Intel HD Graphics: можливості, продуктивність, перспективність

Ще під час першого знайомства з процесорами на ядрі Clarkdale ми приділили увагу одній з ключових особливостей, яку вони мають, - це вбудоване графічне ядро Intel HD Graphics. Тоді, в огляді Intel Core i5-661, ми провели попереднє тестування продуктивності цього графічного адаптера, а також перевірили його можливості по декодуванню відео високої чіткості. В продовження, під час тестування першої в нашій тестовій лабораторії материнської плати на чіпсеті Intel H55 Express, рішення від розробника – Intel DH55TC,  ми навіть представили результати спроб пограти в сучасні ігри.

Проте, оскільки у всіх цих матеріалах основна увага була приділена, все-таки, можливостям саме конкретного процесора та певної материнської плати, а саме графічне ядро має декілька модифікацій і відрізняється частотними характеристиками від процесора до процесора, то ми вирішили поглиблене дослідження можливостей Intel HD Graphics виділити в окремий матеріал, зібравши і всю наявну про нього інформацію.

Почнемо з нагадування теорії. Отже, нові масові процесори на ядрі Clarkdale, більш пізнавані за назвами моделей рядів Intel Core i5, Intel Core i3 і Pentium G6950, є складовими - під теплорозподільною кришкою 32 нм обчислювальне ядро сусідить з 45 нм кристалом, який містить у собі всі додаткові контролери, такі як контролер пам'яті та контролер шини PCI Express, логіку керування та моніторингу, а також графічне ядро Intel HD Graphics.

Причому в процесорі знаходиться лише обчислювальна частина графічного ядра Intel HD Graphics – саме вона обробляє графічну інформацію для 2D- і 3D-сцен або декодує відео високої чіткості. Підготовлене до виведення зображення, кадр за кадром, передається за допомогою інтерфейсу Intel Flexible Display Interface (Intel FDI) у чіпсет, який вже і відповідає за виведення потоку за допомогою цифрових інтерфейсів DVI, HDMI і DisplayPort, причому для останніх двох додаючи ще і багатоканальний звуковий потік, або перекодування для виведення по аналоговому VGA (D-Sub).

У порівнянні з відеоадаптерами попереднього покоління, які вбудовувалися в чіпсети Intel G43/45, Intel HD Graphics має ряд переваг:

• стало на 2 більше виконавчих конвеєрів;
• поліпшені обробка вершин і робота з Z-буфером;
• збільшені максимальна робоча частота і об'єм відеобуфера, виділюваного з оперативної пам'яті;
• з'явилася підтримка OpenGL 2.1;
• реалізована можливість одночасної роботи з двома HDMI-виходами, включаючи режими з передачею багатоканального звуку і підтримкою розширеного діапазону кольорів.

Акцентуєтьсяувага і на поліпшеному блоці апаратного декодування відео високої чіткості та постобробки, що обіцяє можливість перегляду до двох відеопотоків одночасно (режим picture-in-picture).

Однак у різних процесорах це графічне ядро працює на різній тактовій частоті, що повинно забезпечити помітну різницю в продуктивності та полегшити їх позиціонування. Найбільш швидким графічне ядро Intel HD Graphics є в процесорі Intel Core i5-661, і можливо в деяких майбутніх моделях, працюючи на частоті 900 МГц. Цікаво відзначити, що саме цей процесор потрапив практично в усі тестові лабораторії в якості офіційного семпла і тому багато про ефективність графічного адаптера Intel HD Graphics казали на основі його тестування, хоча, як бачите, покищо тільки в одному процесорі цей інтегрований відеоадаптер є настільки швидким.

Основна ж маса процесорів на ядрі Clarkdale, всі моделі лінійки Core i3 і майже всі Core i5, крім Intel Core i5-661, мають відеоадаптер, який працює на частоті 733 МГц, що теоретично робить його на приблизно 20% повільніше.

А в поки єдиному процесорі в лінійці Intel Pentium G – Intel Pentium G6950, відеоядро і зовсім працює на частоті 533 МГц, що підтверджує позиціонування цієї моделі як, найімовірніше, останнього і самого бюджетного представника ряду Pentium. Але, враховуючи його максимальну доступність, можна чекати, що саме з ним у багатьох ощадливих користувачів буде комп'ютер.

