения иных задач.

Естественно, технология Quick Sync для своей работы нуждается в поддержке со стороны программного обеспечения. Но Intel не упустила и этот важный момент и на сегодняшний день большое количество распространённых утилит для конвертации видео способно задействовать специализированные блоки процессоров Sandy Bridge. За конкретными примерами далеко ходить не надо: поддержка новых медийных возможностей уже присутствует в новых версиях ArcSoft MediaConverter, Corel DVD Factory, CyberLink MediaEspresso, Movavi Video Converter, Roxio Creator и проч.

Внедрив в своё графическое ядро аппаратные кодек и декодер, и добившись их широкой поддержки со стороны разработчиков, Intel удалось переиграть AMD и NVIDIA, которые предлагают более медленную конвертацию видео с использованием мощностей шейдерных процессоров. Однако мы не имеем никакой информации о том, станет ли выделение кодека и декодера в отдельные аппаратные блоки новой тенденцией. Возможно, появление Quick Sync просто подтолкнёт других разработчиков GPU к оптимизации своих алгоритмов транскодирования, использующих CUDA и Stream /APP.

Впрочем, положительное впечатление о Quick Sync смогла подпортить сама Intel. Большой ошибкой разработчиков стало то, что блоки кодирования и декодирования были помещены именно в графическое ядро. Процессы транскодирования видео востребованы вне зависимости от того, какой тип графического ускорителя (интегрированный или дискретный) используется в системе. Но, к сожалению, ресурсы Quick Sync невозможно использовать в системах с набором логики Intel P67. Платы на этом чипсете отключают встроенную графику, а вместе с этим теряется и доступ к многообещающей технологии. Так что аппаратное ускорение перекодирования видео силами интеловского графического процессора возможно лишь в системах, где работает встроенное в Sandy Bridge графическое ядро.

Разгон графического ядра

Набор логики, предназначенный для использования встроенной в Sandy Bridge интегрированной графики, Intel H67, не поддерживает разгон. Он не даёт доступа ни к множителю, задающему тактовую частоту CPU, ни к множителю, формирующему частоту памяти. Однако Intel H67 позволяет изменять частоту работы графического ядра. В BIOS материнских плат, базирующихся на этом наборе логики, обычно присутствует опция, задающая ту частоту, до которой может разгоняться графическое ядро в турбо-режиме.

При этом опция эта совершенно не напрасна. Intel ограничивает скорость графического ядра, сообразуясь с TDP моделей процессоров, а значит, при условии использования достаточного охлаждения разгон вполне возможен.

Наши эксперименты на нескольких экземплярах процессоров Core i5 показали, что при небольшом увеличении напряжения на графическом ядре, его частота вполне может быть доведена до 1.5 ГГц. То есть, встроенный в Sandy Bridge GPU скрывает в себе не столь существенный оверклокерский потенциал, как сами эти процессоры, но на 30-40-процентное увеличение скорости графики при разгоне рассчитывать можно.

Однако это не касается моделей процессоров линейки Core i7. В них частота Intel HD Graphics 3000 доведена почти до максимума.

Как мы тестировали

В рамках тестирования мы поставили перед собой цель сравнить производительность новых встроенных в процессоры Sandy Bridge графических ускорителей Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000 со скоростью работы конкурирующих интегрированных GPU и видеокарт младшего ценового диапазона. Актуальных интегрированных платформ для настольных компьютеров, которые имеет смысл сравнивать с Sandy Bridge, на данный момент на рынке присутствует две: Socket AM3 с чипсетом AMD 890GX и LGA1156 с процессорами Clarkdale и чипсетом Intel H57/H55 (все их многочисленные производные мы в данном случае в рассмотрение не принимаем). Именно с такими платформами мы и сравнили систему, в основе которой лежали процессоры Core i5 второго поколения, оснащённые графическими ядрами Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000. Кроме того, в тестах приняли участие дешёвые дискретные видеокарты AMD пятитысячной серии Radeon HD 5450 и Radeon HD 5570.

Учитывая невозможность сравнения интегрированных графических ядер на процессорах с одинаковой вычислительной мощностью, в Socket AM3 и LGA1156 системах мы использовали процессоры с максимальной доступной на данный момент тактовой частотой, которые хоть как-то могут соперничать с Sandy Bridge. При этом нам пришлось задействовать два варианта Clarkdale – Core i5-680 и Core i5-661. Первый процессор имеет максимальную тактовую частоту, а второй – содержит более производительную версию графики. В платформе AMD мы пользовались четырёхъядерным Phenom II X4 975. Что касается Sandy Bridge, то для испытаний Intel HD Graphics 2000 был взят процессор Core i5-2400, а для измерения производительности Intel HD Graphics 3000 применялся Core i5-2500K. Дискретные графические карты тестировались в той же LGA1155 платформе с процессором Core i5-2500K.

