Эволюция графики Intel: от i740 до Iris Pro. Графика: быстрая, медленная и интегрированная
«Зачем нужна эта встройка? Дайте больше ядер, мегагерц и кэша! » - вопрошает и восклицает среднестатистический компьютерный пользователь. Действительно, когда в компьютере используется дискретная видеокарта, то необходимость в интегрированной графике отпадает. Признаюсь, я слукавил относительно того, что сегодня центральный процессор без встроенного видео тяжелее найти, чем с оным. Такие платформы есть - это LGA2011-v3 для чипов Intel и AM3+ для «камней» AMD. В обоих случаях речь идет о топовых решениях, а за них надо платить. Мейнстрим-платформы, такие как Intel LGA1151/1150 и AMD FM2+, поголовно оснащаются процессорами с интегрированной графикой. Да, в ноутбуках «встройка» незаменима. Хотя бы потому, что в режиме 2D мобильные компьютеры дольше работают от аккумулятора. В десктопах толк от интегрированного видео есть в офисных сборках и так называемых HTPC. Во-первых, мы экономим на комплектующих. Во-вторых, мы опять экономим на энергопотреблении. Тем не менее в последнее время AMD и Intel всерьез говорят о том, что их встроенная графика - всем графикам графика! Годится в том числе и для гейминга. Это мы и проверим.
Играем в современные игры на встроенной в процессор графике
300% прироста
Впервые встроенная в процессор графика (iGPU) появилась в решениях Intel Clarkdale (архитектура Core первого поколения) в 2010 году. Именно интегрированная в процессор. Важная поправка, так как само понятие «встроенное видео» образовалось гораздо раньше. У Intel - в далеком 1999 году с выходом 810-го чипсета для Pentium II/III. В Clarkdale интегрированное видео HD Graphics реализовали в виде отдельной микросхемы, размещенной под теплораспределительной крышкой процессора. Графика производилась по старому на тот момент времени 45-нанометровому техпроцессу, основная вычислительная часть - по 32-нанометровым нормам. Первыми решениями Intel, в которых блок HD Graphics «поселился» вместе с остальными компонентами на одном кристалле, стали процессоры Sandy Bridge.
Intel Clarkdale - первый процессор со встроенной графикой
С тех пор встроенная в «камень» графика для мейнстрим-платформ LGA115* стала стандартом де-факто. Поколения Ivy Bridge, Haswell, Broadwell, Skylake - все обзавелись интегрированным видео.
Встроенная в процессор графика появилась 6 лет назад
В отличие от вычислительной части, «встройка» в решениях Intel заметно прогрессирует. HD Graphics 3000 в настольных процессорах Sandy Bridge K-серии насчитывает 12 исполнительных устройств. У HD Graphics 4000 в Ivy Bridge - 16; у HD Graphics 4600 в Haswell - 20, у HD Graphics 530 в Skylake - 25. Постоянно растут частоты как самого GPU, так и оперативной памяти. В итоге производительность встроенного видео за четыре года увеличилась в 3-4 раза! А ведь есть еще гораздо более мощная серия «встроек» Iris Pro, которые используются в определенных процессорах Intel. 300% процентов за четыре поколения - это вам не 5% в год .
Производительность встроенной графики Intel
Встроенная в процессор графика - это тот сегмент, в котором Intel приходится поспевать за AMD. В большинстве случаев решения «красных» оказываются быстрее. Ничего удивительно в этом нет, ведь AMD разрабатывает мощные игровые видеокарты. Вот и во встроенной графике настольных процессоров используется та же архитектура и те же наработки: GCN (Graphics Core Next) и 28 нанометров.
Гибридные чипы AMD дебютировали в 2011 году. Семейство кристаллов Llano стало первым, в котором встроенная графика была совмещена с вычислительной частью на одном кристалле. Маркетологи AMD смекнули, что тягаться с Intel на ее условиях не получится, поэтому ввели термин APU (Accelerated Processing Unit, процессор с видеоускорителем), хотя идея вынашивалась «красными» еще с 2006 года. После Llano вышли еще три поколения «гибридников»: Trinity, Richland и Kaveri (Godavari). Как я уже говорил, в современных чипах встроенное видео архитектурно ничем не отличается от графики, используемой в дискретных 3D-ускорителях Radeon. В итоге в чипах 2015-2016 годов половина транзисторного бюджета расходуется именно на iGPU.
Современная встроенная графика занимает половину полезной площади центрального процессора
Самое интересное в том, что развитие APU повлияло на будущее… игровых приставок. Вот и в PlayStation 4 с Xbox One используется чип AMD Jaguar - восьмиядерный, с графикой на архитектуре GCN. Ниже приведена таблица с характеристиками. Radeon R7 - это самое мощное интегрированное видео, какое есть у «красных» на сегодняшний день. Блок используется в гибридных процессорах AMD A10. Radeon R7 360 - это дискретная видеокарта начального уровня, которую, согласно моим рекомендациям , можно считать в 2016 году условно игровой. Как видите, современная «встройка» в плане характеристик несильно уступает Low-end-адаптеру. Нельзя сказать, что и графика игровых приставок обладает выдающимися характеристиками.
Само по себе появление процессоров со встроенной графикой во многих случаях ставит крест на необходимости покупать дискретный адаптер начального уровня. Однако уже сегодня интегрированное видео AMD и Intel посягает на святое - игровой сегмент. Например, в природе существует четырехъядерный процессор Core i7-6770HQ (2,6/3,5 ГГц) на архитектуре Skylake. В нем задействованы встроенная графика Iris Pro 580 и 128 Мбайт памяти eDRAM в роли кэша четвертого уровня. Интегрированное видео насчитывает сразу 72 исполнительных блока, работающих на частоте 950 МГц. Это мощнее графики Iris Pro 6200, в которой используется 48 исполнительных устройств. В итоге Iris Pro 580 оказывается быстрее таких дискретных видеокарт, как Radeon R7 360 и GeForce GTX 750, а также в ряде случаев навязывает конкуренцию GeForce GTX 750 Ti и Radeon R7 370. То ли еще будет, когда AMD переведет свои APU на 16-нанометровый техпроцесс, а оба производителя со временем начнут использовать вместе со встроенной графикой память HBM/HMC .
Intel Skull Canyon - компактный компьютер с самой мощной встроенной графикой
Тестирование
Для испытания современной встроенной графики я взял четыре процессора: по два от AMD и Intel. Все чипы оснащены разными iGPU. Так, у гибридников AMD A8 (плюс A10-7700K) видео Radeon R7 идет с 384 унифицированными процессорами. У старшей серии - A10 - на 128 блоков больше. Выше у флагмана и частота. Есть еще серия A6 - в ней с графическим потенциалом совсем все грустно, так как используется «встройка» Radeon R5 с 256 унифицированными процессорами. Рассматривать ее для игр в Full HD я не стал.
Самой мощной встроенной графикой обладают процессоры AMD A10 и Intel Broadwell
Что касается продукции Intel, то в самых ходовых чипах Skylake Core i3/i5/i7 для платформы LGA1151 используется модуль HD Graphics 530. Как я уже говорил, он содержит 25 исполнительных устройств: на 5 больше, чем у HD Graphics 4600 (Haswell), но на 23 меньше, чем у Iris Pro 6200 (Broadwell). В тесте использовался младший четырехъядерник - Core i5-6400.
| AMD A8-7670K | AMD A10-7890K | Intel Core i5-6400 (обзор) | Intel Core i5-5675C (обзор) | |
| Техпроцесс | 28 нм | 28 нм | 14 нм | 14 нм |
| Поколение | Kaveri (Godavari) | Kaveri (Godavari) | Skylake | Broadwell |
| Платформа | FM2+ | FM2+ | LGA1151 | LGA1150 |
| Количество ядер/потоков | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Тактовая частота | 3,6 (3,9) ГГц | 4,1 (4,3) ГГц | 2,7 (3,3) ГГц | 3,1 (3,6) ГГц |
| Кэш третьего уровня | Нет | Нет | 6 Мбайт | 4 Мбайт |
| Встроенная графика | Radeon R7, 757 МГц | Radeon R7, 866 МГц | HD Graphics 530, 950 МГц | Iris Pro 6200, 1100 МГц |
| Контроллер памяти | DDR3-2133, двухканальный | DDR3-2133, двухканальный | DDR4-2133, DDR3L-1333/1600 двухканальный | DDR3-1600, двухканальный |
| Уровень TDP | 95 Вт | 95 Вт | 65 Вт | 65 Вт |
| Цена | 7000 руб. | 11 500 руб. | 13 000 руб. | 20 000 руб. |
| Купить |
Ниже расписаны конфигурации всех тестовых стендов. Когда речь заходит о производительности встроенного видео, то необходимо уделить должное внимание выбору оперативной памяти, так как от нее тоже зависит, сколько FPS покажет интегрированная графика в итоге. В моем случае использовались киты DDR3/DDR4, функционирующие на эффективной частоте 2400 МГц.
| Тестовые стенды | |||
| №1: | №2: | №3: | №4: |
| Процессоры: AMD A8-7670K, AMD A10-7890K; | Процессор: Intel Core i5-6400; | Процессор: Intel Core i5-5675C; | Процессор: AMD FX-4300; |
| Материнская плата: ASUS 970 PRO GAMING/AURA; | |||
| Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 750 Ti; | ||
| Оперативная память: DDR3-1866 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | |||
| Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | Материнская плата: ASUS Z170 PRO GAMING; | Материнская плата: ASRock Z97 Fatal1ty Performance; | |
| Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR4-2400 (14-14-14-36), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | |
| Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | Материнская плата: ASUS Z170 PRO GAMING; | ||
| Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR4-2400 (14-14-14-36), 2x 8 Гбайт. | ||
| Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | |||
| Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | |||
| Операционная система: Windows 10 Pro x64; | |||
| Периферия: монитор LG 31MU97; | |||
| Драйвер AMD: 16.4.1 Hotfix; | |||
| Драйвер Intel: 15.40.64.4404; | |||
| Драйвер NVIDIA: 364.72. |
Поддержка оперативной памяти для процессоров AMD Kaveri
Такие комплекты выбраны неспроста. Согласно официальным данным, встроенный контроллер памяти процессоров Kaveri работает с памятью DDR3-2133, однако материнские платы на чипсете A88X (за счет дополнительного делителя) поддерживают и DDR3-2400. Чипы Intel вкупе с флагманской логикой Z170/Z97 Express взаимодействуют и с более скоростной памятью, пресетов в BIOS заметно больше. Что касается тестового стенда, то для платформы LGA1151 использовался двухканальный кит Kingston Savage HX428C14SB2K2/16, который без каких-либо проблем работает в разгоне до 3000 МГц. В других системах задействовалась память ADATA AX3U2400W8G11-DGV.
Выбор оперативной памяти
Небольшой эксперимент. В случае с процессорами Core i3/i5/i7 для платформы LGA1151 применение более быстрой памяти для ускорения графики не всегда рационально. Например, для Core i5-6400 (HD Graphics 530) смена комплекта DDR4-2400 МГц на DDR4-3000 в Bioshock Infinite дала всего 1,3 FPS. То есть при заданных мною настройках качества графики производительность «уперлась» именно в графическую подсистему.
Зависимость производительности встроенной графики процессора Intel от частоты оперативной памяти
При использовании гибридных процессоров AMD ситуация выглядит лучше. Увеличение скорости работы ОЗУ дает более внушительный прирост FPS, в дельте частот 1866-2400 МГц мы имеем дело с прибавкой в 2-4 кадра в секунду. Думаю, использование во всех тестовых стендах оперативной памяти с эффективной частотой 2400 МГц - это рациональное решение. И более приближенное к реальности.
