Интегрированная графика GMA HD от Intel

В прошлый раз мы изучили вычислительные возможности Clarkdale - первых чипов Intel, выполненных по 32-нанометровому техпроцессу. Однако данные устройства любопытны не только благодаря переходу на более прогрессивные технологические нормы. Процессорных дел мастерам впервые удалось поместить под крышку CPU и графический акселератор. Этот вопрос заслуживает отдельного внимания и изучения, потому во второй части материала детальнее остановимся на потенциале интегрированного видео новых моделей.

Для любителей поиграть на компьютере, возможно, станет откровением тот факт, что уже длительное время именно Intel является самым крупным поставщиком в сегменте графических адаптеров, где, по последним данным, ее доля составляет более 55% и продолжает увеличиваться. Рынок интегрированных решений огромен. Перенос видеоядра под крышку процессора лишь усилит лидирующие позиции компании.

Итак, что же собой представляет новая разработка Intel? Следует сказать, что компания отказалась от предыдущего названия серии Graphics Media Accelerator (GMA), предпочтя в свете последних тенденций более лаконичное и понятное - Intel HD Graphics. Как вы уже знаете, процессорное ядро в новых чипах Intel производится по нормам 32-нанометрового техпроцесса, в то время как кристаллы с GPU выпускаются по отработанной 45-нанометровой технологии. Очевидно, что такое решение имеет веское экономическое обоснование.

Архитектурно HD Graphics является скорее эволюционным развитием GMA X4500. Однако отличий между этими адаптерами достаточно много. Прежде всего отметим увеличенное с 10 до 12 количество SIMD-процессоров, а также улучшенную работу с Z-буфером. Аббревиатура HD не зря используется в названии графического решения Intel. Компания делает серьезный акцент на новых возможностях обработки видео высокого разрешения. Так, GPU позволяет на аппаратном уровне декодировать потоки VC-1, AVC/H.264 и MPEG-2. Улучшены алгоритмы масштабирования, шумоподавления и регулировки резкости. Впервые поддерживается двухпоточное видеодекодирование, позволяющее получить изображение в режиме «картинка в картинке». Из важных нововведений также стоит отметить возможность одновременного использования двух цифровых интерфейсов. GPU способен по HDMI или DisplayPort транслировать звук как в раскодированном виде, так и в форматах Dolby True HD и DTS-HD MasterAudio. Подобной функциональностью даже среди дискретных адаптеров могут похвастать только видеокарты линейки ATI Radeon HD 5000. По своим мультимедийным возможностям новые процессоры Intel и, соответственно, платформа LGA1156 идеально подходят для использования в составе HTPC.

В области игрового 3D выделим поддержку Shader Model 4.0 и Open GL 2.1. Упоминаний о DirectX 11 в спецификациях нет, но это не вызывает никакого сожаления. Мало кого интересуют формальности, не приносящие практической выгоды. А в случае с интегрированной графикой поддержка нового API пока может быть использована лишь в маркетинговых целях.

Встроенным графическим ядром оснащены все процессоры семейства Westmere, однако рабочая частота GPU зависит от конкретной модели CPU. Для чипов Pentium это 500 МГц, в Core i3 и большинстве Core i5 - 733 МГц. Особняком стоит Core i5-661 - у него частота GPU увеличена до 900 МГц. В мобильных CPU серии Arrandale интегрированный адаптер поддерживает функцию Dynamic Frequency, которая по аналогии с процессорной технологией Turbo Boost позволяет увеличивать частоту GPU во время повышения нагрузки и, соответственно, снижать ее при необходимости. Настольные чипы лишены такой функциональности - у них частота графического ядра постоянна.

Для использования встроенного видео понадобятся материнские платы на чипсетах Intel H55/H57, которые имеют специальный интерфейс Flexible Display Interface (FDI), необходимый для передачи видеоданных с процессора на PCH и впоследствии на экран монитора или телевизора. Похоже, наконец-то системные платы с интегрированным видео для платформы Intel в подавляющем большинстве будут снабжены цифровыми видеовыходами: DVI, HDMI и даже DisplayPort станут привычными атрибутами решений на H55/H57. Чипсет Intel P55 не обладает поддержкой шины FDI, потому задействовать интегрированное видео на плате с этим набором логики не удастся.

Разгон GPU

Графическое ядро HD Graphics можно разгонять отдельно от вычислительного модуля CPU. Производители материнских плат с радостью предоставляют такую возможность, выделяя соответствующий параметр в BIOS. Как и в случае с CPU, частотный потенциал видеоядра будет зависеть от конкретного экземпляра процессора. Предельные значения у протестированных нами чипов были примерно одинаковы: частоту ядра Core i5-661 удалось повысить до 1000 МГц, а у Core i3-530 - до 950 МГц. Наверняка тонкий тюнинг с увеличением напряжения питания GPU позволит добиться большего, но это скорее удел энтузиастов, покоряющих мировые вершины оверклокерских рейтингов в отдельно взятых номинациях.

С повышением частоты графического ядра производительность в 3D заметно возрастает, так как ограничивающим фактором здесь, конечно же, являются возможности акселератора. После разгона GPU процессор Core i3-530 в играх даже немного опередил Core i5-661, видеоядро которого работало в штатном режиме.

Очевидно, что использование встроенного GPU способно в той или иной мере влиять на частотный потенциал вычислительного блока процессора. Проведенные тестирования показывают, что применение интегрированного видеоядра ограничивает предельную рабочую частоту CPU, не позволяя добиться результатов, аналогичных получаемым с дискретной видеокартой. На практике вряд ли кому-то понадобится максимально разгонять процессор, используя встроенный GPU. Скорее, это просто нюанс, который нужно учитывать во время экспериментов.