Саме такий розкид можливостей внаслідок різної робочої тактової частоти ми і прагнемо досліджувати, як порівнявши нове рішення з попереднім поколінням, так і з самими бюджетними дискретними прискорювачами.

Для того, щоб максимально коректно відповістити на запитання про залежність продуктивності Intel HD Graphics від його тактової частоти, ми взяли три процесори – Intel Core i5-661, Intel Core i3-530 і Intel Pentium G6950 – і привели їх всі до частоти 2,8 ГГц, відключивши технології Hyper-Threading і Turbo Boost у моделей, які їх підтримують, щоб максимально порівняти можливості старших моделей з Intel Pentium G6950.

Однак варто відзначити, що процесор Intel Pentium G6950 від модельних рядів Intel Core i5 і Core i3-530 відрізняють і деякі інші, найімовірніше штучні обмеження: об'єм кеш-пам'яті в нього на 1 МБ менше, частота шини QPI тільки 2400 МГц, а вбудований контролер пам'яті не вміє працювати з пам'яттю DDR3-1333, обмежуючись ефективною частотою всього 1066 МГц. Ми не стали шукати шляхи нівелювати ці відмінності, тому що, з одного боку, вони забезпечують максимальну адекватність результатів для всієї платформи без урахування тактової частоти конкретних моделей процесорів, а, з іншого боку – дозволяють більш адекватно оцінити збільшення продуктивності Intel HD Graphics у порівнянні з попереднім поколінням інтегрованих відеокарт.

Для порівняння можливостей Intel HD Graphics і Intel GMA X4500 ми скористалися системою на основі материнської плати ASUS P5G43T-M PRO з чіпсетом Intel G43 Express і процесора Intel Core 2 Duo E7400, який працює в номіналі на частоті 2800 МГц і має 3 МБ кеш-пам'яті. Така зв'язка дуже схожа по параметрам саме з системою на Intel Pentium G6950. Причому дуже показово, що і Intel HD Graphics і Intel GMA X4500 у даних системах працюють на однаковій частоті 533 МГц.

Крім того, вбудований у чіпсет Intel G43 Express контролер пам'яті при роботі в номінальному режимі не підтримує DDR3-1333, мимоволі дозволяючи в майже ідентичних умовах оцінити прогрес вбудованих відеоадаптерів Intel різних поколінь.

Ну і, звісно ж, дуже цікаво було порівняти вбудоване графічне ядро з найбільш доступними зовнішніми відеокартами, які повинні забезпечувати більш високу продуктивність і кращий функціонал, хоча і виявляться не такими енергоефективними.

  

 

Серед самих недорогих відеокарт ми вибрали LEADTEK GeForce 210 з 512 МБ DDR2 (210-512D2-SFLS-1-HDMI) і ASUS Radeon HD 4350 з 1 ГБ  DDR2 (EAH4350SILENT/DI/1GD2/A), як найбільш яскраві та функціонально схожі представники бюджетного сектору.

Щоб було більш зрозуміле порівняння можливостей вбудованих рішень від Intel і бюджетних дискретних  рішень від AMD і NVIDIA, пропонуємо порівняти можливості цих рішень.

Порівняльна таблиця:

	Intel GMA X4500	Intel HD Graphics	NVIDIA GeForce 210	AMD ATI Radeon HD 4350
Графічне ядро	Eaglelake	Ironlake	GT218-300	RV710
Кількість потокових процесорів	10	12	16	80
Підтримувані API	DirectX 10.0, OpenGL 2.0	DirectX 10.0, OpenGL 2.1	DirectX 10.1, OpenGL 3.1	DirectX 10.1, OpenGL 2.1
Частота графічного процесора (шейдерного домену), МГц	533-800	533-900	589 (1402)	600
Тип відеопам'яті	DDR2/DDR3 (використовується системна)	DDR3 (використовується системна)	DDR2, DDR3, GDDR2, GDDR3	DDR2, DDR3, GDDR2, GDDR3
Ефективна частота пам'яті, МГц	667-1333	1066-1333	800-1600	800-1600
Розрядність шини відеопам'яті, біт	64/128 (залежить від конфігурації)	64/128 (залежить від конфігурації)	64	64
Об'єм відеопам'яті, МБ	до 768	до 1740	512/1024	256/512/1024
Декодування HD-Video	Не всі модифікації	Є	Є	Є
Споживана потужність, Вт	≈10-15*	≈10-15*	≈31	≈20

* Обчислене приблизно на основі аналізу продуктивності систем з вбудованим відеоадаптером у різних режимах.