В результате, в тестах задействовались следующие аппаратные и программные компоненты:

Процессоры:

AMD Phenom II X4 975 (Deneb, 4 ядра, 3.6 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2500K (Sandy Bridge, 4 ядра, 3.3 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge, 4 ядра, 3.1 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-680 (Clarkdale, 2 ядра, 3.6 ГГц, 4 Мбайта L3);
Intel Core i5-661 (Clarkdale, 2 ядра, 3.33 ГГц, 4 Мбайта L3);

Материнские платы:

ASUS M4A89GTD PRO/USB3 (Socket AM3, AMD 890GX + SB850, DDR3 SDRAM);
Gigabyte GA-H57M-USB3 (LGA1156, Intel H57 Express);
Gigabyte GA-H67MA-UD2H (LGA1155, Intel H67 Express).

Память:

2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM, 9-9-9-27 (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX):

Графические карты:

ATI Radeon HD 5570;
ATI Radeon HD 5450.

Жёсткий диск: Kingston SNVP325-S2/128GB.
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64.
Драйверы:

Intel Chipset Driver 9.2.0.1019;
Intel Graphics Driver 15.21.8.64.2279;
ATI Catalyst 11.1 Display Driver.

Новые графические ядра Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000 тестировались в двух режимах: на штатной для большинства десктопных процессоров частоте 1100 МГц и при их разгоне до 1500 МГц.

Общая производительность

Начать знакомство с результатами тестов мы бы хотели с общей производительности. Хотя она не имеет прямого отношения к теме данного материала, подобные дополнительные данные могут быть полезны при дальнейшем анализе результатов. Подробные тесты процессоров Sandy Bridge и их конкурентов можно найти в другом нашем обзоре , здесь же мы воспользовались тестом PCMark Vantage, который показывает скорость работы типичных алгоритмов.

Графики выявляют серьёзный разброс в результатах. Как ни крути, но платформа LGA1155 предлагает значительно более высокую вычислительную производительность, чем все другие варианты. Поэтому, если вы подыскиваете основу для интегрированной системы с максимальной производительностью на счётных задачах, то выбор предрешён.

Игровая производительность

3DMark Vantage

Так как Intel HD Graphics (всех версий) поддерживает DirectX 10, но не DirectX 11, для предварительной оценки производительности новых вариантов этого ядра мы воспользовались именно версией Vantage. И она демонстрирует, что даже ядро Intel HD Graphics 2000, имеющее только шесть исполнительных устройств, ощутимо опережает ядро, встроенное в процессоры Clarkdale, несмотря на то, что там используется вдвое большее количество исполнительных устройств. Однако соперничать с видеокартами младшего уровня удаётся только версии Intel HD Graphics 3000. Впрочем, даже с разгоном до 1.5 ГГц это ядро не может дотянуть до скорости Radeon HD 5570, так что процессоры Sandy Bridge могут потеснить на рынке разве только видеокарты со стоимостью порядка $50-60.

Crysis WARHEAD

Intel HD Graphics 2000 предлагает вполне комфортный уровень fps в разрешении 1024x768, а более быстрая версия ядра, Intel HD Graphics 3000, может позволить игру и в HD разрешении. Конечно, речь идёт об использовании минимального уровня качества, но интегрированная графика способна показать сколь-нибудь приемлемые результаты только в этом случае.

Far Cry 2

Заметьте, разгон встроенного в Sandy Bridge графического ядра позволяет получить солидную прибавку к скорости. Но даже она не даёт возможности Intel HD Graphics 3000 дотянуться до результатов Radeon HD 5570. Зато, если сравнивать новый интеловский интегрированный GPU с конкурирующими интегрированными же решениями, то даже урезанная версии Intel HD Graphics 2000 оставляет их позади.

Left 4 Dead

Надо сказать, что Intel HD Graphics 3000 вполне можно считать нормальным 3D ускорителем начального уровня. Оперируя настройками качества из этого ядра можно выжать вполне играбельный уровень fps даже в разрешении 1680x1050. Жаль только, что эта версия графического ядра отсутствует в большинстве процессоров для настольных систем. Урезанный же вариант, Intel HD Graphics 2000, работает ощутимо медленнее, и даже разгон не позволяет получить тот уровень производительности, который выдаёт старшая версия графического ядра Sandy Bridge.

Metro 2033

Metro 2033 – очень требовательная игра. Не удивительно, что «вытянуть» её может только Intel HD Graphics 3000. Но вообще, существенно лучшую играбельность в данном случае можно получить при использовании внешней видеокарты. И не всякой, так как Radeon HD 5450 по своему быстродействию подобен Intel HD Graphics 2000, а достаточно производительной – не хуже Radeon HD 5570.

Mafia II

Современные шутеры явно не рассчитаны на то, чтобы в них играли с использованием встроенных графических ядер. В Mafia II получаются ещё более низкие показатели fps, чем в Metro 2033, так что приемлемой производительности можно добиться разве только разогнав до предела Intel HD Graphics 3000. Справедливости ради заметим, что результаты других интегрированных графических ядер AMD и Intel более чем в два раза хуже.