Результаты тестирования

Судя по результатам тестов, Intel удалось серьезно подтянуть быстродействие своего интегрированного решения. HD Graphics в среднем оказывается в 1,5-2 раза производительнее GMA X4500. На первый взгляд архитектурные усовершенствования вычислительной части новинки не столь значительны. Однако здесь следует напомнить, что GPU теперь расположен на том же кристалле, что и контроллер памяти, а это соседство наверняка сказалось на показателях быстродействия. На 900 МГц новое видеоядро Intel демонстрирует схожие результаты с таковыми у GeForce 9300 - чипсета для платформы Intel, который ранее наряду с модификацией 9400 считался самым производительным в своем классе. При частоте 733 МГц (штатная для Core i3 и большинства Core i5) HD Graphics несколько уступает конкуренту от NVIDIA, но не оставляет шансов мейнстрим-набору логики AMD 785G. Однако получить дополнительные кадры в cекунду последнему может помочь наличие локальной памяти SidePort, которая, как правило, дает еще 5-10%-ный прирост производительности. Кроме того, в активе AMD есть чиспет 790GX с графическим ядром, работающим на более высокой частоте. А вот возможности ядра GeForce 8200, используемого в nForce 980a, уже заметно слабее - по скорости в 3D его прямой конкурент GMA X4500.

Учитывая полученные результаты в довольно сложных современных играх, наверное, будет лишним говорить о том, что встроенный GPU справится не только с казуалками. World of WarСraft очень пристойно работает с настройками чуть ниже средних, количество кадров в секунду сильно зависит от локации и колеблется на уровне 20-50. Аналогичная ситуация и в EVE Online. Акселератор выдерживает и довольно серьезную боевку в браузерной Quake Live. Более того, с HD Graphics можно вполне сносно поиграть в «S.T.A.L.K.E.R.: Зов Припяти» в режиме со статическим освещением. В последнее время Intel активнее сотрудничает с разработчиками игр, что позволяет надеяться на улучшение производительности в будущих проектах. Конечно, нельзя говорить о том, что новый графический адаптер способен конкурировать с дискретными видеокартами в плане быстродействия, но в своем классе это вполне достойное решение.

Итоги

В новой инкарнации возможности интегрированного видео от Intel заметно улучшились. Помимо серьезного увеличения производительности, следует отметить и наращивание функциональности встроенного решения. Фактически HD Graphics обладает всеми параметрами, необходимыми для современной интегрированной графики. Безусловно, революции здесь не произошло и встроенный GPU по-прежнему неприемлем для геймеров, но и сугубо офисным решением его уже никак не назовешь.

С выходом HD Graphics компания Intel больше не дает повода конкурентам говорить об ограниченной функциональности или недостаточной производительности ее интегрированного видео. Теперь основным предметом дискуссий будет вопрос цены. И здесь действительно есть еще к чему стремиться. Было бы наивным полагать, что встроенный адаптер вам достается бесплатно. Формально так оно и есть, однако текущая совокупная стоимость материнской платы и CPU (от $200 и выше) скорее говорит о том, что производитель в накладе не остается. Тем не менее хороший выход годных кристаллов и двухчиповая компоновка Clarkdale позволяет сделать вывод об относительно невысокой себестоимости новых процессоров и, соответственно, надеяться на то, что со временем в продаже появятся и более доступные решения.

Интегрированный видеоакселератор входил в состав серий наборов системной логики 940 G и 945 G. Он обеспечивал базовый уровень производительности графической подсистемы как настольных вычислительных систем, так и мобильных компьютеров. В первом случае его наиболее оптимально было использовать в офисе для реализации наиболее простых задач. Во втором же пониженный уровень энергопотребления обеспечивал повышенную автономность ноутбука. Именно об этом интегрированном графическом микроконтроллере и пойдет в данном обзоре речь.

Ниша ускорителя

К наименее производительным графическим продуктам принадлежал в свое время Intel GMA 950. Видеоадаптерданной модели, как было отмечено ранее, был встроенным решением. Поэтому его наиболее правильно было применять в составе офисных компьютеров. Такое аппаратное обеспечение позволяло запускать наименее ресурсо емкие задачи. К их числу можно отнести браузер, мультимедийные проигрыватели и офисные пакеты. Также этот перечень могут дополнить устаревшие игрушки, но в этом случае качество картинки будет очень и очень скромным. Поэтому рассматривать ПК, оснащенный лишь только таким ускорителем, как полноценную игровую систему нельзя, а вот для офисного компьютера он вполне подходит.

Характеристики процессорного устройства графического акселератора

По технологии с допусками 130 нм производился кремниевый кристалл Intel GMA 950. Характеристикиего указывают на энергопотребление в 7 Вт. Графических процессоров у него всего лишь 4 штуки, а блок растеризации — всего лишь 1 . Графическая подсистема в комплексе функционирует на частоте 250 МГц. Основной разъем для подключения в данном случае — это аналоговый VGA. Также в некоторых случаях возможно использование для вывода видеосигнала цифрового порта DVI. А вот о поддержке основного разъема для этих целей на сегодняшний день HDMI в данном случае не может быть и речи по той причине, что на момент создания GMA 950 он был еще на стадии разработки.

Подсистема памяти

Отдельной выделенной памяти не было предусмотрено для Intel GMA 950. Но такой инженерный подход типичен для интегрированных видеокарт. Часть системной оперативной памяти на уровне БИОСа резервируется для нужд графической подсистемы, и с ним может взаимодействовать лишь только графический адаптер. Максимальный объем видеобуфера — 224 Мб. Тип памяти в этом случае может быть лишь только DDR2 с максимальной частотой 800 МГц, а разрядность шины подключения равна 64 битам. Это очень скромные технические спецификации, которые существенно снижают быстродействие видеоподсистемы.