Зависимость производительности встроенной графики процессора AMD от частоты оперативной памяти
Судить о быстродействии интегрированной графики будем по результатам тринадцати игровых приложений. Я их условно разделил на четыре категории. В первую входят популярные, но нетребовательные ПК-хиты. В них играют миллионы. Поэтому такие игры («танки», Word of Warcraft, League of Legends, Minecraft - сюда же) не имеют права быть требовательными. Мы вправе ожидать комфортного уровня FPS при высоких настройках качества графики в разрешении Full HD. Остальные категории были просто разделены на три временных отрезка: игры 2013/14, 2015 и 2016 годов.
Производительность встроенной графики зависит от частоты оперативной памяти
Качество графики подбиралось индивидуально для каждой программы. Для нетребовательных игр - это преимущественно высокие настройки. Для остальных приложений (за исключением Bioshock Infinite, Battlefield 4 и DiRT Rally) - низкое качество графики. Все же тестировать будем встроенную графику в разрешении Full HD. Скриншоты с описанием всех настроек качества графики расположены в одноименной. Будем считать играбельным показатель в 25 кадр/с.
| Нетребовательные игры | Игры 2013/14 годов | Игры 2015 года | Игры 2016 года |
| Dota 2 - высокое; | Bioshock Infinite - среднее; | Fallout 4 - низкое; | Rise of the Tomb Raider - низкое; |
| Diablo III - высокое; | Battlefield 4 -среднее; | GTA V - стандартное; | Need for Speed - низкое; |
| StarCraft II - высоко. | Far Cry 4 - низкое. | XCOM 2 - низкое. | |
| DiRT Rally - высокое. | |||
| Diablo III - высокое; | Battlefield 4 -среднее; | GTA V - стандартное; | |
| StarCraft II - высоко. | Far Cry 4 - низкое. | «Ведьмак 3: Дикая Охота» - низкое; | |
| DiRT Rally - высокое. | |||
| Diablo III - высокое; | Battlefield 4 -среднее; | ||
| StarCraft II - высоко. | Far Cry 4 - низкое. | ||
| Diablo III - высокое; | |||
| StarCraft II - высоко. |
HD
Основная цель тестирования - изучить производительность встроенной графики процессоров в разрешении Full HD, но для начала разомнемся на более низком HD. Вполне комфортно в таких условиях чувствовали себя iGPU Radeon R7 (как для A8, так и A10) и Iris Pro 6200. А вот HD Graphics 530 со своими 25 исполнительными устройствами в ряде случаев выдавала совершенно неиграбельную картинку. Конкретно: в пяти играх из тринадцати, так как в Rise of the Tomb Raider, Far Cry 4, «Ведьмак 3: Дикая Охота», Need for Speed и XCOM 2 снижать качество графики уже некуда. Очевидно, что в Full HD интегрированное видео чипа Skylake ожидает полный провал.
HD Graphics 530 сливает уже в разрешении 720p
Графика Radeon R7, используемая в A8-7670K, не справилась с тремя играми, Iris Pro 6200 - с двумя, а встройка A10-7890K - с одной.
Результаты тестирования в разрешении 1280x720 точек
Интересно, что есть игры, в которых интегрированное видео Core i5-5675C серьезно обходит Radeon R7. Например, в Diablo III, StarCraft II, Battlefield 4 и GTA V. В низком разрешении сказывается не только наличие 48 исполнительных устройств, но и процессорозависимость. А также наличие кэша четвертого уровня. В то же время A10-7890K обошел своего оппонента в более требовательных Rise of the Tomb Raider, Far Cry 4, «Ведьмак 3» и DiRT Rally. Архитектура GCN хорошо проявляет себя в современных (и не очень) хитах.
В процессорах Intel также, как и у конкурентов, есть интегрированная (встроенная) графика. Она позволяет отказаться от покупки дорогой видеокарты, если в ней нет никакой нужды. Также встроенная в процессор графика полезна в ноутбуках, так как позволяет экономить заряд батареи за счет использования этой графики только в мощных приложениях. Все остальное время отдувается графическое ядро процессора.
Введение
Выбору встроенной графики уделяется особое внимание в 2 случаях:
- вы не собираетесь покупать отдельный адаптер, так как вам не нужна высокая производительность для вашего стационарного ПК
В основном именно эти две ситуации заставляют людей обратить особое внимание на интегрированную графику.
Здесь, как и в остальных наших статьях не будут рассмотрены чипы до 2010 года выпуска. А значит коснемся лишь Intel HD Graphics, Iris Graphics и Iris Pro Graphics
Непонятным остается вопрос установки встроенной графики в мощные игровые процессоры, ведь их используют лишь в паре с мощной видеокартой, которой и в подметки не годится даже самая мощная встроенная графика. Скорее всего это происходит из-за дороговизны перестройки линии сборки процессоров, ведь ядра у многих чипов идентичны и собраны они почти одинаково, а менять сборку ради пары моделей никто не собирается. Но в таком случае мы бы получили большую производительность в связи с тем, что большее число транзисторов будут работать на процессор, но и цена в таком случае поднимется.
Все знают, что встроенная графика от AMD мощнее, чем у Intel. Скорее всего это связано с тем, что они раньше задумались над созданием гибридных «камней» (с видеоядром). Если хотите узнать про про маркировку и линейки всей графики AMD (в том числе и встроенной), то вам , а подобная статья про , также доступна по ссылке.
Интересный факт: в PS4 стоит интегрированная в процессор графика, а не отдельный графический чип.
Классификация
Ошибка, которую допускают множество людей заключается в том, что интегрированная графика – это не обязательно встроенное в процессор графическое ядро. Интегрированная графика – это графика, которая встроена в материнскую плату или в процессор.
Таким образом встроенную графику разделяют на:
- Графика с разделяемой памятью – эта графика встроена в процессор и использует оперативную память вместо отдельной видеопамяти. Эти чипы отличает низкое энергопотребление, тепловыделение и стоимость, но производительность в 3D не сравнится в другими решениями.
- Дискретная графика – аппаратная часть представляет собой отдельный чип на материнской плате. Имеет отдельную память и, как правило, быстрее, чем предыдущий тип.
- Гибридная графика – это комбинация двух предыдущих типов.
Теперь понятно, что в чипах от Intel применяется графика с разделяемой памятью.
Поколения
Впервые Intel HD Graphics появилось в процессорах Westmere (но и до этого была встроенная графика).
Для определения производительности видеопроцессора надо рассматривать каждое поколение в отдельности. Лучшим способом определения производительности будет просмотр количества исполнительных блоков и их частоты.
Вот так обстоят дела с поколениями графики:
| № | Микроархитектуры | Обычные модели | Мощные модели |
|---|---|---|---|
| 5 | Westmere | HD* | |
| 6 | Sandy Bridge | HD* /2000/3000 | |
| 7 | Ivy Bridge | HD*/ 2500/4000 | |
| 7 | Haswell/Bay Trail | HD* /4200-5000 | Iris* 5100/Iris Pro* 5200 |
| 8 | Broadwell/Braswell/Cherry Trail | HD* /5300-6000 | Iris* 6100/Iris Pro* 6200 |
| 9 | Skylake/Braswell/Cherry Trail | HD* 510-530/40x | Iris* 540/50/Iris Pro* 580 |
Где Graphics заменено на *.
Если стало интересно узнать про сами микроархитектуры, то вам можете глянуть эту .
Буквенный индекс P означает, что речь идет о процессоре Xeon (серверные чипы).
В каждом поколении до Skylake есть модель HD Graphics, но эти модели отличаются друг от друга. После Westmere просто HD Graphics ставится лишь в Pentium и Celeron. И стоит отличать отдельно HD Graphics в мобильных процессорах Atom, Celeron, Pentium, которые построены на мобильной микроархитектуре.
В мобильных архитектурах до недавнего времени примялись только одинаковые модели HD Graphics, соответствующим разным микроархитектурам. Графика разных поколений отличается по производительности, и в скобках обычно указывается это самое поколение, например Intel HD Graphics (Bay Trail). Теперь же при выходе нового 8 поколения втроенной графики они также будут различаться. Так по производительности отличаются HD Graphics 400 и 405.
Внутри одного поколения производительность возрастает с увеличение цифры, что логично.
С поколения Haswell начала действовать немного другая маркировка чипов.
Новая маркировка c Haswell
Первая цифра:
- 4 – Haswell
- 5 – Broadwell
Но у этого правила есть исключения, и в нескольких строках ниже мы все объясним.
Остальные цифры имеют следующее значение:
*- означает, что разряд тысяч увеличивается на единицу
GT3e отличает дополнительный кэш eDRAM, который увеличивает скорость памяти.
Но с поколения Skylake классификация вновь изменилась. Распределение моделей по производительности можно увидеть в одной из предыдущих таблиц.
Связь маркировки процессора и встроенной в него графики
Вот такими буквами маркируются процессоры с особенностями встроенной графики:
- P – означает отключенное видеоядро
- C – усиленная интегрированная графика для LGA
- R – усиленная интегрированная графика для BGA (неттопы)
- H – усиленная интегрированная графика в мобильных процессорах (Iris Pro)
Как сравнивать видеочипы
Их сравнение на глаз довольно затруднительно, поэтому рекомендуем вам заглянуть на эту , где можно увидеть информацию обо всех интгегрированных решениях Intel, и , где можно посмотреть рейтинг производительности видеоадаптеров и их результаты в бенчмарках. Чтобы узнать о том, какая графика стоит нужном вам процессоре, зайдите на сайт Intel, ищите ваш процессор по фильтрам, а затем загляните в графу «Встроенная в процессор графика».
Заключение
Надеемся, что данный материал помог вам разобраться в интегрированной графике, в особенности от Intel, а также поможет вам в выборе процессора для компьютера. Если возникли вопросы, то сначала посмотрите указания в разделе «Введение», а если вопросы остались, то милости просим в комментарии!
Эволюция графики Intel | Intel вступает в гонку GPU
В мире GPU в плане производительности и внимания к своей продукции центральное место занимают AMD и Nvidia. Хотя эти компании прославились своими технологиями, ни одна из них, по сути, не являются крупнейшим поставщиком графических процессоров. Этот титул принадлежит Intel. Корпорация пыталась конкурировать с AMD и Nvidia по производительности и порой даже выпускала полноценные видеокарты. Но ее сильная сторона – в интеграции графических технологий в свои чипсеты и процессоры. Таким образом, GPU Intel сейчас присутствуют в большинстве современных компьютеров. Но из-за ограничений интегрированных решений графические модули компании, как правило, предлагают производительность начального уровня. Самые последние разработки оказались заметно более впечатляющими. Некоторые решения даже опережают дискретные видеокарты начального уровня от AMD и Nvidia. Intel HD Graphics возможно и отстает от других GPU, но нужно признать, что дни GMA 950 и его предшественников закончились.
Эволюция графики Intel | Первый специализированный GPU Intel: i740 (1998 год)
В 1998 году Intel выпустила свою первую графическую карту – i740 под кодовым названием "Auburn". Она работала на тактовой частоте 220 МГц и использовала относительно небольшое количество видеопамяти VRAM 2 - 8 Мбайт. Сопоставимые видеокарты того времени, как правило, оснащались видеопамятью объемом 8 - 32 Мбайт. Кроме того карта поддерживала DirectX 5.0 и OpenGL 1.1. Чтобы обойти недостачу встроенной памяти, Intel планировала воспользоваться функцией, встроенной в интерфейс AGP, позволяющей карте использовать оперативную память компьютера. Таким образом, i740 использовала интегрированную память как кадровый буфер, а все текстуры хранила в оперативной памяти платформы. Учитывая, что компании не приходилось переплачивать за дорогую память, она могла продавать i740 дешевле конкурентов. К сожалению этот GPU столкнулся с рядом трудностей. Доступ к оперативной памяти осуществлялся не так быстро, как к интегрированной видеопамяти, и это негативно сказывалось на производительности. Кроме того такое решение снижало производительность центрального процессора, так как для работы ему оставалось меньше пропускной способности и объема ОЗУ. Сырые драйверы еще сильнее навредили производительности карты, и качество изображения было под вопросом из-за медленного цифро-аналогового преобразователя. В конечном счете i740 оказалось полностью провальной. Intel пыталась исправить ситуацию, убеждая производителей материнских плат добавлять карту в комплект с платформами на базе 440BX, но это тоже не привело к успеху.