Lost Planet 2

Результаты в Lost Planet 2 интересны тем, что по ним хорошо прослеживаются различия в производительности версий графического ядра Sandy Bridge, использующих 6 или 12 исполнительных устройств. Но даже неразогнанная версия Intel HD Graphics 2000 существенно обходит все интегрированные графические ядра предыдущего поколения.

F1 2010

Ноутбуки, основанные на процессорах семейства Sandy Bridge и использующие встроенную в них графику, наверняка смогут предложить своим владельцам приемлемые игровые возможности. Как мы видим, как и во многих других играх, в популярном гоночном симуляторе ядро Intel HD Graphics 3000 может обеспечить вполне нормальный уровень производительности в разрешении 1680x1050. Единственное, что требуется от пользователя – установить настройки качества на минимум.

H.A.W.X 2

H.A.W.X 2 показывает себя не очень требовательной игрой. Насладиться полётами в этом симуляторе могут даже обладатели систем с интегрированной графикой прошлых поколений. Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000, как и в других случаях, успешно конкурируют с недорогими графическими картами.

Civilization V

Для стратегических игр редко требуется производительные видеокарты. Так и тут. Если не задирать настройки качества изображения, Civilization V хорошо работает на обеих версиях графики Sandy Bridge и позволяет даже устанавливать HD разрешения.

Starcraft II

Starcraft II является нетипичным приложением – в нём новые интегрированные ядра Intel существенно проигрывают даже Radeon HD 5450. Однако это не означает, что встроенная в Sandy Bridge графика не обладает достаточной мощностью для этой игры. С низким качеством изображения Intel HD Graphics 3000 обеспечивает вполне комфортное быстродействие в разрешении 1680x1050, а Intel HD Graphics 2000 приемлемо работает в более простых режимах.

Производительность при работе с видео

С воспроизведением видео высокого разрешения у графического ядра Sandy Bridge не возникает никаких трудностей. Встроенный в графическое ядро декодер прекрасно справляется со всеми распространёнными форматами, оставляя вычислительную часть процессора фактически без работы.

Единственная возможная проблема – поддержка нового декодера Sandy Bridge программными плеерами. Например, две недели назад во время тестов Core i5-2400S мы обнаружили, что популярный бесплатный Media Player Classic Home Cinema работает на новых процессорах со сбоями: при активации рендеринга через DXVA наблюдаются артефакты. Поэтому тогда мы перешли на коммерческий Cyberlink PowerDVD10, который оказался адаптирован под Intel HD Graphics 2000/3000 существенно лучше и работал безупречно. В этом тестировании нам вновь пришлось воспользоваться коммерческим продуктом ввиду того, что даже вышедшая несколько дней назад версия Media Player Classic Home Cinema 1.5.0.2827 при работе на процессорах Sandy Bridge вызывает серьёзные нарекания.

Вот как выглядит аппаратное ускорение воспроизведения видео в системе с процессором Core i5-2400, обладающим графическим ядром Intel HD Graphics 2000.

H.264, [email protected] fps, 23.7Mbps

Загрузка процессора при проигрывании HD видео в формате H.264 не превышает 10-15 %, а сам процессор остаётся в энергосберегающем состоянии, то есть работает на сниженной до 1.6 ГГц частоте.

А видео в формате VC-1 воспроизводится в Cyberlink PowerDVD10 (версии 10.0.2429.51) ещё с более впечатляющими результатами.

VC-1, [email protected] fps, 16.5Mbps

Тут нагрузка на процессор вообще составляет менее десяти процентов. Однако в процессе тестирования нами была замечена одна особенность – при декодировании VC-1 видеопотока имеет большое значение, в каком контейнере он находится. Например, мы так и не смогли заставить работать аппаратное ускорение для воспроизведения VC-1-видео в контейнере MKV, в то время как тот же самый контент в контейнере MPEG-TS или непосредственно с Blu-ray диска проигрывался с использованием аппаратного декодера без каких-либо препятствий.

Таким образом, аппаратный видеодекодер в Sandy Bridge со своей ролью вполне справляется, и процессоры этого семейства вполне можно использовать в медиацентрах, не устанавливая внешнюю графическую карту. Тем более что вычислительная мощность Sandy Bridge такова, что и без помощи со стороны аппаратного декодера он легко справится с воспроизведением любого, даже самого экзотического, видеоконтента высокого разрешения.

Аппаратное ускорение при проигрывании видео – это половина технологии Quick Sync, этот процесс загружает лишь декодер и никак не задействует имеющийся в графическом ядре Sandy кодек. Всю же мощь этой технологии можно ощутить при транскодировании видео, при котором контент сначала декодируется, а затем кодируется в новом формате. Некоторые популярные утилиты для преобразования видео уже сегодня могут предложить перекодирование не средствами вычислительных ядер процессора, а с использованием специализированных блоков, входящих в Quick Sync. Примерами таких утилит могут служить свежие версии Arcsoft Media Converter или Cyberlink Media Espresso.

Процесс транскодирования в подобных программах, использующих Quick Sync, отличается тем, что загрузка процессора остаётся очень далека от 100 процентов. А ведь это одна из самых тяжёлых в вычислительном плане задач!