Згідно порівняльним характеристикам, Intel HD Graphics трохи поступається бюджетним дискретним прискорювачам за можливостями і кількістю виконавчих блоків, а також не має своєї власної відеопам'яті, хоча і може «позичати» з системної вражаючий об'єм, але має порівняно більшу робочу тактову частоту та, навіть при самих песимістичних оцінках енергоспоживання, виявляється в 2-3 рази енергоефенктивніше. Але, все-таки, компанія Intel обіцяє достатню для багатьох ігор продуктивність – спробуємо це перевірити.

Тестування продуктивності Intel HD Graphics

Отже, як було відзначено трохи вище, для максимально коректного порівняння нової платформи з інтегрованою відеокартою з рішенням попереднього покоління Intel GMA X4500, ми скористалися материнською платою ASUS P5G43T-M PRO і процесором Intel Core 2 Duo E7400, а інші тести були зроблені на наступній системі:

Материнська плата	GIGABYTE GA-H55M-UD2H (Intel H55 Express, LGA 1156, mATX)
Кулер	Scythe Kama Angle rev.B (LGA 1156/1366 support)
Оперативна пам'ять	2x DDR3-2000 1024 МБ Kingston HyperX KHX16000D3T1K3/3GX
Жорсткий диск	Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ
Блок живлення	Seasonic SS-650JT, 650 Вт, Active PFC, 80 PLUS, 120 мм вентилятор

При цьому дискретні відеокарти тестувалися на цій же системі з процесором Intel Core i5-661, який працював на все тій же тактовій частоті 2,8 ГГц з відключеними технологіями Hyper-Threading і Turbo Boost.

Вивчивши результати, одразу хочеться відзначити деяку перевагу Intel HD Graphics над Intel GMA X4500, причому, як згідно рузультатам процесорного тесту в Futuremark 3DMark’06, вплив саме архітектури самих процесорів на результат мінімальний. Однак ми змушені відзначити і все ще деяку «вогкість» драйверів, хоча спостерігається і помітний прогрес, особливо при роботі з OpenGL. Сподіваємося найближчим часом, коли драйвери будуть доведені до належного рівня, перевага буде у всіх додатках близька до 20% тільки за рахунок архітектурних покращень, а сьогодні відчутну перевагу вбудовані в Intel Core i5 і Intel Core i3 адаптери одержують внаслідок помітно більшої робочої тактової частоти.

Порівнюючи частотні модифікації Intel HD Graphics між собою можна тільки підтвердити теоретичний висновок – чим більше робоча тактова частота, тем вище ефективність. Але в чисельному значенні це не завжди буде дуже помітно. Якщо в порівнянні з 533-мегагерцовим варіанти в Intel Core i5 і Intel Core i3 виглядають помітно швидше, то між собою вони відрізняються вже не так сильно, щоб давати рекомендацію однозначно шукати варіант з максимально швидким графічним ядром, особливо якщо врахувати більше енергоспоживання такого процесора.

У порівнянні ж з найпростішими дискретними прискорювачами на ATI Radeon HD 4350 і NVIDIA GeForce 210 всі варіанти Intel HD Graphics виявляються в програші по продуктивності. Причому якщо в синтетичних тестах, мабуть завдяки оптимізації, розрив не такий вже і великий, то в саме ігрових додатках навіть відеокарта початкового рівня виявиться приблизно в 2 рази швидше. Звісно, можна, і потрібно, помітити, що покупка додаткової карти збільшує вартість системи, а також трохи її енергоспоживання, тому якщо не передбачається грати на новому ПК, то вбудоване рішення буде вигідніше в усіх відношеннях. До того ж, на включені у тестування зовнішніх відеокартах не дуже і пограєш у сучасні ігри, особливо якщо у власника широкоформатний монітор з роздільною здатністю Full HD і є бажання побачити всі ефекти. А покупка дійсно ігрової відеокарти це вже зовсім інше питання, як і вибір в таку систему процесора.