Эволюция графики Intel | Графический чип i752 и чипсеты серии 81x (1999 год)
После провала с i740 Intel разработала и небольшое время продавала вторую видеокарту под названием i752 "Portola". Однако она была выпущена в очень ограниченных количествах. Примерно в то же время Intel начала интегрировать свое графическое ядро в такие чипсеты, как i810 ("Whitney") и i815 ("Solano"). GPU встраивались в северный мост, став первыми интегрированными графическими процессорами Intel. Их производительность зависела от двух факторов: скорость оперативной памяти, которая часто была связана с системной шиной FSB, и в свою очередь зависела от процессора, и скорость самого CPU. На тот момент Intel использовала конфигурации FSB 66, 100 или 133 МГц наряду с асинхронной SDRAM, обеспечивающей системе максимальную пропускную способность 533, 800 или 1066 Мбайт/с соответственно. Хотя пропускная способность делилась с процессором, iGPU никогда не получал доступ ко всему каналу. Производители материнских плат могли размещать на своих платформах дополнительно 4 Мбайта выделенной видеопамяти, подключенной непосредственно к графическому процессору через AGP x4, предоставляя дополнительные 1066 Мбайт/с.
Производительность этих iGPU была низкой. Кроме того, из-за интегрированной графики в чипсете i810 отсутствовал интерфейс AGP, тем самым ограничивая модернизацию медленных видеокарт на базе PCI. Чипсет i815 имел порт AGP наряду с iGPU, но установка дискретной видеокарты отключала iGPU. В результате эти графические решения были ориентированы на пользователей бюджетных ПК начального уровня.
Эволюция графики Intel | Intel Extreme Graphics (2001 год)
В 2001 году Intel запустила новое семейство Extreme Graphics, которое было тесно связано с предыдущим поколением, включая два пиксельных конвейера и ограниченное аппаратное ускорение MPEG-2. Программная поддержка API была почти идентичной чипсету i815, хотя поддержка OpenGL была расширена до версии API 1.3.
Производительность iGPU Intel Extreme Graphics в значительной степени зависела от чипсета, памяти и центрального процессора. Первая реализация появились в семействе чипсетов Intel i830 (Almador), разработанных для Pentium III-M. Они по-прежнему использовали устаревающую память SDRAM, которая ограничивала максимальную пропускную способность до 1066 Мбайт/с, как и в ранних GPU. Тактовая частота на чипсетах Almador снизилась с 230 МГц (i815) до 166 МГц для экономии энергии и снижения тепловыделения.
Настольная версия был представлена позже в 2002 году в чипсетах i845 Brookdale , предназначенных для процессоров Pentium 4. Они также работали при более низкой тактовой частоте, чем i815 (200 МГц), но могли использовать память SDRAM или DDR. Благодаря более быстрым центральным процессорам iGPU в чипсете i845 в паре с SDRAM работал быстрее моделей i815, несмотря на более низкие частоты. Версии, использующие ОЗУ DDR, еще сильнее подтолкнули уровень производительности. Интегрированные решения не могли обогнать GeForce 2 Ultra Nvidia, которой на тот момент было уже больше года, но они неплохо подходили для легких игр.
Эволюция графики Intel | Intel Extreme Graphics 2 (2003 год)
Intel повторно использовала графический чип с двумя пиксельными конвейерами в семействе Extreme Graphics 2, выпущенном в 2003 году. Компания вновь представила две версии GPU. Первой появилась мобильная версия в чипсетах i852 и i855, предназначенных для Pentium M. Эти версии чипа работали на частотах 133 и 266 МГц, в зависимости от выбора ОЕМ. Второй вариант чипа использовался в чипсетах i865 Springdale для Pentium 4. Процессор с тактовой частотой 266 МГц кооперировался с более быстрой памятью DDR, которая могла работать при частоте до 400 МГц, обеспечивая ему более высокую пропускную способность, чем для предыдущих iGPU.
Хотя производительность по сравнению со старой линейкой Intel Extreme Graphics заметно увеличилась, графические требования игр также расширились. В результате эти графические чипы (англ.) были способны обеспечить приемлемую частоту кадров только в старых играх.
Эволюция графики Intel | GMA 900 (2004 год)
В 2004 году Intel завершила выпуск линейки Extreme Graphics, отправив на пенсию ядро с двумя пиксельными конвейерами, которое использовалось во всех предыдущих графических процессорах Intel. Следующие несколько лет Intel будет продавать свою графику под именем Graphics Media Accelerator (или GMA). Первым из этой серии был GPU GMA 900, интегрированный в набор микросхем семейства i915 (Grantsdale/Alviso). Он поддерживал DirectX 9.0 и обладал четырьмя пиксельными конвейерами, но ему не хватало вершинных шейдеров, и эти вычисления делались силами центрального процессора. Частота GPU могла быть 333 МГц или 133 МГц для маломощных систем. GPU работал как с DDR, так и с DDR2. Но независимо от конфигурации, производительность была относительно низкой.
Некоторые производители изготавливали специальные карты расширения в дополнение к GMA 900, чтобы добавить выход DVI.
Эволюция графики Intel | GMA 950: Pentium 4 и Atom (2005 год)
Графический процессор GMA 950 интегрировался в чипсеты Intel i945 (Lakeport и Calistoga) и может похвастаться относительно долгим жизненным циклом. Эти чипсеты работали с процессорами Pentium 4, Core Duo, Core 2 Duo и Atom. Однако архитектура была почти идентичной GMA 900 и наследовала многие ее недостатки, включая отсутствие вершинных шейдеров. Ядро получило незначительные программные улучшения совместимости и поддержку DirectX 9.0c. Это было важным обновлением для графического чипа, поскольку оно добавляло поддержку Aero в Windows Vista. Благодаря повышению частоты (400 МГц) и поддержке более быстрых процессоров и памяти немного увеличилась производительность. Мобильные версии GPU могли также работать при тактовой частоте 166 МГц для экономии энергии и снижения тепловыделения.
Эволюция графики Intel | GMA 3000, 3100 и 3150 (2006 год)
В 2006 году Intel вновь изменила наименование своей графики, начав с GMA 3000. Это был значительный шаг вперед по сравнению со старым GMA 950 в плане производительности и технологичности. Предыдущее поколение было ограничено четырьмя пиксельными конвейерами без вершинных шейдеров. Между тем, новый GMA 3000 включал восемь многоцелевых исполнительных блоков EU, способных выполнять несколько задач, включая вершинные вычисления и обработку пикселей. Intel повысила тактовую частоту до 667 МГц, заметно прибавив GMA 3000 скорости по сравнению с GMA 950.
После премьеры GMA 3000 Intel добавила в семейство еще два графических чипа: GMA 3100 и 3150. Несмотря на то, что они появились после GMA 3000, оба GPU фактически были больше похожи на GMA 950. Они имели только по четыре пиксельных конвейера и полагались на центральный процессор для обработки вершин. Повторное использование GMA 950 после ребрендинга в GMA 3100 и 3150 позволило Intel предложить несколько продуктов. До этого Intel сосредотачивала усилия только на одном GPU в своей линейке.
Эволюция графики Intel | GMA X3000 (2006 год)
После GMA 3000 Intel снова изменила наименование, представив четвертое поколение графических процессоров. Однако GMA X3000 был почти идентичен GMA 3000 и включал лишь незначительные изменения. Основное их различие заключалось в объеме используемой памяти – GMA 3000 мог использовать только 256 Мбайт системной памяти для графики, а GMA X3000 увеличил этот показатель до 384 Мбайт. Intel также расширила поддержку видеокодеков в GMA X3000, чтобы включить полное ускорение MPEG-2 и ограниченное ускорение VC-1.
Примерно в то же время Intel представила GMA X3100 и GMA X3500. По сути это были модернизированные чипы GMA X3000, получившие поддержку Pixel Shader 4.0, позволяющую работать с новыми API-интерфейсами, например DirectX 10. Тактовая частота GMA X3100 была ниже, чем у других версий, поскольку он был предназначен для мобильных платформ.
Эволюция графики Intel | Последний GMA (2008 год)
После X3000 Intel разработала только одну серию чипсетов с интегрированной графикой. Семейство Intel GMA 4500 состояло из четырех моделей, все они использовали одинаковую архитектуру с 10-ю исполнительными блоками. Для настольных чипсетов было выпущено три версии GPU. Самым медленным из них был GMA 4500 c частотой 533 МГц. Два других: GMA X4500 и X4500HD, работали на тактовой частоте 800 МГц. Главное отличие X4500HD от X4500 заключалось в использовании полного аппаратного ускорения VC-1 и AVC.
Мобильная версия графического чипа называлась GMA X4500MHD и работала на частоте 400 МГц или 533 МГц. По аналогии с X4500HD, X4500MHD поддерживал полное аппаратное ускорение VC-1 и AVC.
Эволюция графики Intel | Larrabee (2009 год)
В 2009 году Intel сделал еще одну попытку выйти на рынок видеокарт, представив Larrabee . Понимая, что ее основным преимуществом является глубочайшее понимание архитектуры x86, Intel хотела создать GPU на базе шины ISA. Вместо проектирования с нуля разработка Larrabee отталкивалась от первого процессора Pentium, который Intel решила модифицировать для того, чтобы создать скалярный блок внутри GPU. Старая процессорная архитектура была значительно переделана, обзавелась новыми алгоритмами и технологией Hyper-Threading для увеличения производительности. Несмотря на то, что технология Hyper-Threading в Larrabee была похожа на ту, которая использовать в обычных процессорах Intel, Larrabee была способна выполнять задачи в четыре потока на ядро вместо двух.
Для обработки вершин Intel создала необычно большой 512-битный блок вычислений с плавающей запятой, состоящий из 16 отдельных элементов, способных работать как единый компонент или самостоятельные единицы. Это FPU теоретически имел более чем в 10 раз больше пропускной способности, чем аналогичные чипы Nvidia того времени.
В конечном счете инициатива Larrabee была отменена, хотя Intel продолжает развивать эту технологию.
Эволюция графики Intel | Первое поколение Intel HD Graphics (2010 год)
Intel представила линейку HD Graphics в 2010 году, чтобы восстановить позиции, которые потеряла семейство GMA. Графическое ядро HD Graphics в первом поколении процессоров Core i3, i5 и i7 было похоже на GMA 4500, за исключением двух дополнительных исполнительных блоков. Тактовая частота осталась примерно на том же уровне и стартовала с 166 МГц в маломощных мобильных системах и останавливалась на отметке 900 МГц в более дорогих CPU для настольных ПК. Хотя 32-нанометровый процессор и 45-нанометровый GMCH были не полностью интегрированы на одном кремниевом кристалле, оба компонента находились в корпусе процессора. Это позволило снизить задержки между контроллером памяти внутри GMCH и ЦП. Поддержка API со времен GMA существенно не изменилась, хотя общая производительность увеличилась более чем на 50 процентов.
Эволюция графики Intel | Sandy Bridge: второе поколение Intel HD Graphics (2011 год)
В Sandy Bridge Intel HD Graphics сделала еще один шаг вперед в плане производительности. Вместо двух отдельных кристаллов под крышкой Intel объединила процессоры на одном кристалле, еще больше сократив задержку между компонентами. Кроме того Intel расширила функциональность графического чипа, добавив технологию Quick Sync для ускорения перекодирования и более эффективный видеодекодер. Поддержка API расширилась только до DirectX 10.1 и OpenGL 3.1, но значительно увеличилась тактовая частота – теперь она варьировалась в пределах 350 - 1350 МГц.