Например, на приведённом скриншоте видно, что перекодирование 1080p H.264 видеоролика с уменьшением разрешения и битрейта для просмотра на iPhone 4 загружает процессор всего на 15-20 %. Но особенно впечатляющим выглядит то, что процессор при этом даже не выходит из энергосберегающего режима и работает на пониженной до 1.6 ГГц частоте.

Качество результата при этом нисколько не страдает. В этом Quick Sync отличается от перекодирования через CUDA и Stream /APP в лучшую сторону. При сравнении видео, полученного при перекодировании через Quick Sync и такого же видео, сделанного на традиционных процессорных мощностях, мы не выявили никаких существенных артефактов, привносимых именно графическим ядром Sandy Bridge.

Intel Quick SyncSoftware

Более того, возникает ощущение, что с использованием Quick Sync видео получилось даже более качественным. При этом размер полученных в результате файлов расходился не более чем на 2 %, а реальный битрейт и разрешение были и вовсе идентичными. Иными словами, Quick Sync действительно работает и работает хорошо.

Не подкачала и скорость перекодирования. Включение в процесс технологии Quick Sync не только снимает нагрузку с вычислительных блоков процессора, но и позволяет быстрее получить конечный результат. Мы провели несколько тестов, производящих транскодирование небольшого H.264 1080p видеоролика в формат, пригодный для воспроизведения на iPhone 4 (H.264, 1280x720, 4Mbps). На приводимых ниже диаграммах отображено время, затрачиваемое на этот процесс при использовании вычислительных мощностей процессора, при активации технологии Quick Sync и при перекодировании через CUDA и Stream /APP с применением внешних графических карт AMD Radeon HD 5570 и NVIDIA GeForce GT 430. Во всех тестах использовалась единая тестовая платформа, построенная на базе процессора Core i5-2400. Для чистоты эксперимента скорость перекодирования измерялась в двух различных программах - Arcsoft Media Converter 7.1.15.55 и Cyberlink Media Espresso 6.5.1229.

Intel не зря гордится своей технологией Quick Sync. Выделение кодера и декодера в отдельные специализированные блоки оказалось полезным для повышения производительности шагом. Как видно по диаграммам, использование этой технологии позволяет получить значительное ускорение по сравнению с перекодированием силами вычислительных ядер процессора. Такую производительность не удаётся достичь и при использовании видеокарт AMD и NVIDIA даже близко, по крайней мере, тех, которые относятся к нижней ценовой категории.

Энергопотребление

Судя по производительности, графическое ядро процессоров Sandy Bridge вполне может заменить видеокарты начального уровня. Очевидно, что в этом случае определённый выигрыш будет достигнут и в энергопотреблении. Чтобы оценить масштабы этого выигрыша, мы провели уже ставшие традиционными отдельные тесты энергопотребления.

На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД же самого блока питания в данном случае не учитывается. Во время измерений нагрузка на процессоры создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.4 . Для нагрузки графических ядер использовалась утилита FurMark 1.8.2 . Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E и Enhanced Intel SpeedStep.

Высокую экономичность процессоров семейства Sandy Bridge в состоянии простоя мы подчёркивали уже не раз. Использование встроенного графического ядра не отменяет этого их свойства. Системы, использующие процессоры Core второго поколения со встроенным графическим ядром, потребляют в покое на 5-10 Вт меньше, чем любые другие платформы.

Более низкое энергопотребление показывают LGA1155 системы со встроенной графикой и при процессорной нагрузке. Это вполне объяснимо – вычислительные ядра Sandy Bridge обладают наилучшим на сегодняшний день соотношением «производительность на ватт», а графическое ядро, встроенное в эти CPU, экономичнее внешних графических карт и других интегрированных ядер как минимум за счёт использования для его производства самого современного техпроцесса с 32-нм нормами.

Тяжёлая графическая нагрузка явно выпячивает тот факт, что графика в Sandy Bridge обладает хорошим уровнем энергоэффективности. Обеспечиваемый ей уровень производительности близок к внешним видеокартам нижнего ценового диапазона, а потребление – меньше на 10-15 Вт. Кстати, заметьте, варианты ядер Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000, число исполнительных устройств в которых различается вдвое, по потреблению разнятся лишь на 6 Вт, а 35-процентный разгон графического ядра по частоте сказывается на энергопотреблении ещё меньше.

Комплексная нагрузка на вычислительные и графические ресурсы системы позволяет связке из процессора Core i5-2500K и видеокарты Radeon HD 5450 выступить на равных с интегрированной платформой на базе Core i5-2500K. Впрочем, учитывая, что встроенное в этот процессор ядро Intel HD Graphics 3000 производительнее данной видеокарты, в этом результате нет ничего выдающегося. Интересно же другое – пиковое энергопотребление современных интегрированных систем, базирующихся на высокопроизводительных процессорах последнего поколения, не выходит за 90-ваттную границу. Так что даже обычные (не энергоэффективные) версии процессоров Core i5 вполне могут применяться в составе компактных домашних систем или HTPC.