Приклади ігор

Щоб більш точно оцінити ігрові можливості Intel HD Graphics, а не тільки оперувати «папугами» і середніми значеннями частоти зміни кадрів, ми вирішили спробувати пограти в деякі ігри та записати приклади цього процесу на відео, а також поділитися враженнями. Зізнатися чесно, ми трохи заощадили свій час і оцінювали комфортність гри тільки на крайніх частотних  модифікаціях Intel HD Graphics, використовуючи процесори Intel Pentium G6950 (частота вбудованого відеоядра 533 МГц) і Intel Core i5-661 (частота вбудованого відеоядра 900 МГц) на номінальних частотах. Комфортність гри на інших процесорах серій Intel Core i5 і Intel Core i3 на ядрі Clarkdale буде знаходитися десь між цими результатами.

Serious Sam 2

Граємо в Serious Sam 2 на Intel Pentium G6950

Граємо в Serious Sam 2 на Intel Core i5-661

Почнемо з досить простої, як нам здається, гри Serious Sam 2, у якій при тестуванні була зафіксована досить висока частота зміни кадрів навіть при максимальних налаштуваннях. Однак на практиці нам довелося трохи погіршити якість зображення до середніх налаштувань і грати в роздільній здатності 800х600, тому що в масових сценах, незважаючи на збереження гідної частоти зміни кадрів, спостерігалися «мікрофризи», які не дозволяли добре цілитися.

Call of Juarez

Граємо в Call of Juarez на Intel Pentium G6950

Граємо в Call of Juarez на Intel Core i5-661

У грі Call of Juarez теж виявилося не все так гладко – навіть при мінімальних налаштуваннях графіки часом були помітні «осідання» до некомфортного рівня, хоча в цілому продуктивності навіть Intel Pentium G6950 виявиться достатньо, щоб пройти цю не нову гру, щоправда не побачивши всі прикраси однієї з найкрасивіших ігор під DirectX 9.0c.

Race Driver: GRID

Граємо в Race Driver: GRID на Intel Pentium G6950

Граємо в Race Driver: GRID на Intel Core i5-661

А ось більш нова та більш ресурсномістка гра Race Driver: GRID для вбудованих відеокарт Intel HD Graphics виявилася помітно важче, особливо для самої повільної модифікації в нешвидкому процесорі Intel Pentium G6950. Для того щоб хоч якось поїздити, використовуючи Intel HD Graphics при частоті 533 МГц, довелося налаштування графіки довести до мінімального значення, а роздільну здатність зменшити до 640х480, спостерігаючи негарні квадрати на 24-дюймовому моніторі. Використовуючи Intel Core i5-661 продуктивність помітно покращилася, хоча про повний ігровий комфорт казати ніяк не можна.

Far Cry 2

Граємо в Far Cry 2 на Intel Pentium G6950

Граємо в Far Cry 2 на Intel Core i5-661

А ось Far Cry 2, ще більш нова та дуже навіть ресурсномістка гра, виявилася цілком «іграбельна» навіть на Intel Pentium G6950 при мінімальних налаштуваннях якості відео та роздільній здатності 800х600. Іноді навіть здавалося, що Fraps у лівому верхньому куті пише трохи занижені цифри, що відображають поточну частоту зміни кадрів. А при заміні процесора на Intel Core i5-661, як ми переконалися раніше, можна було навіть збільшити роздільну здатність до 1024х768 і встановити середні налаштування графіки.

В цілому ж, спробувавши реально оцінити комфортність гри у відносно нові та далеко не нові ігри, можна сказати, що, незважаючи на рекламу і завірення, навіть іноді досить високі цифри із середньою частотою зміни кадрів під час тестів, Intel HD Graphics ніяк не задовольнить потреби любителів ігор, хоча при відсутності альтернативи дозволить подивитися на багато ігор і навіть пройти деякі з них.