Благодаря более широкому набору функций Intel решила сегментировать линейку чипов. Младшие модели получили метку HD (базировались на ядре GT1 с шестью EU и ограниченным видеодекодером), решения среднего уровня носили название HD 2000 (тот же GT1 с шестью EU, но полнофункциональный блок кодирования/декодирования), а чипы верхнего уровня назывались HD 3000 (ядро GT2 с 12 EU плюс все преимущества Quick Sync).
Эволюция графики Intel | Xeon Phi (2012 год)
В то время как концепция Larrabee была более ориентирована на игры, компания увидела ее будущее в приложениях с тяжелыми вычислительными задачами и создала в 2012 году сопроцессор Xeon Phi . Одна из первых моделей под названием Xeon Phi 5110P содержала 60 процессоров x86 с большими 512-битными блоками расчета векторов с тактовой частотой 1 ГГц. На такой скорости они могли обеспечить более 1 TFLOPS вычислительной мощности, потребляя в среднем 225 Вт.
В результате высокой скорости вычислений по отношению к потребляемой мощности Xeon Phi 31S1P использовался при создании суперкомпьютера Тяньхэ-2 в 2013 году, который по сегодняшний день считается одним из самых быстрых суперкомпьютеров в мире.
Эволюция графики Intel | Ivy Bridge: Intel HD 4000 (2012 год)
С появлением Ivy Bridge Intel переработала свою графическую архитектуру. По аналогии с iGPU в Sandy Bridge графическое ядро в Ivy Bridge продавалась в трех различных версиях: HD (GT1 с шестью EU и ограниченным блоком кодирования/декодирования), HD 2500 (GT1 с шестью EU и полнофункциональным блоком кодирования/декодирования) и HD 4000 (GT2 с 16 EU и полнофункциональным блоком кодирования/декодирования). HD 4000 работал при более низкой частоте 1150 МГц, чем Intel HD 3000, но имел четыре дополнительных исполнительных блока и был значительно быстрее своего предшественника. В среднем прирост скорости в Skyrim составил 33,9 процента. Отчасти прирост производительности связан с улучшенной архитектурой, которая впервые перешла на Pixel Shader 5.0, плюс появилась поддержка DirectX 11.0 и OpenCL 1.2.
Производительность технологии Intel Quick Sync также значительно увеличилась. Транскодирование видео файлов H.264 из одного формата в другой выполнялось в два раза быстрее. Аппаратное ускорение видео также было усовершенствовано и Intel HD 4000 технически способен декодировать одновременно несколько видеопотоков в 4K.
Эволюция графики Intel | Intel расширяет графические линейку чипами Haswell (2013 год)
В архитектурном плане ядро HD Graphics в Haswell похоже на графическое ядро в Ivy Bridge и может рассматриваться как его расширение. Чтобы получить больше производительности из GPU для Haswell Intel использовала грубую силу. На этот раз компания предпочла установить в GT1 Haswell десять исполнительных блоков вместо шести в предыдущем поколении. Было включено полное декодирование видео, но отключены функции ускоренного кодирования и Quick Sync. Кроме того Intel еще сильнее разнообразила ассортимент GPU. Версия GT2 c 20 EU использовалась в трех различных графических ядрах: HD Graphics 4200, 4400 и 4600. В основном они различались по тактовой частоте.
Также Intel представила GPU более высокого класса под названием GT3. Он вмещал в себя 40 исполнительных блоков и обеспечивал значительно более высокий уровень производительности. Процессоры с ядром GT3 продавались под маркой HD Graphics 5000 и 5100. Редкая версия GT3e Intel Iris Pro 5200 включала 128 Мбайт памяти eDRAM в корпусе процессора и была первым воплощением семейства Intel Iris Pro. Несмотря на то, что Iris Pro 5200 работал быстрее решений без дополнительной eDRAM, его влияние на рынок было ограничено, так как GPU появился лишь в нескольких топовых процессорах.
Версия iGPU Haswell с низким энергопотреблением имела только четыре EU и использовалась в процессорах Intel Atom под кодовым названием Bay Trail . С появлением высокопроизводительного GT3 и экономичного Bay Trail, iGPU Haswell насчитывал восемь различных моделей. Для сравнения в поколении Sandy Bridge и Ivy Bridge было всего по три версии.
Эволюция графики Intel | Broadwell (2014 год)
В Broadwell Intel снова модернизировала iGPU для более эффективного масштабирования. В новой архитектуре исполнительные блоки были организованы в восемь подсекций. Таким образом добавлять EU было еще проще, так как Intel могла дублировать подсекции несколько раз. Версия GT1 содержала две подсекции (хотя только 12 EU были активны). Следующие три продукта: HD Graphics 5300, 5500, 5600 и P5700 использовали чип GT2 с 24 EU (но некоторые версии имели только 23 активных EU).
Более быстрые ядра GT3 и GT3e содержали по 48 EU и использовались в HD Graphics 6000, Iris Graphics 6100, Iris Pro Graphics 6200 и Iris Pro Graphics P6300. Подобно чипам Haswell Iris Graphics, модели линейки Broadwell Iris Graphics включали графическое ядро GT3e со 128 Мбайт встроенной памяти eDRAM. Каждая группа из восьми исполнительных блоков имела 64 Кбайт общей кэш-памяти. Эти графические процессоры поддерживали DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0.
Эволюция графики Intel | Skylake (2015 год)
Последняя версия интегрированной графики Intel реализована в процессорах на архитектуре Skylake . Эти графические чипы близки с iGPU Broadwell, имеют одинаковое архитектурное построение и равное количество EU почти во всех моделях. Основные изменения коснулись именования. Intel изменила названия на HD Graphics 500. GPU начального уровня стали называться HD Graphics и HD Graphics 510 и использовать кристалл GT1 с 12 EU. HD Graphics 515, 520, 530 и P530 используют чип GT2 с 24 EU.
Начиная со Skylake Intel еще сильнее разделила продукты серии Iris и Iris Pro. Iris 540 и 550 будут поставляться с 48 исполнительными блоками в чипе GT3e. Пока не ясно, какое название ядра будет у Iris Pro 580, но оно будет содержать в общей сложности 72 EU и, вероятно, окажется значительно быстрее, чем графический процессор Iris Pro 6200 в CPU Broadwell. Не ясно, сколько eDRAM будет в этих чипах, но Intel, скорее всего, будет и дальше разделять графику Iris и Iris Pro по уровню производительности. Iris 540 будет иметь только 64 Мбайт памяти eDRAM, то есть половину от GT3e в Broadwell. Что касается Iris Pro или Iris 550, Intel пока не объявляла их точных характеристик.
ВведениеЕщё несколько лет тому назад словосочетание «интегрированная графика Intel» указывало на ужасное по скорости и качеству графическое решение, добровольно пользоваться которым совершенно не хотелось. Первый набор системной логики Intel со встроенным видеоядром Intel 810 имел крайне низкую производительность, причём не только в 3D-режимах, но и даже при повседневной работе в операционной системе в 2D. С тех пор прошло много времени, но до выхода процессоров поколения Sandy Bridge разработчики Intel занимались, фактически, лишь совершенствованием 2D-части своей интегрированной графики. Трёхмерные же возможности долгое время оставались на откровенно зачаточном уровне.
Sandy Bridge стал революционном процессором во многих аспектах, в том числе и в том, что именно с него Intel задумалась об активном развитии в своих графических ядрах и 3D-части. И начиная с 2011 года, с каждым новым поколением процессоров производительность трёхмерной интегрированной графики стала расти очень заметными темпами. Стоит напомнить, что в 2011 году случилось и ещё одно знаковое для встроенных графических ядер событие – выход гибридных процессоров Llano, которыми компания AMD застолбила место лидера в интегрированной графике. Однако несмотря на то, что AMD не сидит сложа руки и активно продолжает развивать свои видеоядра, наращивая их мощность и внедряя в них всё новые и новые графические архитектуры, Intel смогла сократить отрыв от конкурента. Более того, к настоящему моменту AMD уже не может считаться лидером в производительности встраиваемых в процессоры графических ядер, но в сегменте массовых недорогих решений её позиции продолжают оставаться очень неплохими.
Тем не менее, не так давно представители Intel позволили себе сделать достаточно смелое заявление о том, что современные графические ядра, применяемые в процессорах Broadwell и Skylake и относящиеся к классам Iris и Iris Pro предлагают вполне достаточную для массовых игровых систем производительность. Конечно, здесь имеется в первую очередь способность интеловской интегрированной графики нормально работать в казуальных и несложных в графическом плане сетевых играх. Однако на самом деле путь, который проделали процессорные видеоядра Intel, действительно завораживает. За последние пять лет их производительность выросла ни много ни мало в 30 раз. Это позволяет Intel утверждать, что её процессоры с флагманскими вариантами встроенных графических ускорителей имеют производительность выше, чем примерно 80 процентов дискретных видеокарт, имеющихся в текущих компьютерах пользователей.
Впрочем, на самом деле такие слова представителей Intel скорее всего действительность несколько приукрашают. Например, если пробежаться по статистике используемых геймерами видеокарт в сервисе Steam, то окажется, что доля видеокарт среднего и верхнего уровня AMD и NVIDIA, которые наверняка производительнее, чем самый современный вариант Intel Iris Pro, составляет по меньшей мере 31 процент. Но всё равно Intel наверняка недалека от истины, ведь сервис Steam не учитывает огромную армию игроков, предпочитающих шутерам AAA-класса «Весёлую ферму». Как бы то ни было, современные интеловские графические ядра действительно способны предложить весьма впечатляющую теоретическую производительность. В приведённой ниже таблице мы приводим теоретическую мощность распространённых графических решений в сравнении с графикой процессоров Skylake в старших версиях GT4 и GT3. Из этих данных следует, что старший вариант самого современного графического ядра по своей мощности способен составить конкуренцию Radeon R7 250X и GeForce GTX 750, что выглядит действительно грандиозно.
Однако существует веская причина, по которой такую оценку мощности интеловской интегрированной графики можно поставить под знак вопроса. Дело в том, что в процессорах, ориентированных для использования в настольных компьютерах компания Intel свои лучшие графические ядра не применяет. Единственное исключение в этом плане было сделано в Broadwell, а десктопные Skylake в лучшем случае снабжаются лишь графикой уровня GT2, которая от Iris и Iris Pro далека и относится к классу HD Graphics. Старшие же варианты встроенной графики попадают лишь в мобильные процессоры с тепловым пакетом 15-28 Вт. А это приводит к тому, что зачастую старшие встроенные видеоускорители в реальности вынуждены работать на заниженных тактовых частотах, не достигая той пиковой производительности, на которую они способны в теории.
Но одно можно сказать наверняка. Вне зависимости от того, какую часть актуальных графических карт способны обогнать интеловские видеоядра – будь то 50, 70 или 80 процентов – компания за последние годы смогла преодолеть очень большую дистанцию. И это оказало существенное влияние на весь рынок в целом. Пользователям, фактически, пришлось полностью распрощаться с дискретными видеокартами начального уровня – необходимость в их существовании отпала практически полностью. Кроме того, в самое ближайшее время Intel, очевидно, будет готова нанести удар и по позициям гибридных процессоров AMD. Те интеловские процессоры, которые оборудованы eDRAM-памятью, по быстродействию в 3D-режимах обгоняют старшие модели Kaveri и Carrizo уже сегодня. А в будущем, с выходом процессоров поколения Kaby Lake, Intel планирует существенно расширить ассортимент таких предложений.
Однако давайте не будем заглядывать за горизонт, а попробуем проанализировать то, что может предложить сегодняшняя интегрированная графика компании Intel для настольных систем. Действительно ли её мощности стало достаточно для того, чтобы можно было обойтись без дискретного видеоускорителя? В этом обзоре мы протестировали пару недорогих LGA 1151-процессоров Core i3 поколения Skylake и сравнили скорость имеющегося в них видеоядра HD Graphics 530 с производительностью альтернативных решений.