Ещё один вариант комплексной нагрузки – воспроизведение HD видео. Благодаря тому, что в процессорах Sandy Bridge появился специализированный аппаратный видеодекодер, нагрузка на вычислительные ядра в этом случае практически отсутствует, потребление системы при проигрывании HD видеоконтента лишь на 6 Вт превышает потребление в состоянии покоя для систем на базе Sandy Bridge с любой версией графического ядра. В результате, расход энергии на проигрывание HD видеоконтента в таких системах оказывается даже меньше, чем прочие платформы потребляют, ничего не делая.

Выводы

Новому поколению интегрированной графики Intel трудно дать чрезмерно лестную оценку. Встроенные в процессоры семейства Sandy Bridge графические ускорители Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000 – это, фактически, интегрированная графика нового уровня. Сращивание на едином полупроводниковом кристалле традиционных процессорных блоков с видеоядром, их соединение высокоскоростной кольцевой шиной, а также сделанные в исполнительных устройствах интеловского GPU оптимизации привели к тому, что новые графические ядра стали не просто самыми быстрыми решениями в своём классе. Более того, их стало возможно сравнивать с современными дискретными видеокартами. В первую очередь это касается старшей версии графики из Sandy Bridge, Intel HD Graphics 3000 – она, например, серьёзно превосходит по быстродействию AMD Radeon HD 5450.

Иными словами, Intel HD Graphics 3000 может служить серьезным соперником для видеокарт стоимостью до $50-$60. В этой ситуации единственной сильной стороной дискретных видеокарт в сравнении с интеловским графическим ядром может служить разве только поддержка DirectX 11 отсутствующая в Intel HD Graphics. Впрочем, для того уровня производительности, что могут обеспечить такие решения, данная функциональность скорее всего неактуальна.

Младшая версия новой интеловской графики, HD Graphics 2000, существенно медленнее. Но, тем не менее, на фоне прочих интегрированных решений она всё равно смотрится достаточно выгодно, и до выхода процессоров AMD Llano вряд ли что-то сможет поколебать лидирующие позиции Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000 в своей нише.

Блестяще проявила себя и появившаяся в новых интеловских ядрах технология Quick Sync. Intel предложила принципиально новый подход к ускорению кодирования и декодирования видеоконтента высокого разрешения, применив для этой цели узкоспециализированные аппаратные блоки. Ценой небольшого увеличения процессорного кристалла производителю удалось добиться поразительно высокой производительности и хорошего качества кодирования и декодирования HD видео. Причём, технология Intel Quick Sync на задачах транскодирования видео явно выигрывает и у перекодирования через NVIDIA CUDA, и у AMD Stream /APP.

Правда, впечатления от новых графических ядер оказались несколько подпорчены политикой Intel по их продвижению. Старшую версию графического ядра получили лишь пользователи мобильных компьютеров, а для того, чтобы стать её обладателем в десктопе, необходимо приобрести дорогой оверклокерский процессор. Так что, фактически, можно говорить о том, что Intel HD Graphics 3000 нацеливается производителем на мобильные применения, в то время как для настольных компьютеров предназначается более медленный вариант ускорителя – Intel HD Graphics 2000.

С одной стороны это означает, что ноутбуки, построенные на процессорах Core второго поколения, получили довольно производительное графическое ядро, присутствующее в них, что называется, по умолчанию. И новые мобильные компьютеры, не имеющие в своём составе видеокарт AMD или NVIDIA, теперь будут способны демонстрировать приемлемую производительность в подавляющем большинстве 3D приложений.

С другой стороны, в настольных компьютерах ситуация несколько иная. Здесь графические ядра семейства Intel HD Graphics пока не имеют шансов вытеснить дешёвые дискретные видеокарты. Встроенная в подавляющее большинство процессоров Sandy Bridge для настольных компьютеров версия графики может стать хорошим выбором для мультимедийного компьютера, особенно благодаря технологии Quick Sync, но её 3D возможностей по сегодняшним меркам будет всё-таки недостаточно даже для непритязательных пользователей.

Intel HD Graphics Family включает в себя несколько поколений.
Intel HD - устанавливается на семейство процессоров Pentium G и первое поколение iCore 3/5/7. Носит кодовое название Nehalem/Lynnfield. Возможности такой видеокарты весьма ограничены. Поэтому если ноутбук будет использоваться для работы с графикой и для мультимедиа развлечений (просмотра фильмов в качестве HD, игр), то данный чип будет не лучшим решением.
Intel HD 2000/3000. Второе поколение интегрированных видеочипов корпорации Intel устанавливается в процессоры iCore 3/5/7 второго поколения. Носит кодовое название Sandy Bridge. Сегодня уже практически не используется в новых моделях ноутбуков, но еще является значительным игроком рынка.
Intel HD 2500/4000. Третье поколение интегрированной видеологики, на данный момент это наиболее массовый представитель рынка мобильных устройств. Такие карты являются частью процессоров iCore третьего поколения. Данная видеологика носит кодовое название Ivy Bridge. По производительности она близка к картам Radeon HD 65хх.
Последнее поколение Intel HD Graphics под кодовым названием Haswell. Является частью новых процессоров iCore 4-го поколения. Основная модель этого поколения – 4600. Она имеет две урезанные версии – 4200 и 4400. Наиболее мощными являются карты 5100 и 5200. По своей производительности последняя модель карты Intel HD 5200 опережает большинство дискретных видеокарт среднего ценового диапазона.
Intel HD 3-го и 4-го поколений позволяет в полной мере наслаждаться качеством фильмов с разрешением вплоть до 4К. Также подобные видеокарты легко справляются с нагрузками видеоигр последних 2-3 лет. Так как первое поколение процессоров и интегрированной видеологики уже является немного устаревшим, то мы опустим его из обзора карт Intel (R) HD Graphics. Идем дальше.