Драйверы

Windows Vista - это основная операционная система для Intel GMA 950. Windows 7 и остальные более поздние версии этого системного софта имеют уже встроенные драйверы для данного адаптера. А вот в случае основной ОС «Виста» и более ранних версий их приходилось отдельно инсталлировать. Также было разработано фирменное управляющее программное обеспечение для таких операционных систем, как MacOS и «Линукс». А вот UNIX такой поддержкой не мог похвастаться. Эта ОС сейчас встречается крайне редко на настольных компьютерах, и отдельно разрабатывать для нее драйверы нецелесообразно.

Разгонный потенциал

Как было уже отмечено ранее, штатная тактовая частота для данного адаптера составляла 250 МГц. Но существовала возможность его разгона, и при этом каких-либо дополнительных требований к комплектации персонального компьютера не выдвигалось. Нужно было лишь проинсталлировать утилиту GMABooster от «Интел». Затем необходимо было ее запустить и задать новое значение тактовой частоты. Разработчики при этом ограничили тактовую частоту значениями 250—400 МГц. Прирост ее в этом случае составлял солидные 60%. Но в реальности производительность графической подсистемы возрастала совсем несущественно. Ключевой фактор в этом случае — скромные параметры ускорителя, и от увеличения частоты особого выигрыша в плане быстродействия не было.

Синтетические тесты

Довольно скромные результаты у Intel GMA 950в синтетических тестах. Но чего-то другого ожидать от встроенной видеокарты не приходится. В качестве оппонентов наиболее оптимально выбрать GMA 3150 и GMA 500 от «Интел» и Mirage 3 671МХ от SIS. Это все интегрированные акселераторы, и они имеют сопоставимый уровень производительности. В тесте 3 DMark 06 эти адаптеры набирают такие условные баллы:

GMA 3150 - 144.

GMA 950 - 107.

Mirage 3671 МХ — 68.

GMA 500 - 68.

Условно игровым решением начального уровня можно считать GMA 3150, и по результатам этого теста видно то, что герой нашей статьи до его уровня уж точно не дотягивает. Также можно отметить то, что даже дискретные графические адаптеры начального класса имеют большее быстродействие.

Результаты в играх

Некоторые игры все же идут на данном решении, хоть номинально не игровым графическим процессором является Intel GMA 950. Игры в некоторых случаях возможно запустить при уменьшении разрешения и снижении качества картинки. По результатам тестов на данном акселераторе могут запускаться такие проекты:

Mafia в разрешении 800Х600 и даже с высоким качеством изображения.

GTA в версии San Andreas в формате 640Х480, среднем качестве картинки и 16-битном формате картинок.

Civilization 4 в 1024х768 и с высоким уровнем детализации.

Elder Scrolls в модификации Morrorwind. Разрешение должно быть 800Х600, а качество картинки при этом среднее.

Hitman: Contracts при 800Х600 и среднем уровне детализации тоже запустится.

Во всех ранее приведенных играх количество кадров не опускается ниже 30, и как результат, они в комфортном «геймплее».

Один из первых интегрированных графических ускорителей от Intel - GMA 950. Представлено это решение было в 2008 году. На тот момент этот видеоакселератор отлично подходил для создания персональных компьютеров начального уровня. Даже некоторые требовательные к аппаратным ресурсам графического адаптера трехмерные игрушки на нем запускались с разрешением 640 х 480 и при этом можно было получить даже 50-60 кадров в секунду. Именно об этом продукте и пойдет в этом материале речь.

На каких пользователей ориентирован этот ускоритель?

Ниша Intel GMA 950 — это персональные компьютеры начального уровня с минимальными требованиями к быстродействию графической подсистемы. Такой системный блок отлично подойдет для работы с офисными приложениями, просмотра видео и запуска наиболее простых игрушек (например, пошаговых стратегий). А вот что-то большее получить от него в плане быстродействия не получится. Для таких ПК наличие дискретного ускорителя обязательно, и это уже позволит запускать ресурсоемкие задачи: трехмерные игры, конструкторские пакеты или программы обработки графических изображений.

Набор системной логики и сокет

Видеокарта Intel GMA 950 входила в состав набора системной логики G45 для процессорного разъема LGA775. Данное решение ориентировано на массовый сегмент и имело достаточно низкую стоимость. Наличие интегрированной графической системы позволяло в этом случае собирать отменные офисные системные блоки. Также данная платформа отлично походила и для создания базовой мультимедийной системы. Наличие слота PCI - Express 16X позволяло устанавливать в такой персональный компьютер дискретные графические решения и получать уже полноценный игровой ПК. Но чаще для этих целей использовался чипсет Р45, который стоил значительно дешевле и не имел но при этом по функциональности практически не уступал G45. На сегодняшний день с позиции производительности LGA775 является устаревшим сокетом и собирать на его основе новый системный блок нецелесообразно.

Режимы работы

Максимальное разрешение выводимого изображения на дисплей ПК для данного решения составляет 2048px X 1536px. Также поддерживаются режимы 1920px X 1080px (1080p, Full HD), 1280px X 720px (720i). Все это делает этот ускоритель совместимым с любым современным монитором или телевизором. То есть его можно подключить к любому такому устройству и выводить на него картинку в любом из указанных ранее режимов. Также в списке поддерживаемых режимов этой видеокарты есть и такие режимы вывода изображения, как 1024px X 768px, 800px X 600px, 640px X 480px. В последнем случае можно даже запускать достаточно требовательные игрушки по меркам 2008 года.

У которых всё новые компоненты северного моста чипсета перекочевывали поближе к процессорным ядрам. У Clarkdale графический ускоритель переехал под процессорную крышку не один, а в компании с контроллером памяти и PCI Express для внешней графики, оставшись при этом с ними единым кристаллом, всего лишь связанным с собственно процессорным кристаллом шиной QPI. То есть здесь, скорее, можно говорить не об интеграции, а лишь о физическом совмещении, причем к процессорным ядрам микроархитектуры Nehalem добавился, по сути, северный мост чипсета Intel G45. (Неудивительно, что и низкоуровневые характеристики контроллера памяти у новых Core i5 заметно отличаются от таковых у прежних процессоров с формальной той же микроархитектурой.)