Графическая архитектура Skylake. Подробности
Роль графических ядер, встроенных в процессоры, с каждым годом увеличивается. И это связано не столько с ростом их 3D-производительности, столько с тем, что встроенные GPU берут на себя всё новые функции, такие как параллельные вычисления или кодирование и декодирование мультимедийного контента. Исключением не стало и графическое ядро Skylake. Intel относит его к очередному девятому поколению (отсчёт идёт с дискретных ускорителей Intel 740 и чипсетов Intel 810/815), и это значит, что в нём таится немало сюрпризов. Однако начать стоит с того, что GPU, реализованный в Skylake, как и его предшественники, сохранил традиционный модульный дизайн. Таким образом, мы вновь имеем дело с целым семейством решений разного класса: на базе имеющихся строительных блоков нового поколения Intel может собирать кардинально различающиеся по уровню производительности GPU. Подобная масштабируемость сама по себе новинкой не является, но в Skylake возросла не только максимальная производительность, но и число доступных вариантов графического ядра.Так, графическое ядро Skylake может быть построено на базе одного или нескольких модулей, каждый из которых обычно включает в себя по три секции. Секции объединяют по восемь исполнительных устройств, на которые ложится основная часть обработки графических данных, а также содержат базовые блоки для работы с памятью и текстурные семплеры. Помимо исполнительных устройств, сгруппированных в модули, графическое ядро содержит и внемодульную часть, отвечающую за фиксированные геометрические преобразования и отдельные мультимедийные функции.
На самом верхнем уровне иерархии графическое ядро Skylake очень похоже на ядро, реализованное в Haswell. Однако с внедрением новой микроархитектуры Intel несколько пересмотрела внутреннюю структуру графического ядра (строго говоря, произошло это ещё в Broadwell), и теперь каждая секция GPU имеет по 8, а не по 10 исполнительных устройств, а графический модуль объединяет три, а не два блока. В результате для графических исполнительных устройств улучшилась доступность кеша и текстурных блоков, которых попросту стало в полтора раза больше, а количество самих исполнительных устройств в различных вариантах нового графического ядра стало кратным 24. Если же углубиться в подробности, то нетрудно найти и другие заметные изменения.
Например, внемодульная часть вынесена теперь в отдельный энергетический домен, что позволяет задавать ей частоту и отправлять её в сон отдельно от исполнительных устройств. Это значит, что, например, при работе с технологией Quick Sync, которая реализуется как раз силами внемодульных блоков, основная часть GPU может быть отключена от линий питания в целях снижения энергопотребления. Кроме того, независимое управление частотой внемодульной части позволяет лучше подстраивать её производительность под конкретные нужды модулей графического ядра.
Кроме того, в то время как графическое ядро Haswell могло основываться лишь на одном или двух модулях, получая в своё распоряжение 20 или 40 исполнительных устройств (для энергоэффективных и бюджетных процессоров мог использоваться один модуль с отключенными секциями, что давало меньшее, чем 20, число исполнительных устройств), в Skylake может применяться от одного до трёх модулей с числом исполнительных устройств от 24 до 72.
Да-да, в дополнение к привычным конфигурациям GT1/GT2/GT3 в семействе процессоров Skylake доступно ещё более мощное ядро GT4, которое действительно может похвастать наличием 72 исполнительных устройств.
Также необходимо упомянуть и о том, что варианты ядра GT3 и GT4 могут быть дополнительно усилены eDRAM-буфером объёмом 64 или 128 Мбайт соответственно, что даёт модификации GT3e и GT4e. Процессоры Broadwell комплектовались лишь одним вариантом eDRAM – объёмом 128 Мбайт. В Skylake же этот дополнительный буфер не только изменил алгоритм работы, став «кешем на стороне памяти», но и приобрёл некоторую гибкость конфигурации. Однако его исполнение останется старым – он будет представлен отдельным 22-нм кристаллом, монтируемым на процессорную плату по соседству с основным чипом.
Появление в составе Skylake урезанного чипа eDRAM с ёмкостью 64 Мбайт должно расширить сферу применения графики GT3e. Процессоры Broadwell и Haswell, оснащённые дополнительным буфером, имели высокую стоимость и предназначались исключительно для производительных ноутбуков и настольных систем. Меньший кристалл eDRAM позволяет дать жизнь более доступным вариантам Skylake с мощным GPU, которые предназначаются, например, для ультрабуков.
А вот пиковая производительность самих исполнительных устройств в Skylake не изменилась – каждое такое устройство может выполнять до 16 32-битных операций за такт. При этом оно способно исполнять 7 вычислительных потоков одновременно и имеет 128 32-байтовых регистров общего назначения.
Согласно имеющимся на текущий момент данным, графическое ядро Skyklake будет существовать в семи различных модификациях, которые имеют числовые индексы из пятисотой серии:
HD Graphics 510 – GT1: 12 исполнительных устройств, производительность до 182.4 ГФлопс на частоте 950 МГц;
HD Graphics 515 – GT2: 24 исполнительных устройства, производительность до 384 ГФлопс на частоте 1 ГГц;
HD Graphics 520 – GT2: 24 исполнительных устройства, производительность до 403,2 ГФлопс на частоте 1,05 ГГц;
HD Graphics 530 – GT2: 24 исполнительных устройства, производительность до 441,6 ГФлопс на частоте 1,15 ГГц;
Iris Graphics 540 – GT3e: 48 исполнительных устройств, 64 Мбайт eDRAM, производительность до 806,4 ГФлопс на частоте 1,05 ГГц;
Iris Graphics 550 – GT3e: 48 исполнительных устройств, 64 Мбайт eDRAM, производительность до 844,8 ГФлопс на частоте 1,1 ГГц;
Iris Pro Graphics 580 – GT4e: 72 исполнительных устройства, 128 Мбайт eDRAM, производительность до 1152 ГФлопс на частоте 1 ГГц.
Наращивая мощность графического ядра, Intel проявила большую заботу и о том, чтобы для его нужд хватало пропускной способности памяти даже в конфигурациях, лишённых дополнительной eDRAM-памяти. С одной стороны, в Skylake обновился контроллер памяти, и теперь он способен работать с DDR4 SDRAM, частота и пропускная способность которой заметно выше, чем у DDR3 SDRAM. С другой стороны, в GPU появилось новая технология Lossless Render Target Compression (направленное на рендеринг сжатие без потерь). Её суть заключается в том, что все данные, пересылаемые между GPU и системной памятью, которая одновременно является и видеопамятью, предварительно сжимаются, разгружая таким образом полосу пропускания. Применённый алгоритм использует компрессию без потерь, при этом степень сжатия данных может достигать двукратного размера. Несмотря на то, что всякая компрессия требует задействования дополнительных вычислительных ресурсов, инженеры Intel утверждают, что внедрение технологии Lossless Render Target Compression увеличивает быстродействие интегрированного GPU в реальных играх на величину от 3 до 11 процентов.
Упоминания заслуживают и некоторые другие усовершенствования в графическом ядре. Например, размеры собственной кеш-памяти в каждом модуле GPU были увеличены до 768 Кбайт. Благодаря этому, а также путём оптимизации архитектуры модулей разработчики смогли добиться почти двукратного улучшения скорости заполнения, что дало возможность не только поднять быстродействие GPU при включении полноэкранного сглаживания, но и добавить в число поддерживаемых режимов 16x MSAA.
Одним из основных ориентиров для встроенной в интеловский процессор графики давно выступает полноценная поддержка 4K-разрешений. Именно с таким прицелом Intel непрерывно увеличивает производительность GPU. Но в улучшении нуждается и другая часть – интерфейсные выходы. Нет ничего удивительного в том, что, подобно процессорам Broadwell, в графическом ядре Skylake поддерживается вывод 4K-изображения с частотой развёртки 60 Гц через DisplayPort 1.2 или Embedded DisplayPort 1.3, с частотой 24 Гц – через HDMI 1.4 и с частотой 30 Гц – по технологии Intel Wireless Display или по беспроводному протоколу Miracast. Но в Skylake к этому перечню добавилась и частичная поддержка HDMI 2.0, через который доступны 4K-разрешения с частотой развертки 60 Гц. Правда, для реализации этой возможности нужен некий дополнительный адаптер DisplayPort – HDMI 2.0. Но зато передача сигнала HDMI 2.0 возможна в том числе и по интерфейсу Thunderbolt 3 в системах, имеющих соответствующий контроллер.
Так же как и раньше, GPU процессоров Skylake способен обеспечить вывод изображения на три экрана одновременно.
Нет ничего удивительного в том, что с ростом популярности новых форматов видео графическое ядро Skylake расширило возможности по его аппаратному кодированию и декодированию. Теперь средствами движка Quick Sync стало можно кодировать и декодировать контент в формате H.265/HEVC с 8-битной глубиной цвета, а с привлечением исполнительных устройств GPU – декодировать H.265/HEVC-видео и с 10-битным представлением цвета. К этому добавилась и полностью аппаратная поддержка кодирования в форматах JPEG и MJPEG.
Однако графика Skylake относится к новому, девятому поколению не в только силу перечисленных изменений. Главной причиной послужило то, что в ней сделаны существенные изменения в части поддерживаемых графических API. На данный момент в GPU новых процессоров есть совместимость с DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0, а позднее, по мере совершенствования графического драйвера, к этому списку добавятся будущие версии OpenCL 2.x и OpenGL 5.x, а также поддержка низкоуровневого фреймворка Vulkan. Здесь уместно упомянуть и о том, что в новом GPU реализована полноценная когерентность памяти с процессором, что делает Skylake самым настоящим APU – его графическое и вычислительные ядра могут одновременно работать над одной и той же задачей, используя общие данные.
Интегрированная графика в десктопных Skylake
Хотя сам факт наличия встроенного графического ядра в процессорах, нацеленных на аудиторию энтузиастов, продолжает вызывать жаркие споры, Intel от практики комплектации своих CPU интегрированным GPU отказываться не собирается. Более того, фирменное графическое ядро продолжает развиваться, приобретая новые функции и наращивая мощность. Однако до сих пор Intel продолжает искусственно ограничивать производительность графических ядер, которые попадают в десктопные процессоры. Несмотря на то, что для процессоров поколения Skylake компанией разработано четыре модификации встроенного GPU, в десктопные продукты, предназначенные для использования в составе платформы LGA 1151, попадают лишь варианты графики GT1 и GT2. То есть, младшие модификации с числом исполнительных устройств не более 24 штук.
Связано это с тем, что модификация процессорного дизайна Skylake-S, которая ориентирована на десктопные применения, воплощается лишь в двух вариантах полупроводникового кристалла, в которых имеется два или четыре вычислительных ядра, и графика уровня GT2. Более же производительные варианты GPU ориентированы исключительно на модификации дизайна Skylake-U и Skylake-H, предназначенные для ультрабуков и прочих мобильных систем. Впрочем, в этом есть и положительная сторона. Графика GT2 в десктопных процессорах постепенно отвоёвывает себе всё более значительное место. Если в процессорах поколения Haswell подобные GPU устанавливались исключительно в Core i7/i5/i3, то теперь графическое ядро HD Graphics 530 можно обнаружить и в процессорах класса Pentium.
В следующей таблице мы собрали подробные сведения о тех вариантах графического ядра, которые можно встретить в имеющихся на рынке десктопных процессорах в LGA 1151-исполнении.
Интересный момент: в некоторых недорогих процессорах число исполнительных устройств в HD Graphics 530 уменьшено до 23. На производительность это влияет не слишком сильно, но некоторую дополнительную дифференциацию в линейку двухъядерников добавляет.