Второе поколение видеочипов

На сегодняшний день видеологика Intel HD Graphics 3000 используется еще достаточно часто. Она является идеальным решением для мобильных ПК нижнего ценового уровня. Данное решение позволяет достаточно комфортно просматривать фильмы высокого качества и даже иногда наслаждаться прелестями видеоигр, выпущенных в 2011-2012 годах. Однако если учесть, что бюджетные ноутбуки и нетбуки покупаются вовсе не с целью мультимедийных развлечений, то все становится на свои места. Максимальное разрешение, поддерживаемое видеокартой, составляет 2560 х 1600 пикселей. К тому же данное поколение видеологики поддерживает HDMI-выход. Для того чтобы оптимизировать работу данного интерфейса, желательно иметь установленным самый последний для Intel HD Graphics driver.
Как было сказано выше, семейство графического ядра второго поколения представлено двумя моделями. Это Intel HD Graphics 2000 и 3000. Несмотря на то что они обе производятся по одному и тому же технологическому процессу, продуктивность карт может отличаться в два раза. Обусловлено это тем, что младшая модель имеет более низкую тактовую частоту ядра, кроме того, она оснащается всего шестью исполнительными устройствами (против 12 у старшей версии карты).
Благодаря такой дифференциации достигается достаточно четкая сегментация рынка. Так, пользователь может приобрести ноутбук с двух- или четырехъядерным процессором и полноценным графическим ядром HD 3000 или урезанной графикой HD 2000. Естественно, это отражается на стоимости продукции.

Третье поколение

Видеологика Intel HD Graphics 4000 была презентована в 2012 году. Она выполнена на основе 22-нм технологического процесса. Пиковая производительность чипа составляет 200 гигафлопс. В то же время предыдущее поколение видеокарт от Intel выполнялось по 32-нм процессу, и производительность была ровно в 2 раза меньше.
Интегрированная графика позволяет использовать все возможности DirectX 11 и OpenGL 3.3. Согласно заверениям разработчиков и многократно проведенным тестам, карта Intel HD 4000 позволяет насладиться всеми прелестями фильмов с высоким разрешением. Кроме того, данная видеологика дает возможность достаточно комфортно чувствовать себя в большинстве современных игр. Конечно, тут следует понимать, что некоторые из них потребуют более низкого разрешения и снижения настроек качества.
А что делать, если игра некорректно работает или возникают какие-либо артефакты в изображении? Чтобы устранить эту проблему, на сайте производителя необходимо найти для чипа Intel HD Graphics 4000 драйвер, скачать и установить его. Этот совет кажется банальным, но на самом деле он помогает. Дело в том, что инженеры компании стараются регулярно обновлять драйвера своей продукции и улучшать совместимость с самыми новыми приложениями.
Если сравнивать производительность видеокарты с предыдущим поколением, то она увеличилась на 30%. Дополнительно можно получить прирост мощности за счет использования более быстрого процессора i7 и большего объема оперативной памяти.

Четвертое поколение видеологики

На сегодняшний день видеокарта Intel HD Graphics установлена чуть ли не в половине ноутбуков. Это обусловлено как отличными маркетинговыми ходами корпорации, так и правильным подходом к интеграции. С каждым новым поколением видеологика становится все совершеннее, что позволяет ей тягаться на равных с дискретными картами среднего ценового уровня.
Выпуск же чипа последнего поколения заметно отразился на продажах видеокарт других производителей. Ведь нет смысла платить дополнительные деньги за то, что может работать «прямо из коробки». Всего несколько лет назад производительность встроенной видеографики мало кого интересовала. Ведь все понимали, что такие чипы, как Intel HD, нужны лишь для работы офисных приложений, просмотра фотографий и фильмов невысокого разрешения. Однако после выпуска процессоров iCore третьего поколения и видеочипов Intel HD Graphics 4000 ситуация стала кардинально меняться.
Бюджетная видеокарта стала реальным конкурентом для производителей дискретных чипов. И это не пустые слова, достаточно только взглянуть на падение динамики продаж карт от AMD и nVIDIA. Кроме того, компания AMD была вынуждена отказаться от выпуска бюджетной графики Radeon HD 70хх ввиду ее неконкурентоспособности.