Новое поколение интегрированной графики компании также представлено в нескольких реализациях, отличающихся скоростью работы: старшая (в процессорах Core i5-6x1) имеет частоту работы ядра 900 МГц, средняя (в процессорах Core i5-6x0 и Core i3) — 733 МГц, а младшая (в процессорах Pentium G6xxx) — 533 МГц. (Собственно, старшая вариация на момент анонса представлена одним-единственным Core i5-661, который ради повышенной частоты графики пожертвовал виртуализацией ввода-вывода, технологией vPro и прочими совершенно неинтересными среднему домашнему пользователю вещами, сохранив ту же цену, что и Core i5-660.) Разумеется, в будущем возможна некоторая «перетасовка» характеристик между сериями, особенно ввиду появления процессоров Celeron под Socket 1156. В то же время, все интегрированные видеоускорители основаны на единой архитектуре, и кроме частоты работы ядра почти ничем не отличаются друг от друга, имея также общее название GMA HD (Intel HD Graphics). Название, согласитесь, недвусмысленно демонстрирует нам направленность нового ускорителя, ради которой компания избавилась от ненужных цифровых индексов. Компьютерные игры официально задвинуты в самый дальний уголок списка возможностей GMA HD.

Любопытно, что как раз это поколение графических ускорителей Intel наконец подтянулось в играх к топовым продуктам AMD, так что игровых возможностей нового GMA компания могла бы и не стесняться. За счет чего стала возможна прибавка в производительности? Здесь никаких сюрпризов: ускорителю добавили еще исполнительных блоков (12 против 10 в GMA X4500/HD), подняли частоту ядра (900 МГц — правда, лишь у топовой версии новой графики — против 800 у GMA X4500/HD) и провели ряд низкоуровневых оптимизаций в аппаратной обработке вершинных шейдеров и т. п. Плюс — отладили драйверы, включая версию под свежеанонсированный Windows 7, причем переделали внешний вид утилиты настройки, сделав ее исключительно приятной для глаза и добавив некоторой полезной для исполнения роли HTPC функциональности. В итоге имеем вполне пристойный ускоритель с официальной поддержкой DirectX 10 и унифицированной шейдерной модели версии 4.0, аппаратным T&L, а также OpenGL 2.1. Заодно встроенному видеоядру разрешили использовать аж до 1,7 ГБ системной памяти — полное впечатление, что речь идет о топовом ускорителе, опережающем свое время. Конкретику относительно скорости в играх и особенностей работы с 3D смотрите ниже, в разделе практического тестирования.

В вопросе поддержки дисплейных интерфейсов, после важных новшеств Intel G45, не было особой потребности в изменениях. Тем не менее, изменения есть, и это, пожалуй, первый случай, когда можно сказать, что встроенная графика Intel забегает вперед паровоза. Какое приятное событие после бесконечных отставаний всех этих лет! Итак, чипсеты H55/H57 в дополнение к традиционному аналоговому порту имеют уже три цифровых порта (против двух в Intel G45), причем совместимость с SDVO-устройствами оставлена только для одного из них (компания наконец поняла, что́ нужно, а что́ не нужно рынку), а два других предоставляют только готовые интерфейсы HDMI/DVI/DisplayPort. Есть и еще одно новшество: Intel гордо рапортует о поддержке двух независимых портов HDMI. Здесь следует уточнить, что речь идет о двух независимых звуковых каналах, использование которых позволяет создать полноценные HDMI (каждый с выводом собственного звукового потока), в то время как плата на базе G45 могла иметь два таких цифровых порта, но звук выводился лишь через один из них.

Не то чтобы обычные покупатели испытывали потребность в двух одинаковых цифровых портах с независимым аудиосопровождением (кстати, звук можно вывести и через DisplayPort) — это как раз пример забегания вперед, для которого можно придумать разве что достаточно извращенный вариант с одновременным просмотром фильма на телевизоре и работой за монитором с колонками, когда оба устройства отображения подключены кабелем HDMI. Также навряд ли многим окажется полезна поддержка HDMI версии 1.3a, которая добавила передачу видео с более глубоким представлением цветов (до 12 бит на компоненту) и расширенным цветовым пространством xvYCC. Вряд ли у вас на сегодня есть телевизор, процессор которого умеет управляться с этими расширениями, и вы имеете регулярный доступ к видеоматериалам, требующим более 8 бит на компоненту цвета и не укладывающимся в цветовое пространство BT.709. Тем не менее, такая упреждающая реализация стандартов безусловно полезна для индустрии.

А почему мы вообще обсуждаем порты чипсета? Ведь интегрированный ускоритель графики переехал в процессор! Действительно, переехал, но блок дисплейных интерфейсов остался в чипсете, куда GMA HD поставляет два готовых видеопотока по специализированному интерфейсу FDI (реализованному на основе технологии DisplayPort). Именно по причине отсутствия такого блока (и поддержки FDI) в чипсете Intel P55 (и других возможных «неинтегрированных» чипсетах под Socket 1156) основанная на нем материнская плата не способна задействовать интегрированное видео, даже если в нее установить процессор с таковым.