В семействе десктопных Skylake нет ни одной модели с более мощным, чем GT2, графическим ядром. Это значит, что самую быструю десктопную интегрированную графику в настоящее время найти можно в процессорах прошлого поколения Broadwell, где Intel не поскупилась на вариант ядра GT3e с дополнительным eDRAM-кешем.
У Skylake же в арсенале ничего подобного нет, и графическое ядро работает напрямую с DDR3L/DDR4-памятью. Тем не менее, прогресс в характеристиках по сравнению с ядром Intel HD Graphics 4600, которое использовалось в старших моделях поколения Haswell, весьма заметен: число исполнительных устройств выросло на 20 процентов, увеличились объемы внутренних буферов, а кроме того, графика получила в своё распоряжение технологию сжатия текстур при работе с памятью. Всё это, естественно, должно положительно сказаться на производительности.
Как мы тестировали
Цель этого тестирования несколько отличалась от того, какие задачи мы ставим себе обычно. В этом материале главным героем стало встроенного графическое ядро Intel HD Graphics 530, которое присутствует в подавляющем большинстве процессоров для платформы LGA 1151. В проведённых практических испытаниях мы постарались ответить на два вопроса. Во-первых, достаточно ли производительности подобной графики для того, чтобы «потянуть» на себе игровую систему хотя бы начального уровня. Во-вторых, мы сравнили производительность HD Graphics 530 с встроенными графическими ядрами, которые используются в прочих процессорах. В первую очередь, с Intel HD Graphics 4600 и Intel HD Graphics 4400, которые присутствуют в Haswell, и во вторую – со встроенными графическими ядрами компании AMD, которые имеются в процессорах семейств A10 и A8.Для того, чтобы сравнение происходило между вариантами одной ценовой категории, из интеловских процессоров для участия в этом тестировании мы выбрали исключительно представителей серии Core i3. Именно такие процессоры можно прямо противопоставлять APU компании AMD, не прибегая к дополнительным оговоркам.
Также в тестирование были вовлечены ещё два несколько нетипичных участника. Во-первых, это процессор Core i5-5675C поколения Broadwell. Этот интеловский процессор на данный момент обладает самым мощным графическим ядром GT3e среди всех своих десктопных собратьев. Формально, его графика носит наименование Iris Pro Graphics 6200, а фактически она включает в себя 48 исполнительных устройств, работающих на частоте 1,1 ГГц, усиленных дополнительной eDRAM-памятью объёмом 128 Мбайт.
Во-вторых, на диаграммах вы найдёте и результаты дискретного видеоускорителя NVIDIA GeForce GT 740 с 1 Гбайт GDDR5-памяти. Участие в тестах данной видеокарты обусловлено необходимостью получить некую «точку отсчёта» для сравнения интегрированных GPU с более привычными ориентирами. GeForce GT 740 тестировалась в платформе, собранной на процессоре Core i3-4370.
В итоге, все участвующие в этом исследовании конфигурации составлялись из следующего набора аппаратных компонентов:
Процессоры:
Intel Core i3-6320 (Skylake, 2 ядра + HT, 3,9 ГГц, 4 Мбайт L3, HD Graphics 530);
Intel Core i3-6100 (Skylake, 2 ядра + HT, 3,7 ГГц, 3 Мбайт L3, HD Graphics 530);
Intel Core i5-5675C (Broadwell, 4 ядра, 3,1-3,6 ГГц, 4 Мбайт L3, 128 Мбайт eDRAM, Iris Pro Graphics 6200);
Intel Core i3-4370 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,8 ГГц, 4 Мбайт L3, HD Graphics 4600);
Intel Core i3-4170 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,7 ГГц, 3 Мбайт L3, HD Graphics 4400);
AMD A10-7870K (Kaveri, 4 ядра, 3,9-4,1 ГГц, 2 × 2 Мбайт L2, Radeon R7 Series);
AMD A8-7670K (Kaveri, 4 ядра, 3,6-3,9 ГГц, 2 × 2 Мбайт L2, Radeon R7 Series).
Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнские платы:
ASUS Maximus VIII Ranger (LGA1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA1150, Intel Z97);
ASUS A88X-Pro (Socket FM2+, AMD A88X);
Память:
2 × 8 Гбайт DDR3-1866 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-1866C9D-16GTX);
2 × 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2133C15R).
Видеокарта: Palit GT740 OC 1024MB GDDR5 (NVIDIA GeForce GT 740, 1 Гбайт/128-бит GDDR5, 1058/5000 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10586 с использованием следующего комплекта драйверов:
AMD Chipset Drivers Crimson Edition 15.12;
AMD Radeon Software Crimson Edition 15.12;
Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Graphics Driver 15.40.14.4352;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 361.75 Driver.
Производительность 3D-части
Для получения предварительной картины производительности мы воспользовались популярным синтетическим бенчмарком Futuremark 3DMark.
Картина получается достаточно выраженной. Новое графическое ядро Intel HD Graphics 530 получило определённо более высокую производительность по сравнению с теми GPU, которые встраивались в процессоры Intel Haswell, ориентированные на десктопные применения. Однако рост быстродействия качественного характера не носит. Результат десктопных Skylake оказывается всё равно ниже, чем у APU компании AMD класса A10 и A8. Настоящей же звездой в этих тестах выглядит Core i5-5675C, который располагает принципиально лучшей графикой Iris Pro Graphics 6200 уровня GT3e. К сожалению, никаких подобных решений в существующих процессорах для платформы LGA 1151 попросту не существует.
Давайте обратимся теперь к результатам, полученным в популярных и современных играх, накладывающих достаточно серьёзные требования на производительность графической подсистемы. В тестировании мы попытались определить, достаточно ли производительности Intel HD Graphics 530 для того, чтобы играть в FullHD-разрешении хотя бы с минимальными установками качества изображения.
Полученные результаты показывают, что несмотря на произошедший прогресс, Intel HD Graphics 530 для современных игр может подойти лишь при выборе сниженных разрешений. Да, по сравнению с Intel HD Graphics 4600 новая версия встроенного графического акселератора стала примерно на 30 процентов быстрее, но получить 25-30 кадров в секунду на графике десктопных Skylake не получается. Иными словами, для игровых систем начального уровня более подходящим процессором всё ещё остаётся AMD A10 – его графическое ядро класса Radeon R7 быстрее, чем HD Graphics 530, примерно на 40 процентов. Ну и не стоит забывать о существовании Broadwell. Среди дестопных чипов именно этот CPU может предложить наивысшую производительность графического ядра. И вот её-то вполне хватает даже для самых последних AAA-игр.
Отдельным пунктом в нашем тестировании проходит измерение производительности в популярных сетевых играх, которые обычно предъявляют менее строгие требования к производительности GPU.
Для большинства сетевых игр современная интегрированная графика обладает вполне достаточным уровнем производительности. Почти везде производительность в FullHD-разрешениях такова, что можно даже установить средний или даже высокий уровень качества картинки. А кое-где комфортно играть на встроенном GPU можно даже при настойках, близких к максимальным. Относительная же картина не отличается от того, что мы видели выше. Наилучшую производительность предлагает Broadwell со встроенным графическим ядром Iris Pro Graphics 6200. Однако процессоры такого типа сравнительно дороги. Младшая модель Broadwell в LGA 1150-исполнении обойдётся в $277, и потому для бюджетного игрового компьютера она вряд ли подойдёт. Если же выбирать из Intel Core i3 и AMD A10, выбор лучше делать в пользу предложения «красных» - с графической точки зрения оно производительнее. В то же время существенный прогресс, который происходит в интеловских GPU, отрицать невозможно. Они наращивают свою скорость весьма заметными темпами. И между производительностью нового ядра HD Graphics 530 и его предшественника HD Graphics 4600 – целая пропасть величиной в 40-50 процентов.
Воспроизведение видео
Давайте теперь проверим, насколько хорошо современные графические ядра справляются с воспроизведением видеоконтента в распространённых форматах. На самом деле, это – очень важная часть исследования. Так, проигрывание видео в 4K-разрешении с высокими битрейтами зачастую может быть осуществлено на процессорных вычислительных ядрах общего назначения лишь в достаточно мощных конфигурациях. Поэтому в современных GPU разработчики стараются добавлять специальные аппаратные движки, снимающие нагрузку с вычислительных ядер. Надо сказать, что интеловские графические ядра находятся на переднем краю этого процесса – с аппаратным ускорением видео у них обычно дело обстоит лучше, чем у конкурирующих GPU. И даже процессоры Haswell с графическим ядром Intel HD Graphics 4600 или HD Graphics 4400 сносно справлялись с проигрываем видео в 4K-разрешениях, в том числе и закодированном в формате HEVC. Однако в Intel HD Graphics 530 видеодвижок был вновь улучшен.Чтобы оценить произошедшие изменения и сравнить производительность разных процессоров при воспроизведении видео мы традиционно пользуемся тестом DXVA Checker, который проигрывает видео с максимально возможной скоростью и фиксирует получаемую при этом скорость декодирования. Декодирование видеопотока выполнялась с помощью библиотек LAV Filters 0.67.0 и madVR 0.90.3.
Воспроизведение FullHD-видео в традиционном формате AVC не вызывает никаких проблем. Однако, как видите, производительность Intel HD Graphics 530 по сравнению с Intel HD Graphics 4600 здесь упала. Однако в любом случае интеловские GPU заметно превосходят в быстродействии при воспроизведении видео и дискретный GeForce GT 740, и последние модификации AMD A10.
Ещё более явно преимущества интеловского видеодвижка проявляются тогда, когда дело касается видео в 4K-разрешении. Процессоры AMD здесь сдаются – в них аппаратной поддержки ускорения воспроизведения в таком разрешении нет. Все же интеловские GPU из процессоров Haswell и Skylake выдают примерно одинаковый результат, который говорит не только о том, что они прекрасно справляются с обычным 4K-видео, но и также то, что такие решения могут без потерь отображать 4K-видео, закодированное с 60 кадрами в секунду.
Если же перейти к тестированию воспроизведения HEVC-видео, то оказывается, что его аппаратно декодировать могут только интеловские графические ядра. Ни GeForce GT 740, ни процессоры AMD Kaveri формат H.265 не поддерживают. В этом случае его декодирование осуществляется программно, что требует достаточно высокой мощности процессора, особенно если речь идёт о разрешении 4K.
Когда дело доходит до необходимости декодировать 4K HEVC-видео, преимущества графического ядра Skylake очевидны. Именно оно обладает наиболее полноценными возможностями при воспроизведении такого формата. Это даёт возможность без нагрузки на вычислительные ресурсы процессора проигрывать даже видеоролики, которые сняты с частотой 60 кадров в секунду.
Иными словами, именно графика Skylake претендует сегодня на то, чтобы стать идеальным вариантом для использования в составе домашних кинотеатров и медиацентров. Она наиболее всеядна, а ядро GT2 с хорошим уровнем производительности можно найти сегодня даже в процессорах класса Pentium с ценой от $75.
Энергопотребление
Одним из преимуществ интегрированных систем, ставших темой этой статьи, выступает их более низкое энергопотребление и тепловыделение в сравнении с системами, оборудованными дискретными видеоускорителями. Такие платформы нередко приобретаются из соображений минимизации расходов на обслуживание и находят своё место в компактных корпусах. Поэтому вопрос энергопотребления процессоров со встроенным графическим ядром отнюдь не праздный, этот параметр может существенно влиять на выбор того или иного решения.Учитывая, что в данном случае в тестировании вынужденно принимают участие процессоры с принципиально разными тепловыми пакетами, мы коснёмся лишь вопроса потребления энергии при нагрузке исключительно на графическое ядро, частота которого от ограничений по максимальному TDP практически не зависит. Более же подробную информацию о потреблении тех или иных процессоров при различном характере нагрузки вы всегда можете найти в прочих обзорах, опубликованных на нашем сайте.