Описание

Intel HD Graphics 4600 является эволюционным развитием интегрированного видеочипа. Благодаря тому что в 2010 году компания Intel отказалась от на то время классической схемы разделения вершинных и пиксельных конвейеров и перешла на унифицированную шейдерную архитектуру, ей удалось добиться регулярной модернизации собственной видеологики. Каждый год компания улучшает процесс изготовления чипов, что позитивно сказывается на количестве исполнительных блоков и, как результат, на производительности.
В Intel HD 4600 установлены уже 20 исполнительных блоков, что позволяет на равных тягаться с чипами AMD и nVIDIA. Для сравнения, предыдущая модель HD 4000 имела 16 блоков, а HD 3000 всего 12. Таким образом, даже если взять чипы HD 4000 и HD 4600 с равной частотой ядра, то вычислительная мощность последнего будет больше на 25%. Кроме числа исполнительных блоков, была увеличена и частота видеоядра. Теперь она составляет 1250 МГц, против 1150 МГц у прошлого поколения. Отличительной чертой процессоров и видеологики Haswell стало пониженное энергопотребление в режиме простоя.
Новая графика Intel позволяет поддерживать OpenGL 4.0 и DirectX 11.1 (шейдеры пятой версии). К другим возможностям чипа относятся полноэкранное сглаживание, HDR и ряд других технологий, который позволяет улучшить полученное изображение. Следует упомянуть, что, как и ядро предыдущего поколения, HD 4600 может работать одновременно с тремя мониторами.

Теоретические расчеты производительности

Зная об особенностях интегрированной графики разных поколений, можно перейти к сравнению их производительности. Для большей объективности в тесте будет принимать участие бюджетная дискретная карта GeForce GT 630. Производительность ядер при пиковой нагрузке составляет:
HD 4600 – 400 гигафлопс;
GT 630 – 311 гигафлопс;
HD 4000 – 294 гигафлопс;
HD 3000 – 194 гигафлопс.
Как видим, уже на данном этапе дискретная карта уступает последнему поколению интегрированной графики. Однако нельзя обойти стороной и такой параметр производительности, как скорость закраски сцены. По этому показателю дискретная графика в разы лучше интегрированных решений:
GT 630 – 13 Мтекс/с;
HD 4600 – 5 Мтекс/с;
HD 4000 – 4,6 Мтекс/с;
HD 3000 – 1,35 Мтекс/с.
По скорости растеризации GeForce также показывает лучшие результаты:
GT 630 – 3,2 Мпикс/с;
HD 4600 – 2,5 Мпикс/с;
HD 4000 – 2,3 Мпикс/с;
HD 3000 – 1,35 Мпикс/с.
На данный момент мы не будет затрагивать пропускную способность памяти, так как у ядер Intel HD Graphics характеристики этого показателя зависят от нагрузки на процессор.

Тесты интегрированной графики

Что же, перейдем от теоретических основ к практическим тестам. Для начала сравним производительность трех поколений чипов от Intel. Графика HD 3000 проверяется на основе процессора Core i7-2700K, HD 4000 - i7-3770K, HD 4600 - i7-4770K. При максимальной нагрузке частоты графических ядер составляли 1350, 1150 и 1250 МГц соответственно.
Проверка ведется при минимальных настройках графики видеоигр и разрешении 1920 x 1080. При этом такие фильтры, как anti-aliasing и анизотропная фильтрация, отключены. Приложение 3DMark для теста производительности запускалось на стандартных настройках. Так как HD 3000 не поддерживает технологию DirectX 11, то и другие видеочипы проверяются без ее включения.
Тест Cloud Gate из пакета 3DMark показал следующие результаты тестов:
HD 3000 – 3221 балл;
HD 4000 – 5795 баллов;
HD 4600 – 8253 балла.
Тест Unigine Heaven также демонстрирует значительную производительность чипов последнего поколения:
HD 3000 – 213 баллов;
HD 4000 – 327 баллов;
HD 4600 – 446 баллов.

Производительность в играх

На этом закончим с синтетическими тестами и перейдем к сравнению производительности карт в игровых приложениях. В игре Crysis 2 карта HD 4600 быстрее своей предшественницы почти в полтора раза (11,5 балла против 7,7). HD 3000 получила всего 5 баллов.
F1 2011 не столь чувствительна к производительности видеочипов. За счет этого HD 4600 опередила HD 4000 всего на 28 процентов. Примечателен тот факт, что игра отлично идет даже на графике HD 3000, что не может не радовать владельцев старых ноутбуков.
Приложения с высоким качеством графики, такие как Metro 2033 и Tomb Raider, позволяют вполне нормально играть на средних или низких настройках в режиме DirectX 10 на карте HD 4600. К сожалению, более старые чипы не дают возможности нормально чувствовать себя в игре, так как количество кадров в секунду заметно проседает, и картинка становится похожей на слайд-шоу.
В результате всех проведенных тестов можно сказать, что следующий виток развития интегрированной графики на базе процессоров Haswell является настоящим шагом вперед. Особенно радует тот факт, что даже в играх 2013-2014 годов выпуска удается добиться приемлемых результатов. То есть даже бюджетный ноутбук позволит полностью насладиться качеством мультимедиа-развлечений.