И, конечно, конек GMA HD — работа с HD-видео. От GMA X4500HD унаследована полная аппаратная поддержка декодирования любого актуального типа HD-видео в форматах MPEG-2, MPEG-4 AVC (H.264) и VC-1. Казалось бы: что тут еще улучшать? За половину новости сойдет поддержка одновременного декодирования двух видеопотоков (кстати, она отсутствует у встроенной графики процессоров нового семейства Pentium). Единственный не совсем уж притянутый за уши вариант такого использования — просмотр дисков Blu-ray профиля 1.1 (Bonus View) в режиме «картинка в картинке» (как правило, применяется для просмотра фильма с комментариями режиссера, кадрами со съемок и т. п. в маленьком окне поверх основного). Сама по себе поддержка этой технологии, безусловно, не повредит, просто характеристики второго (дополнительного) видеопотока настолько ограничены стандартом и здравым смыслом, что с его декодированием легко справится даже процессор Atom, не говоря уж о младших двухъядерных моделях для Socket 1156. Тем не менее, польза от нововведения есть, а заключена она в поддержке шифрования (HDCP) для обоих потоков, без чего посмотреть защищенный диск BD вам просто не удастся.

Второе же новшество без всяких скидок делает Intel HD Graphics (тоже только в процессорах новых семейств Core i5/i3, но не Pentium) уникальным интегрированным решением: это первое встроенное видео, способное передавать через порт HDMI звук в полном HD-качестве (Dolby TrueHD или DTS-HD MA) «как есть», без предварительного декодирования в несжатый формат LPCM. (Нынешнее поколение карт AMD/ATI HD 5870 (и других HD58xx на базе RV870) стало первым компьютерным видеорешением, реализующим этот режим потоковой выдачи lossless-звука; ранее приходилось использовать специальные звуковые карты, которые «подмешивали» зашифрованный упакованный звук к принятому на вход HDMI видеопотоку и тут же выводили тот обратно.) Это стало возможным благодаря реализованной в «железе» и драйверах спецификации сквозного шифрования PAVP (Protected Audio Video Path), предложенной Microsoft. При работе под управлением ОС, также поддерживающей PAVP (Vista и далее), остается только найти плеер, понимающий такой режим выдачи звука, и подключить систему кабелем HDMI к ресиверу с соответствующей функциональностью.

С программной поддержкой на этот раз у Intel тоже все обстоит вполне благоприятно: к моменту анонса новых процессоров уже были доступны как минимум предварительные версии «больших» плееров, вроде CyberLink PowerDVD и ArcSoft TotalMedia Theatre, которые «знали» GMA HD и умели использовать его аппаратное декодирование видео, а также предоставляли возможность вывести HD-звук через HDMI в режиме bitstream. У играющих в другой лиге «простых» плееров, вроде Media Player Classic - Homecinema, традиционно проблем гораздо больше, но и там, начиная со времен G45, есть некоторый прогресс, о котором, наверное, логично поговорить в разделе практического тестирования, к которому мы переходим сразу после того, как сведем воедино все ключевые характеристики описанных видеоускорителей Intel.

Сводная таблица характеристик интегрированных видеоускорителей Intel

Практическое тестирование

Конфигурация стендов

• Процессоры:
  • Intel Core 2 Duo E8200 (Socket 775)
  • Intel Core i5-661 (Socket 1156)
  • AMD Phenom II X3 720 (Socket AM2)
• Материнские платы:
  • ASUS P5Q-VM (Intel G45, Socket 775)
  • Gigabyte G41M-ES2H (Intel G41, Socket 775)
  • Intel DH55TC (Intel H55, Socket 1156)
  • Gigabyte MA790GP-DS4H (AMD 790GX, Socket AM2)
• Память:
  • 2 модуля Transcend aXeRam TX1200QLG-2GK (2 ГБ, 2×DDR2-800, 4-4-4-12-2T) для Core 2 Duo E8200
  • 2 модуля Kingston KHX13000D3LLK2/2G (2 ГБ, 2×DDR3-1333, 8-7-7-18-1T) для Core i5-661
  • 2 модуля Corsair CM2X1024-6400C4 (2 ГБ, 2×DDR2-800, 5-5-5-15-2T) для Phenom II X3 720
• Жесткий диск: Seagate Barracuda 7200.7 (SATA, 7200 об/мин)
• ОС:
  • Windows XP SP2
  • Windows Vista SP1

Исследуемые аспекты и набор обследуемых

В первой главе статьи мы уже перечислили набор возможностей, которые могут заинтересовать нас в том или ином современном интегрированном графическом решении. Нет никаких причин отступать от этого списка. В качестве исследуемых мы взяли, разумеется, топового представителя Intel HD Graphics (Core i5-661 в плате на базе H55), его топового предшественника в виде платы на G45, а также представителя остающегося пока актуальным в самых бюджетных системах чипсета G41. Для примерного сопоставления взята плата на топовом интегрированном чипсете AMD — 790GX. Младшие решения AMD (как и, скажем, Core i5-660) в перечень тестируемых не попали по очень простой причине: это все еще интегрированная графика с крайне низким быстродействием в 3D-играх и фиксированной производительностью воспроизведения HD-видео. Описать функциональную разницу между чипсетами вполне можно и текстом, а полноценно сравнивать скорость встроенного видео (как мы это делаем для топовых ускорителей новых поколений), с прогоном низкоуровневых тестов и выявлением «слабых мест» — смешно.

Воспринимайте приводимые цифры просто в качестве ориентира, чтобы понять, какие задачи интегрированной графике в принципе по плечу, а какие нет. Мы категорически отказываемся верить, что наши читатели на полном серьезе станут выбирать между встроенным видео в чипсетах (теперь — процессорах) одного поколения, основываясь на результатах тестирования в играх. По тем же причинам мы не пытались подобрать для тестов «одинаковые по скорости» процессоры (или хотя бы процессоры с одинаковым числом ядер): единственное, что важно для наших целей, это иметь заведомый запас процессорной мощности. Современные игры в высоких и средних разрешениях на встроенной графике при этом очевидно окажутся ограничены скоростью именно видеоускорителя, то есть продемонстрируют нам то, что мы хотим узнать.