На следующих ниже графиках, если иное не оговаривается отдельно, приводится полное потребление использующих интегрированные графические ускорители систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в ней компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако поскольку используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимально. Во время измерений нагрузка на графические ядра применялась утилита Furmark 1.17.0. Для правильной оценки энергопотребления в различных режимах мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, C6, Enhanced Intel SpeedStep и Cool"n"Quiet.
Весьма любопытно, что наилучшей экономичностью в состоянии простоя обладают интегрированные системы, построенные именно на процессорах поколения Skylake. По этому параметру они заметно лучше не только в сравнении с предложениями AMD, но и чем их предшественники – Haswell.
Примерно такой же результат мы получили и при графической нагрузке. Потребление графического ядра Skylake заметно ниже, чем у интеловской графики прошлого поколения, не говоря уже о графике AMD, потребление которой вдвое больше. Иными словами, процессоры, оснащённые интегрированным видеоядром Intel HD Graphics 530 прекрасно подходят для экономичных систем.
Выводы
Если возникает вопрос о том, какими должны быть встроенные ядра современных массовых процессоров, то сталкиваться приходится с двумя диаметрально противоположными мнениями. Часть пользователей считает, что встроенные в процессор GPU – это излишество, и производители таким образом навязывают покупку совершенно ненужной части собственного полупроводникового кристалла. Другая же часть аудитории, напротив, хотела бы видеть массовые процессоры с более производительной графикой, которая могла бы позволить создание как минимум игровых систем начального уровня без применения внешнего дискретного видеоускорителя. Проведённое тестирование нового варианта интеловской процессорной графики HD Graphics 530 показало, что в десктопных CPU производитель пока не может предложить ни того, ни другого. Однако движение по обоим направлениям идёт, причём речь тут идёт о достаточно активных действиях.Так, для пользователей, не желающих переплачивать за наличие в процессоре встроенной графики Intel недавно запустила отдельную P-серию процессоров Skylake. Эти процессоры пока не полностью лишены встроенного GPU, но содержат упрощённый ускоритель класса GT1, что делает их немного дешевле чипов с графикой GT2. На данный момент ассортимент таких процессоров включает лишь пару моделей, но, судя по всему, этим дело не ограничится.
Что же касается сторонников производительной внутрипроцессорной графики, то пока они тоже не могут быть удовлетворены в полной мере. Несмотря на то, что Intel говорит о потрясающем прогрессе, который произошёл в части встроенных GPU, и о том, что встроенная графика может соперничать со многими дискретными видеокартами, всё это относится в первую очередь к мобильному рынку. В десктопных же процессорах поколения Skylake никаких акселераторов Iris и Iris Pro пока нет, и довольствоваться приходится лишь видеоядром среднего уровня HD Graphics 530. Да, такое ядро стало значительно быстрее, чем HD Graphics 4600, использовавшееся в процессорах Haswell для настольных компьютеров, но всё равно его производительность недостаточна для того, чтобы обеспечивать приемлемую частоту кадров в современных играх в FullHD-разрешении.
Иными словами, для бюджетных игровых систем более подходящим выбором продолжают оставаться гибридные процессоры AMD A10. Их графическая производительность явно выше, чем у HD Graphics 530. Интеловские же десктопные CPU с видеоядром HD Graphics 530 годятся лишь для не слишком требовательных сетевых игр.
Однако если в сферу ваших интересов входит не игровое применение процессоров, а создание HTPC или медиацентра, то тут Intel HD Graphics 530 проявляет себя с очень выгодной стороны. В GPU современных Skylake реализована полноценная поддержка аппаратного декодирования видеоконтента всех современных форматов, которая прекрасно справляется и с 4K-разрешениями. Ничего подобного процессоры AMD предложить не могут, поэтому в данном случае наилучшим вариантом оказываются процессоры Skylake. Благо, графическое ядро HD Graphics 530 сегодня можно найти не только в процессорах класса Core, но и в дешёвых Pentium.
При покупке ноутбука одним из важнейших вопросов для любого покупателя является выбор типа графического ядра: интегрированного или дискретного. Если вы будете играть в компьютерные игры, то вам однозначно нужен будет ноутбук с выделенной графической системой, если вы хотите играть с комфортом, запускать игры на высоких настройках графики и высоких разрешениях дисплея, например, Full HD (1080p), то в этом случае вам придется раскошелится на ноутбук с игровой дискретной видеокартой хотя бы начального уровня типа nVidia Ge Force GTX 850\ 950M, но как правило стоимость таких ноутбуков переваливает за 50.000 рублей.
А что делать, если играть на ноутбуке хочется, а денег на высокопроизводительную машину нет. Выход из создавшейся ситуации безусловно есть, но только в том случае, если ваши потребности в 3D-графике ограничиваются трехмерными пользовательскими интерфейсами, а в компьютерных играх вы будете довольствоваться низкими настройками графики и небольшими разрешениями, в таких случаях ноутбук с интегрированным в процессор GPU подойдет как нельзя кстати. Ноутбуки со встроенными графическими решениями обычно продаются дешевле, да и уровень производительности некоторых встроенных видеокарт последнее время не уступает дискретным видеокартам нижнего и даже среднего ценового диапазона. Долгое время рынок интегрированных графических систем был целиком под властью компании Intel, при этом уровень производительности встроенной графики в 3D-приложениях был ниже всякой критики. Впрочем, она изначально предназначалась для корпоративного сектора рынка и полностью удовлетворяла его потребности, но время шло и от встроенной графики стало требоваться все больше производительности. Вскоре к Intel подтянулась, и компания AMD и какое-то время ей даже удалось вырваться вперед со своими гибридными APU, но с выходом в этом году новых процессоров на архитектуре, Broadwell и Skylake от intel, производительность встроенных решений в 3D приложениях, от обеих компаний практически сравнялась.
Итак, рассмотрим, что же на данный момент нам предлагают AMD и Intel в сегменте встроенной мобильной графики.
Новое поколение встроенной графики от Intel.
Начнем с компании Intel. Интересной особенностью, которая впервые появилась в архитектуре процессоров Intel Sandy Bridge - было интегрированное видеоядро. Это означало, что, несмотря на наличие дискретного графического решения в вашем ноутбуке, вы всегда могли воспользоваться дополнительными мощностями процессора, что позволяло без проблем кодировать видео, смотреть фильмы в высоком разрешении, просматривать 3D-контент и запускать простые игры. Сегодня в состав Skylake входит интегрированная видеокарта, которая во многом превосходит подобные решения в предшествующих процессорах. Девятое поколение интегрированной графической подсистемы – Intel Gen9 Graphics, реализованное в составе новой архитектуры, и, как и весь чип Skylake, изготавливаемое с соблюдением норм 14-нм техпроцесса, получило мощные структурные изменения наряду с повышенной энергоэффективностью. Унаследовав базовые черты от предыдущей архитектуры Broadwell, новая графика включает в себя огромную гамму решений, от базовой логики HD Graphics 510 (GT1e) на основе одного модуля с 12-ю исполнительными устройствами до мощнейшей графической подсистемы Iris Pro Graphics 580 (GT4e) на базе трех модулей с 72 исполнительными устройствами, встроенным eDRAM-буфером емкостью 128 Мбайт, с суммарной пиковой производительностью до 1152 гигафлопс (Gen9 GT4 больше чем Gen8 GT3 примерно в полтора раза). Графическая производительность у 9-го поколения значительно различается, самыми низко производительными будет встроенная графика HD Graphics 510 (GT1e), Graphics 515 (GT2e) и Graphics 520 (GT2e), данные решения станут неотъемлемой частью процессоров семейства Core M. Встроенные видеокарты в составе CPU Core M, в лучшем случае потянут только старые игры на низких настройках графики. За ними по производительности идет встроенное графическое ядро HD Graphics 530 (GT3e), которое станет неотъемлемой частью некоторых процессоров линейки Core i5, Core I7, в плане производительности данное графическое решение с легкостью справится со многими компьютерными играми правда только на разрешении дисплея не больше 720р(HD), причем на низких, а в некоторых игровых приложениях и на средних настройках графики. По сути графическая производительность HD Graphics 530 соответствует дискретной видеокарте GeForce 920M. В следующую группу можно выделить HD Graphics 540 и HD Graphics 550 данная встроенная графика станет скорее всего неотъемлемой частью UVL процессоров на архитектуре Skylake, от HD Graphics 530 эти два решения отличаются вдвое увеличенным количеством исполнительных устройств 48 против 24 у HD Graphics 530 остальные характеристики у все трех встроенных видеокарт одинаковые частотные характеристики составляют 300-1150МГц, а Пропускная способность памяти равна 64/128 бит. По производительности HD Graphics 540\550 примерно соответствуют дискретной видеокарте GeForce 920M. Ну и замыкает линейку встроенных видеокарт от Intel высокопроизводительное графическое ядро Iris Pro Graphics HD Graphics 580 (GT4e) , который является самым мощным встроенным графическим решением от Intel на данный момент. Как обещает производитель производительность Graphics 580 в 3 D приложениях у будет сопоставима с настольной видеокартой NVIDIA GeForce GTX 750, GT4e должен обеспечить производительность на уровне 1,15 Гфлопс; прирост относительно GT3e (Broadwell) составит порядка 50%. В аккурат к появлению Windows 10 в новой графике Intel появилась полноценная аппаратная поддержка Direct X 12 для игр, а также технологий Open CL 2.0 и Open GL 4.4 для более чёткой и качественной картинки. По данным Intel, новая графика обеспечит прирост производительности в 3D-играх до 40% по сравнению с предыдущим поколением. Новое девятое поколение графики Intel также поддерживает расширенный список аппаратных функций ускорения кодирования и декодирования (HEVC, AVC, SVC, VP8, MJPG), расширенные возможности обработки и преобразования "сырых" данных непосредственно с 16-битной матрицы цифровой камеры с качеством до 4K 60p, а также расширенные возможности движка Quick Sync с режимом Video Fixed-Function (FF), позволяющие декодировать H.265/HEVC без обращения к вычислительным ядрам.
Технические характеристики
| HD Graphics 5xx | ||||||
| Производитель | ||||||
| intel | ||||||
| Архитектура | ||||||
| Skylake GT2e | Skylake GT3e | Skylake GT4e | ||||
| Название | ||||||
| HD Graphics 510 | HD Graphics 515 | HD Graphics 520 | HD Graphics 530 | HD Graphics 540 | HD Graphics 550 | HD Graphics 580 |
| Исполнительные устройства | ||||||
| 12 | 24 | 24 | 24 | 48 | 48 | 72 |
| Тактовая частота ядра | ||||||
| 300-950 МГц | 300-1000 МГц | 300-1050 МГц | 300-1150 МГц | 300-1050 МГц | 300-1100 МГц | нет данных МГц |
| Разрядность шины памяти | ||||||
| 64\128 Бит | ||||||
| eDRAM | ||||||
| нет | 128 МБ | |||||
| DirectX | ||||||
| DirectX 12 | ||||||
| Технология | ||||||
| 14 н.м. | ||||||
Новое поколение встроенной графики от AMD.