Відтворення відео високої чіткості

Вже при першому тестуванні Intel HD Graphics ми перевірили можливості по прискоренню декодування відео високої чіткості. Але тоді експеримент проходив на процесорі Intel Core i5-661, який має найшвидшу вбудовану відеокарту, тому куди цікавіше було повторити досвід на самому повільному рішенні в лінійці, адже якщо Intel Pentium G6950 впорається з декодуванням HD-Video, то і всі інші процесори на ядрі Clarkdale однозначно зможуть це.

Фільм «Jumper»
Формат файлу: Matroska
Розмір: 9,45 ГБ
Формат відео: AVC
Кодек: H.264/AVC
Роздільна здатність: 1920x816
Аудіо доріжка №1: 6-канальний звук у форматі AC-3, українська мова.
Аудіо доріжка №2:5.1-канальний звук у форматі DTS, російська мова.
Аудіо доріжка №3:5.1-канальний звук у форматі DTS, англійська мова.
Аудіо доріжка №4: 2-канальний звук у форматі Vorbis, англійська мова.
Субтитри №1: у форматі UTF-8 українською мовою.
Субтитри №2: у форматі UTF-8 російською мовою.
Субтитри №3: у форматі UTF-8 англійською мовою.

Як бачимо, навіть відеоядро вбудоване в процесор Intel Pentium G6950 практично повністю бере на себе обов'язки по обробці відеопотоку високої чіткості. Завантаження процесора при відтворенні фільму «Телепорт» було на рівні 10-15%, а зображення рівномірним і чітким.

Фільм «Хроніки Ріддіка»
Формат файлу: Matroska
Розмір: 16,6 ГБ
Бітрейт: 16 Мб/c
Формат відео: VC-1
Кодек: WVC1
Роздільна здатність: 1920 х 1080
Аудіо доріжка №1: 6-канальний звук у форматі AC-3, англійська мова.
Аудіо доріжка №2: 6-канальний звук у форматі AC-3, російська мова.

З більш важким форматом VC-1 при бітрейті 16 Мб/c процесору Intel Pentium G6950 виявилося важче впоратися - часом його завантаження досягало 50%. Але навіть при такому завантаженні процесора фільм можна було комфортно дивитися.

Наприкінці хотілося б впевнено завірити, що оскільки навіть Intel Pentium G6950, самий повільний процесор на ядрі Clarkdale із самою повільною вбудованою відеокартою Intel HD Graphics, здатний забезпечити декодування різних форматів відео високої чіткості, то і інші моделі на цьому ядрі зможуть стати основою сучасного медіацентра.

Підсумки

Що ж, давайте підсумуємо можливості попередника майбутніх «систем-на-чіпі». Не можна сказати, що вбудоване в процесори на ядрі Clarkdale графічне ядро Intel HD Graphics, навіть працюючи в максимально швидкому режимі, забезпечило кардинально новий рівень продуктивності, перетворюючи систему з вбудованою відеокартою в повноцінний ігровий комп'ютер. Але, все-таки, це графічне ядро є кроком вперед, забезпечуючи мінімально необхідну швидкодія для всіх завдань сучасних систем, навіть найпростіших ігор, особливо враховуючи загальні накладні витрати на його придбання та експлуатацію – при покупці процесора воно є умовно безкоштовним, а в порівнянні з дискретними картами помітно заощадливим. Єдине слабке місце Intel HD Graphics – сучасні ігри, тому що одна справа пограти у старенький хіт, а інша справа витрачати гроші на покупку сучасної модної гри з великою кількістю спецефектів, які ця «відеокарта» не дозволить побачити. Тому, якщо ви плануєте комфортно грати, то без дискретного прискорювача ніяк не обійтися, адже навіть найпростіший прискорювач забезпечить вдвічі більшу продуктивність. Проте, якщо ігри це другорядні або навіть трьохрядні завдання для вашої системи, то використання Intel HD Graphics навіть у самому повільному варіанті всередині процесора Intel Pentium G6950, можна вважати оптимальним варіантом.

Автор: Олександр Черноіван
Переклад: Анна Смірнова

Дякуємо компаніям Intel, Kingston, Scythe і Sea Sonic за надане для тестування обладнання.