Также мы полагаем, что по первому пункту означенного списка вопросов (набор поддерживаемых дисплейных интерфейсов, разрешений и частот обновления экрана и пр.) все необходимое уже было сказано при описании соответствующих поколений GMA. Начиная с поколения чипсетов G4x реализация этой части находится на должном уровне, и претензий, пожалуй, предъявить не к чему. Общим замечанием может быть то, что разрешения экрана выше 1920×1200 поддерживаются только через DisplayPort (и аналоговый порт, конечно), отсекая использование QXVGA-мониторов, рассчитанных на подключение к Dual-link DVI. Зато все остальное — в каких угодно количествах и сочетаниях, включая два независимых порта HDMI (у GMA HD — каждый даже с собственным звуковым потоком).

Тестирование в играх

При подборе режимов для тестирования в нескольких современных играх мы основывались на показателях Radeon HD 3300 (интегрированное графическое ядро AMD 790GX). Задача ставилась так: найти те игры и режимы, которые при приемлемом разрешении (не сильно меньше 1280 точек по ширине) продемонстрировали бы скорость не менее 30 кадров в секунду. Список игр на текущий момент в основном включает достаточно громкие 3D-шутеры, которые традиционно дружественны к процессу тестирования и представляют популярные движки. Основная идея таких тестов — понять, можно ли «просто пройти» такую игру на имеющейся встроенной графике. В будущем мы постараемся добавить игр стратегического плана, для которых скорость в 3D важна меньше, чем качественная реализация драйверов и работоспособность в высоких разрешениях при максимально возможном качестве картинки.

Doom 3, правда, к современным играм не отнесешь даже с натяжкой, но это стандартный репер тестирований такого плана. Кроме того, это заодно привет из прошлого и от Windows XP (остальные тесты выполнялись под Windows Vista), а также, по совместительству, единственная игра в нашем обзоре, которая позволила получить приемлемый показатель fps в разрешении 1280×1024 при максимальном предусмотренном разработчиками качестве графики. Цифры производительности получились вполне наглядными для демонстрации относительной разницы между сравниваемыми интегрированными видеоускорителями, и, забегая вперед, разницу они зафиксировали абсолютно типичную для сегодняшней подборки.

Intel GMA HD и особенно Radeon HD 3300 здесь значительно опережают представителей прошлого поколения чипсетов Intel: разница чуть ли не двукратная и не оставляющая последним шансов. Сопоставление 30 fps против 15 fps — это, в чистом виде, «можно играть» против «невозможно играть», причем для выхода на тот же уровень производительности GMA X4500/HD пришлось бы ухудшить настройки графики на пару ступеней (скажем, до режима 1024×768@High). Любопытно, что плата на G45 оказывается немного быстрее своей напарницы на G41, хотя формально 3D-ускоритель у них один и тот же. Возможно, производитель бюджетной платы на G41 предпочел снизить частоту работы графического ядра.

Очень похожа расстановка сил в Far Cry 2, только для достижения своих ~30 и ~15 fps соответственно участникам тестирования пришлось покорять игру в чуть более низком разрешении и при самых низких настройках качества. По-прежнему Intel HD Graphics и AMD 790GX на голову превосходят своих соперников, но здесь они примерно равны между собой (Radeon HD 3300 лишь немного быстрее).

Для игры с теми же настройками в Crysis существующим интегрированным решениям пока пороху не хватает, так что мы ограничились показателями в режиме 1024×768 также при самом низком качестве графики. Впрочем, общая картина от этого не меняется абсолютно, лишь пропорционально подрастают или убывают столбики на диаграммах. AMD 790GX опять прилично опережает встроенное видео нового поколения Intel.

Мультиплатформенный проект Devil May Cry 4 более снисходителен даже к интегрированным видеоускорителям, позволяя поднять уровень графики до High (в случае рендеринга через DX9) при сохранении оговоренных ~30 fps. Впрочем, при использовании DX10-движка игры AMD 790GX существенно проседает по скорости, так что мы взяли показатели соревнующихся систем в том же разрешении, но при сниженном (до среднего) качестве картинки. Как видите, разницы между этими вариантами практически нет, да и в сравнении с представленными выше диаграммами можно найти всего одно небольшое отличие: GMA HD, наконец, опередил Radeon HD 3300.

Мы до сих пор не отметили никаких особенностей тестирования: вылетов, ошибок 3D-рендеринга или чего похуже. Впрочем, отсутствия таких проблем вполне можно было ожидать, учитывая известность используемых игровых проектов — совершенно неудивительно, что стабильность драйверов отлаживается именно на их примере. С другой стороны, важным фактором, заставляющим нас не искать с лупой отличия в картинке у соперничающих решений, является крайняя упрощенность отрисовки сцен: в самом деле, какой смысл пытаться разглядеть махинации с шейдерами, рисующими тысячи травинок, когда на мониторе картинка с ломаными краями объектов (без малейших признаков сглаживания), а оптимизация MIP-уровней настолько агрессивна, что скалы буквально выпрыгивают на тебя из воздуха? Не проваливается главгерой сквозь пол — и то хорошо.

И именно приличное (чтобы не сказать — хорошее) качество картинки Devil May Cry 4 (особенно в DX10-варианте) заставляет нас присмотреться к реализации более пристально. Здесь неожиданно обнаружились проблемы у GMA HD — неожиданно, поскольку у графики предыдущего поколения Intel все было отлично (кроме производительности). Картинка равномерно подергивается при рендеринге через DX9 даже при высокой (более 40 fps) скорости; в случае запуска версии под DX10 это явление почти исчезает, но все же время от времени картинка замирает и потом обновляется рывком. К сожалению, ничего более вразумительного, чем пожелать обновления драйверов, нам тут не остается.