AMD Carrizo - это шестое поколение мобильных APU AMD Carrizo - это первые в мире APU производительного класса, полностью разместившиеся на одном кристалле, тогда как ранее в чипах такого класса графический чип или южный мост если и располагались на единой с процессором подложке, то в виде отдельного кристалла. Здесь же северный мост, Fusion Controller Hub (южный мост), графика и процессорные ядра уместились на одном кристалле, выращенном в рамках 28-нм техпроцесса Global Foundries. В Carrizo используется графика, которую сама AMD называет GCN третьего поколения. В третьем поколении архитектура претерпела некоторые изменения - по сути, это поколение GCN было использовано в GPU Tonga (Radeon R9 285). Также встроенное графическое ядро получило 512 Кбайт собственной кеш-памяти второго уровня. Среди прочего заявлены поддержка DirectX 12 (Level 12), улучшенная производительность при работе с тесселяцией, цветовая компрессия без потерь, обновленный набор инструкций ISA, связность CPU- и GPU-кешей и высококачественный скейлер. В Carrizo графический контроллер Radeon R7 имеет 8 вычислительных кластеров, в то время как мобильные варианты Kaveri обладали лишь шестью такими блоками, то есть графическое ядро Carrizo располагает 512 потоковыми процессорами и способно выдавать пиковую производительность до 819 GFLOPS. Carrizo имеет три встроенных контроллера дисплеев и поддерживает вывод изображения с разрешением до 4K включительно. Шестое поколение A-серии также стало первым решением для ноутбуков, которое поддерживает аппаратное декодирование HEVC, гетерогенную системную архитектуру HSA 1.0 и технологию ARM TrustZone. Производитель особо подчеркнул поддержку новыми процессорами функциональности вышедшей Наличие аппаратного декодера H.265/HEVC в новых процессорах AMD Carrizo позволяет не только более плавно воспроизводить видео высокой четкости, но и обеспечивать в разы более длительное время автономной работы. операционной системы Windows 10, включая оптимизацию графики DirectX 12. В процессорах 6-го поколения компании AMD для ноутбуков используется GPU уровня дискретных графических решений, а благодаря архитектуре Graphics Core Next (GCN) достигается двукратное превосходство в производительности по сравнению с конкурентами. Благодаря этому пользователь получает возможность играть на ноутбуке в самые популярные онлайн игры в HD-разрешении, в том числе: DoTA 2, League of Legends и Counter Strike: Global Offensive. В прочих играх прирост fps в сравнении с Kaveri составит от 30 до 40%/ Так же отметим, что технология AMD Dual Graphics позволяет использовать «в связке» процессоры 6-го поколения для ноутбуков и графические карты AMD Radeon R7 Mobile, что делает возможным увеличение частоты кадров до 42%, а фирменная технология AMD FreeSync обеспечивает высокую плавность геймплея. Отметим, что процессор поддерживает многопоточные API, в том числе DirectX 12, Vulkan и Mantle, позволяющие использовать передовые игровые технологии, направленные на повышение производительности и качества изображения. Модельный ряд встроенной графики AMD Radeon Rх, начинается с встроенного графического ядра AMD Radeon R7 Mobile, данный графический адаптер является самым производительным в линейке. AMD Radeon R7 (Carrizo) – интегрированная видеокарта в APU Carrizo, на момент анонса (середина 2015 года) использованная в SoC AMD FX-8800P с 512 шейдерами GCN и частотой 800 МГц. В зависимости от конфигурации TDP (12-35 Вт) и используемой ОЗУ (до DDR3-2133 в двухканальном режиме), производительность может существенно отличаться. Далее идет AMD Radeon R6 (Carrizo) – низкоуровневая встроенная видеокарта, анонсированная в середине 2015 года. Она разработана для APU Carrizo, к примеру, AMD A10-8700P или A8-8600P, и имеет 384 GCN шейдеров и 720 соответственно. Графика предлагает две конфигурации, отличающиеся TPD (от 12 до 35 Вт) и типом используемой памяти (до DDR3-2133 в двухканальном режиме). Следующий графический ускоритель Замыкает линейку Radeon R5 (Carrizo), который встраивается в некоторые процессоры, например AMD A6-8500P . Его производительности с трудом хватает даже на самые нетребовательные игры 2-летней давности (Tomb Raider, Dead Space 3, BioShock Infinite) на минимальных настройках в играх вроде Crysis 3 или Battlefield 4, данный видеоускоритель выдает максимум 10-20 кадров в секунду. Встроенная видеокарта Radeon R5 (Carrizo) имеет в своем арсенале 256 шейдерных процессоров (4модуля GCN) работающих на частоте 800 МГц. Что касается встроенной графики Radeon R4\R3\R2, то ее возможностей хватит в лучшем случае для игр 4-5 летней давности.
Технические характеристики
| AMD Radeon Rx | ||||||
| Производитель | ||||||
| AMD | ||||||
| Архитектура | ||||||
| Carrizo | ||||||
| Название | ||||||
| AMD Radeon R7 | AMD Radeon R6 | AMD Radeon R5 | ||||
| Шейдерные процессоры | ||||||
| 512 | 384 | 256 | 128(Carrizo-L) | |||
| Тактовая частота ядра | ||||||
| 800 (Boost) МГц | 850 (Boost) МГц | |||||
| Разрядность шины памяти | ||||||
| 64\128 Бит | 64 Бит | |||||
| Тип памяти | ||||||
| собственной видеопамяти нет | ||||||
| DirectX | ||||||
| DirectX 12 | ||||||
| Технология | ||||||
| 28 н.м. | ||||||
Синтетические тесты
Для начала посмотрим производительность встроенной график в синтетическом тесте 3DMark (2013) - Fire Strike Standard Score на разрешении 1920x1080 пикселей.
Intel Iris Pro Graphics 6200-(Core i7 5950HQ)
Intel Iris Pro Graphics 5100-(Core i5 4158U)
Kaveri AMD Radeon R5-(AMD A8-7200P)
Kaveri AMD Radeon R4-(AMD A6 Pro-7050B)
В синтетическом тесте 3D Mark Fire Strike , как и следовало ожидать встроенная графика AMD немного отстает от графических решений компании Intel. Как в сегменте высокопроизводительных решений так и среди бюджетных видеокарт. Если с синтетическими тестами все понятно, то все же будет интересно посмотреть как поведет себя встроенная графика в реальных игровых приложениях. На наш взгляд, акцентировать внимание на производительности встроенной графики процессоров типа Core i7 4750HQ и им подобных, которые предназначенных для энтузиастов и геймеров, нет смысла. В 99% случаев в ноутбуке будет установлена более производительная дискретная 3D-карта. Так же отметим, что «тяжеловесные» настройки графики выявляют ряд игр, где потенциала даже такой графики как Iris Pro Graphics будет явно недостаточно. Приемлемая производительность в заветном разрешении Full HD будет достигнута только путем снижения качества графики до минимального в лучшем случае до среднего уровня.
Call of Duty: Advanced Warfare - разрабатывалась в течение трех лет с учетом всех возможностей игровых систем нового поколения. Обновленный подход к созданию игры позволит применить новую тактику. Продвинутые военные технологии и уникальный экзоскелет помогут выжить там, где обычный солдат не продержится и пяти минут! Кроме того, вас ожидает захватывающий сюжет и новые персонажи, роль одного из которых исполнил обладатель премии «Оскар» Кевин Спейси. Игровой движок для Call of Duty Advanced Warfare является продуктом собственной разработки студии Sledgehammer Games. В сети практически нет информации о структуре и разработке данного движка. Скорее всего, движок является дальнейшим развитием линейки продуктов для игр на базе собственной интеллектуальной собственности студии Sledgehammer Games.
720p (HD) Low
720p (HD) Normal
NVIDIA GeForce GTX 850M+(Core i7 4720HQ)
NVIDIA GeForce GTX 850M+(Core i7 4720HQ)
Intel Iris Pro Graphics 5200-(Core i7 4750HQ)
Intel Iris Pro Graphics 5200-(Core i7 4750HQ)
Intel Iris Pro Graphics 6100-(Core i5 5257U)
Intel Iris Pro Graphics 6100-(Core i5 5257U)
Intel HD Graphics 530-(Core i7 6700HQ)
Intel HD Graphics 530-(Core i7 6700HQ)
Intel HD Graphics 5600-(Core i7 5700HQ)
Intel HD Graphics 5600-(Core i7 5700HQ)
Intel HD Graphics 5500-(Core i5 5300U)
Intel HD Graphics 5500-(Core i5 5300U)
Intel HD Graphics 4600-(Core i5 4210M)
Intel HD Graphics 4600-(Core i5 4210M)
Intel HD Graphics 4400-(Core i7 4500U)
Intel HD Graphics 4400-(Core i7 4500U)
AMD Radeon R9 M370X+(Core i7 4870HQ)
AMD Radeon R9 M370X+(Core i7 4870HQ)
Carrizo AMD Radeon R7-(AMD FX-8800P)
Carrizo AMD Radeon R7-(AMD FX-8800P)
Kaveri AMD Radeon R7-(AMD FX-7600P)
Kaveri AMD Radeon R7-(AMD FX-7600P)
Carrizo AMD Radeon R6-(AMD A10-8700P)
Carrizo AMD Radeon R6-(AMD A10-8700P)
Kaveri AMD Radeon R6-(AMD A10-7400P)
Kaveri AMD Radeon R6-(AMD A10-7400P)
Carrizo AMD Radeon R5-(AMD A6-8500P)
Metro Last Light (рус. Метро: Луч надежды) - компьютерная игра в жанре шутера от первого лица, сиквел игры Metro 2033. Сиквел разрабатывался на трёх основных руководящих принципах: первый - это сохранить атмосферу ужаса первой части, второй - разнообразить набор оружия, третий - усовершенствовать технологии Metro 2033. Разработчики из 4А Games также учли некоторые пожелания игроков и пообещали на этот раз исправить некоторые ошибки, подправить искусственный интеллект и стелс элементы. Авторы «Metro: Last Light » решили не брать за основу сюжета события второй книги Дмитрия Глуховского. Вместо этого, игра является прямым продолжением первой части с насыщенным линейным сюжетом. Главным героем «Metro: Last Light » вновь становится Артём, которому на этот раз приходится предотвратить гражданскую войну между обитателями московского метро. Metro Last Light разрабатывался на модифицированной версии 4А Engine, который использовался в Metro2033. Из улучшений следует отметить более продвинутый ИИ и оптимизацию графического движка. Благодаря использованию PhysX движок получил множество возможностей, например, разрушаемое окружение, симуляцию изгибов на одежде, волны на воде и другие элементы, полностью подверженные влиянию окружающей среды. Metro Last Light является на данный момент одним из самых технологических продуктов современности, даже несмотря на то, что игра вышла не только под персональные компьютеры, но и под текущее поколение игровых консолей.
720p (HD) Low (DX10)
720p (HD) Medium,(DX10) 4xAF
NVIDIA GeForce GTX 850M+(Core i7 4720HQ)
NVIDIA GeForce GTX 850M+(Core i7 4720HQ)
Intel Iris Pro Graphics 5200-(Core i7 4750HQ)
Intel Iris Pro Graphics 5200-(Core i7 4750HQ)
Intel Iris Pro Graphics 6100-(Core i5 5257U)
Intel Iris Pro Graphics 6100-(Core i5 5257U)
Intel HD Graphics 530-(Core i7 6700HQ)
Intel HD Graphics 530-(Core i7 6700HQ)
Intel HD Graphics 5600-(Core i7 5700HQ)
Intel HD Graphics 5600-(Core i7 5700HQ)
Intel HD Graphics 5500-(Core i5 5300U)
Intel HD Graphics 5500-(Core i5 5300U)
Intel HD Graphics 4600-(Core i5 4210M)
Intel HD Graphics 4600-(Core i5 4210M)
Intel HD Graphics 4400-(Core i7 4500U)
Intel HD Graphics 4400-(Core i7 4500U)
AMD Radeon R9 M370X+(Core i7 4870HQ)
AMD Radeon R9 M370X+(Core i7 4870HQ)
Carrizo AMD Radeon R7-(AMD FX-8800P)
Carrizo AMD Radeon R7-(AMD FX-8800P)
Kaveri AMD Radeon R7-(AMD FX-7600P)
Kaveri AMD Radeon R7-(AMD FX-7600P)
Carrizo AMD Radeon R6-(AMD A10-8700P)
Carrizo AMD Radeon R6-(AMD A10-8700P)
Kaveri AMD Radeon R6-(AMD A10-7400P)