Сравнение интегрированной и дискретной карт

Теперь от теста интегрированных чипов перейдем к сравнению Intel HD 4600 и GeForce GT 630. Как видно из показателей выше, у решения от Intel имеется хороший показатель пиковой производительности. Хотя в то же время этот чип уступает в пропускной способности памяти и скорости растеризации.
Для начала проверим наши карты на синтетических тестах 3DMark и Unigine Heaven. Сравнение проводится при максимальных настройках графики в разрешении Full HD и с использованием DirectX 11. В итоге получились следующие результаты тестов:
1. 3DMark:
HD 4600 - 980 б.;
GT 630 - 919 б.
2. 3DMark 11:
HD 4600 - 361 б.;
GT 630 - 360 б.
3. Heaven 3.0:
HD 4600 - 344 б.;
GT 630 - 320 б.
Как видим, чип HD 4600 на равных борется с дискретной картой, которая имеет преимущества в количестве блоков растеризации, скорости обработки текстур и пикселей. Но, к сожалению, в игровых приложениях дела обстоят пусть и немного, но все же хуже. В таких играх, как Battlefield-3, Crysis-2, F1-2011 отставание HD 4600 составляет где-то 5-20%. В игре Metro-2033 интегрированная графика отстала от GeForce GT 630 более чем на половину. Зато в таких играх, как DiRT Showdown и Tomb Raider, карта от Intel получила результат на 12 и 22% лучше соответственно.

Результаты

Новое интегрированное ядро от Intel является заметным шагом вперед в развитии подобных технологий. Современные видеочипы с легкостью обходят по всем показателям производительности свои предыдущие поколения - средний отрыв от HD 4000 составляет 40%. А что же касательно дискретной графики? Тут можно с уверенностью сказать, что если ноутбук не будет использоваться только для игр, то гораздо правильнее отказаться от покупки среднеценовой видеокарты, так как встроенное ядро позволяет полностью заменить ее. К тому же не стоит забывать об энергопотреблении. Топовый процессор Core i7 вместе с интегрированной графикой потребляет всего 84 Ватта, в то время как дискретная карта GT 630 на базе простого двухъядерного процессора изначально будет потреблять 130 Ватт энергии. Как результат, это выльется в более низкий запас заряда батареи, а также перегрев внутренних компонентов.
Именно поэтому, покупая новый ноутбук, забудьте о дешевых дискретных видеокартах, даже если они относятся к последнему поколению. В реальности они не смогут дать тот прирост продуктивности, который мог бы оправдать такую покупку. Тем более что Intel HD Graphics 4600 сможет легко удовлетворить все запросы современного пользователя.
В данной статье для тестирования использовался топовый процессор Core i7, но сегодня уже можно приобрести более доступные для рядового пользователя модели i5 и i3. Как и в случае с предыдущим поколением, новая видеокарта имеет урезанную модель – Intel HD Graphics 4400. Несмотря на меньшее количество блоков исполнения, она все равно опережает по своим показателям карты 3-го поколения. Ну, а любителям ультрабуков и дорогих ноутбуков повезло значительно больше, ведь процессоры серии Haswell могут оснащаться более мощным графическим ядром HD 5100/5200, которое имеет уже 40 исполнительных блоков, что в два раза больше, чем у HD 4600.

Еще о производительности

Как уже было сказано выше, интегрированные видеокарты используют оперативную память на равных с процессором. Поэтому, если установить в ноутбук достаточно мощный кристалл последнего поколения, но ограничиться всего несколькими гигабайтами медленной памяти, то результаты производительности такой конфигурации могут весьма огорчить. Память является “узким местом” для видеологики, а поэтому для достижения хороших результатов рекомендуется использовать ее последние модели с высокими частотами и низкими задержками.
Еще одним нюансом, значительно влияющим на производительность не только видеографики, но и компьютера в целом, является перегрев. При превышении определенного градуса видеочип и процессор показывают низкие результаты в различных тестах и реальных приложениях. Поэтому рекомендуется проводить регулярную чистку куллеров и внутреннего пространства мобильных ПК от пыли. Результат не заставит себя долго ждать.
Также важно понимать, что качество графики будет зависеть от выбранного процессора. Дело в том, что при возрастании нагрузки на ядро видеочип получает меньший приоритет по передаче пакетов, таким образом, это сказывается на качестве изображения. Поэтому результаты тестов при сравнении бюджетного и топового процессоров и одинаковой видеологики будут не в пользу первого. Таким образом, выбор “сердца” ноутбука напрямую влияет на возможности видеочипа.
И последний совет на сегодня. Для видеокарт Intel HD Graphics драйвер необходимо устанавливать самый последний. Даже если вы приобрели ноутбук уже полностью настроенный для работы, не поленитесь зайти на официальный сайт производителя и скачать наиболее свежую версию.