В World in Conflict встроенное видео AMD 790GX также лидирует (хотя минимальное значение fps у него хуже, чем у Intel HD Graphics), а в целом картина не столь отчетлива: показатели участников «размазаны» более равномерно, чем в прошлых случаях, нет четкой границы между сильными и слабыми. Впрочем, общие выводы, которые уже наверняка успели у вас сложиться по ситуации в играх, приведенные цифры лишь подтверждают.

В этой игре имели проблемы с картинкой GMA X4500/HD (видимо, тоже что-то с MIP-уровнями), и мы были рады констатировать отсутствие этих искажений у GMA HD. Более никаких очевидных нареканий на качество изображения нет.

Воспроизведение HD-видео

Как мы оговорили в самом начале, воспроизведение HD-видео современными системами сто́ит оценивать только по максимуму: подавай нам полностью переложенное на плечи интегрированной графики декодирование самых тяжелых форматов! На меньшее размениваться смысла нет: даже младший двухъядерный процессор должен справиться со средним диском Blu-ray в одиночку, и уж тем более — если ему поможет хотя бы частичное декодирование, выполняемое встроенным видеоускорителем (а частичное на сегодня предлагают абсолютно все).

Специфика Intel GMA заключается в том, что DXVA-ускорение поддерживается только в драйверах для Windows Vista и Windows 7 (из-за проблем с шифрованием HDCP). Более того, до прошлого года инженеры Intel «работали» только с производителями топовых плееров, так что в CyberLink PowerDVD, Corel WinDVD и ArcSoft TotalMedia Theatre задействовать встроенную графику компании можно, а вот в бесплатных проектах, вроде MPC-HC, — лишь с недавних пор, и то не слишком полноценно. К моменту тестирования Core i5-661 MPC-HC так и не научился декодировать с помощью встроенной графики Intel видео в формате VC-1, а видео в MPEG-4 AVC воспроизводил с огромным количеством артефактов, так что всерьез рассматривать этот вариант использования пока, очевидно, рано.

Впрочем, как мы уже писали, CyberLink и ArcSoft к анонсу новых продуктов Intel подошли не с пустыми руками, что позволяет продемонстрировать эффект DXVA-ускорения на основе плеера TotalMedia Theatre 3. Для тестирования мы постарались взять наиболее тяжелые примеры, но все же из числа реально распространенных, поэтому наш выбор пал на два диска с видео в форматах H.264 (профиль кодирования [email protected]) и VC-1 (профиль кодирования AP@L3), со средним битрейтом за 30 Мбит/с и пиковым битрейтом под 35 Мбит/с. Видео в обоих фильмах сопровождалось соответствующей звуковой дорожкой в форматах Dolby TrueHD и DTS-HD MA с битрейтом в несколько мегабит в секунду.

Понятно, что напрямую сравнивать результаты разгрузки процессора видеоускорителями GMA HD и GMA X4500/HD нельзя — у них попросту разные процессоры. Тем более ничего кроме путаницы не добавили бы показатели системы на платформе AMD (с трехъядерным процессором), так что она на этой диаграмме вообще не представлена (отсылаем желающих убедиться, что DXVA-ускорение на чипсетах AMD работает, к обзору чипсетов 780G/740G).

Общее положение дел, представленное при описании технических характеристик GMA, между тем, полностью подтверждается на практике. Самые тяжелые режимы воспроизведения видео и звука с максимальным встречающимся битрейтом, которые прилично загружают два физических ядра центрального процессора (одного ядра бы не хватило), начинают создавать лишь «фоновый шум» на графике загрузки процессора после того, как в плеере включается поддержка аппаратного ускорения. Обратите внимание на разницу между GMA X4500 и GMA X4500HD — всё в полном соответствии с их характеристиками, причем аппаратное ускорение для MPEG-4 AVC у GMA X4500 так и не удалось включить. Не обошлось, правда, и без сюрприза: аномально высокого процента занятости ЦП у Core i5-661 при воспроизведении видео в формате VC-1 (при том, что в случае чипсетов G45/G41 никаких неожиданностей не было). Вероятно, придется подождать выхода исправленной версии плеера (в PowerDVD, во всяком случае, показатели загрузки для такого режима были совершенно нормальные — 10%/45%).

Возникла проблема и при попытке воспроизвести ролик с HDV-видеокамеры в формате MPEG-2 (с битрейтом около 23 Мбит/с (профиль кодирования Main@High) при интерлейсном кадре 1920×1080). TotalMedia Theatre 3 отрапортовал об успешном задействовании аппаратного ускорения у GMA HD, но картинку на экран выводить отказался. Впрочем, после отключения DXVA-ускорения ролик был воспроизведен безупречно, а загрузка процессора при этом составила менее 25%, так что решительно никаких проблем с просмотром видео в формате MPEG-2 ожидать не приходится.

Заключение

Окинув взглядом современную историю развития интегрированной графики Intel, можно, без сомнения, сделать вывод, что начиная со времени выпуска чипсетов Intel 4x компания предлагает очень достойные решения для домашнего компьютера начального уровня или медиацентра. Два независимых цифровых выхода в дополнение к аналоговому, произвольный набор DVI/HDMI/DisplayPort с одновременным выводом звука, поддержка всех необходимых разрешений и гибкая настройка режимов экрана в обновленной версии драйверов — все это позволит подключить к современной материнской плате Intel любое разумное сочетание устройств отображения. Правда, параллельно со встроенной графикой не смогут работать внешние видеокарты, и здесь невозможны режимы вроде Hybrid SLI/CrossFire.

По возможностям работы с HD-видео чипсеты Intel G4x являются одними из лучших в своем классе, а процессоры на ядре Clarkdale с GMA HD — и вовсе уникальными передовыми решениями, не имеющими прямых конкурентов. Если вы заинтересованы в сборке серьезного домашнего медиацентра (HTPC), платы на G45 и, особенно, H55/H57 (в сочетании с младшими Core i5 или Core i3) будут, пожалуй, наиболее предпочтительным выбором. Правда, ориентируйтесь при этом только на Windows Vista и Windows 7, а под ними — на топовые плееры, вроде CyberLink PowerDVD, Corel WinDVD и ArcSoft TotalMedia Theatre и сопутствующие оболочки для реализации графического интерфейса: самодельные комплекты из бесплатных плееров и отдельных декодеров пока что для этой цели не подойдут. Зато вы получите не только полную аппаратную поддержку декодирования видео, но и грамотный вывод HD-звука на ресивер во всех возможных вариантах.

При работе в оконном режиме современных ОС GMA X4500/HD и GMA HD не имеют никаких проблем, спокойно отрабатывая всю 3D-реализацию новомодных интерфейсов. Скорости в отрисовке окон и эффектов Windows хватает с избытком. С другой стороны, вычислительные («неграфические», GPGPU) возможности интегрированных видеоускорителей Intel находятся ровно на отметке 0,0 — компания попросту не предоставляет интерфейса, через посредство которого шейдерные процессоры встроенной графики могли бы быть пущены в дело. Впрочем, с учетом крайне невысокой пока популярности таких вычислений, не приходится говорить о том, что покупатели теряют что-либо серьезное в сравнении с приобретением платы на интегрированном чипсете AMD или NVIDIA с их Stream и CUDA.

Если вы заинтересованы в создании компьютера с комбинированной функциональностью, который бы попутно позволял поиграть, то и здесь не все так плохо. GMA HD в новых процессорах Intel может предложить вам лучшее из возможного на сегодня для этой платформы, да и платформа AMD катастрофического преимущества в играх уже не имеет. Производительность встроенной графики Intel подтянулась до некоторого минимально разумного уровня, драйвера отлажены в расчете на популярные игровые проекты, DX10-игры запускаются и проходятся. Впрочем, это в любом случае лишь бюджетное графическое решение, не сопоставимое даже с младшими видеокартами, обходящимися пассивным охлаждением, так что если игры для вас важнее прочего, мы никак не можем рекомендовать вам интегрированные видеоускорители — смотрите в сторону приобретения отдельной карточки.

16.02.2010 12:15

История современных графических процессоров Intel GMA началась ещё в 2004-м году, когда публике был представлен чипсет Intel 910\915 со встроенной графикой GMA 900. Данный GPU был намного быстрее морально устаревшего Intel Extreme Graphics 2, однако ввиду архитектурных особенностей так и не смогло составить конкуренцию встроенным решениям конкурентов - Radeon X200 и Geforce 6150.

Дело в том, что данный GPU поддерживал DirectX 9 лишь формально, на программном уровне. У него отсутствовал блок T&L, и блоки вершинных конвейеров. Всю работу по обработке вершин и геометрии совершал CPU.

Всего 4 пиксельных конвейера не давали особо разгуляться, и итоговая производительность решения оказывалась на уровне Radeon 9000 или Geforce 4MX.

Спустя полтора года появилось обновлённое решение - GMA 950. Данный GPU оказался лишь слегка разогнанной и улучшенной версией GMA 900. Из достоинств следует отметить аппаратную поддержку DirectX 9 и Shader Model 2.0

Однако, несмотря на некоторую "эволюцию", блока T&L и вершинных конвейеров у данного видеоядра так и не появилось.

В 2006-м году, вместе с появлением чипсетом Intel 965, был анонсирован новый GPU компании GMA X3100 - достаточно продвинутый видеочип позволяющий без проблем играть в более-менее современные игры при условии наличия современного двуядерного процессора. Новинка была оснащена 8-ю унифицированными шейдерными процессорами, 8-ю блоками ROP"s и поддерживала DX9C и DX10 (который правда был отключён на программном уровне).

Двумя годами позже, Intel анонсировала линейку встроенных видеочипов GMA X4500, которая имела "врождённую" поддержку DirectX 10, и имела уже 10 унифицированных шейдерных процессоров. В паре с процессором Core 2 Duo работающим на частоте ~2500МГц, данный GPU набирал примерно 1000 очков в 3DMark 2006. Конечно, для игры в Crysis или GTA 4 производительности данной системы было недостаточно, однако по сравнению с предыдущими GPU компании Intel прогресс был очевиден.

Итак, прошло ещё полтора года. Компания Intel готовит к продаже процессоры Pentium G6950 под сокет LGA 1156, c интегрированным графическим ядром - GMA HD.

Несмотря на оптимистичные прогнозы, данное видеоядро является логическим продолжением GMA 3000 и GMA 4000 и имеет схожую с ними архитектуру.

Итак, GMA HD теперь имеет 12 потоковых процессоров и 12 блоков ROP"s. В паре с процессором Pentium G6950 и 2-мя гигабайтами DDR3 памяти, удалось получить следующие результаты:

Intel GMA X4500HD

3DMark 2006 - 1169
FarCry 2 - 17.30
Devil May Cry 4 - 31.87
Street Fighter 4 - 35.65

Intel GMA HD

3DMark 2006 - 1560
FarCry 2 - 22.84
Devil May Cry 4 - 39.42
Street Fighter 4 - 38.46

GeForce 9300

3DMark 2006 - 1869
FarCry 2 - 35.02
Devil May Cry 4 - 55.15
Street Fighter 4 - 63.03

Как видите, разница между GMA HD и X4500 крайне мала. И это при том, что в системе с GMA HD использовалась DDR3 память, дающая большую ПСП GPU.

К сожалению, вновь стоит констатировать факт - Intel ещё очень и очень далеко до действительно мощных встроенных решений, которые бы оказывали реальную конкуренцию продуктам от AMD и Nvidia. Пока - уровень производительности GMA HD едва дотягивает до Radeon HD 3200 и Geforce 8200. Ну, что"ж, уже почти неплохо. Дальше будет лучше.