Тестування інтегрованих відеокарт AMD Radeon HD 6410D, Radeon HD 6530D і Radeon HD 6550D

Конкурентне протистояння між AMD і Intel за останні декілька років суттєво знизило свою силу. Процесори компанії AMD у продуктивному сегменті навіть з виходом архітектури Bulldozer не витримують ніякої конкуренції в порівнянні з моделями від компанії Intel за цю ж вартість. А енергоефективність продуктів AMD, виконаних по архітектурі Stars, відстала на покоління від рішень прямого конкурента.

Розуміючи всю складність ситуації, інженери компанії AMD вирішили піти альтернативним шляхом. Адже для перемоги не обов'язково бути кращим, можна просто стати трохи іншим, тобто ексклюзивним або просто оптимальним. Така політика допоможе привабити до себе певну нішу ринку або створити нову, забравши споживачів з інших напрямків. Саме ця стратегія стала основною для компанії AMD, що підштовхнуло її до створення симбіозу центрального процесора і високопродуктивного графічного чіпа. Компанія Intel теж надає ринку процесори з інтегрованим графічним ядром, але швидкодія використовуваного в них GPU суттєво нижче. Його цілком вистачає для офісних завдань, але продуктивні мультимедійні домашні системи та ігрові комп'ютери початкового рівня вимагають значно вищу швидкодію. Саме для цієї ніші ринку і були створені APU від компанії AMD. Вони повинні практично повністю витиснути з ринку дискретні відеокарти початкового рівня, мультимедійного сегмента. Другою перевагою APU від AMD можна назвати перемогу над проблемами енергоефективності комплекту CPU+GPU, тому що в порівнянні з бюджетною дискретною відеокартою APU забезпечує рівну їй продуктивність при значному заощадженні енергоспоживання всієї системи.

Створення таких APU для AMD стало можливим після придбання графічної компанії ATI, яка відома завдяки випуску відеокарт лінійки Radeon. Це об'єднання дозволило почати роботу з створення платформи AMD Fusion, яка передбачала симбіоз обчислювального ядра CPU і графічного ядра GPU на одному кристалі. Первістком цієї технології стала відносно нещодавно представлена платформа Brazos, сімейство APU E- і C- серій. Дана платформа стала серйозним конкурентом у сегменті ноутбуків і нетбуків для аналогічних по функціоналу і продуктивності рішень від компанії Intel. Головним аргументом у платформи Brazos стала графічна продуктивність, з якою не змогла зрівнятися жодна платформа на основі Intel Atom навіть з додатковим графічним ядром NVIDIA ION 2.

Однак найбільший ринок продажів лежить у сегменті малопотужних і середніх по своїй продуктивності ноутбуків і настільних ПК. Тут на противагу рішенням на основі Sandy Bridge  від компанії Intel c графічним ядром Intel HD Graphics 3000, компанія AMD представила APU Llano. Саме дана платформа і привабила нас, а зокрема її можливості в порівнянні з швидкодією дискретних відеокарт початкового рівня. Однак варто відзначити, що хоча в цих APU з'явилося досить продуктивне графічне ядро, обчислювальний процесор залишився виконаним по архітектурі Stars. Цей факт трохи знижує загальну енергоефективність і продуктивність обчислювального блоку APU Llano. Хоча, варто відзначити, що компанія AMD вже запланувала в 2012 році представити нові APU Trinity з обчислювальними ядрами, які виконані по архітектурі Bulldozer.

Як заявляє компанія AMD, Llano забезпечує кращу енергоефективність і більш вищу графічну продуктивність у порівнянні з платформою Sandy Bridge, якщо брати моделі з рівною ціною. В APU Llano додається потенціал обчислень OpenCL через потокові процесори Radeon. Ще однією перевагою AMD є режим Dual Graphics, який забезпечує можливість графічного движка Llano працювати разом з дискретною відеокартою. Основною перевагою Dual Graphics стала його гнучка асимметричність, що дозволяє ресурсам APU спільно виконувати рендерінг разом з відеокартами лінійки Radeon HD 6000. Такий режим повинен забезпечити приріст продуктивності APU Llano порівнянний з можливостями більш дорогих дискретних відеокарт.

З чого створений APU Llano? В середньому половина кристала, який виконаний по 32-нм техпроцесу, припадає на обчислювальні блоки схожі по своїм можливостям на Phenom II X4. Повністю відсутня кеш-пам'ять L3, однак замість неї збільшили кеш-пам'ять L2 до 4 Мбайт. Інша частина кристала належить графічному процесору. За структурою його можна порівняти з AMD Radeon HD 5570. Графічне ядро APU Llano має максимальна кількість потокових ядер 400 (Stream). Тут також є оновлений блок декодування відео UVD3.

Графічне ядро APU Llano

Аналіз можливостей інтегрованого графічного ядра Sumo, яке використовується в APU Llano варто почати з його архітектури. Наповнення цієї частини кристала дуже схоже на структуру ядра GPU Redwood, яке використовувалося в дискретних відеокартах серії AMD Radeon HD 5500 і 5600. Однак присутны деякі незначні відмінності, які пов'язані більше з особливостями інтеграції.

Архітектура інтегрованого графічного ядра

При порівнянні графічних процесорів звертає на себе увагу концентратор (hub), який розташований у задній частині конвеєра рендерінга. В APU Llano залишилося два контролери дисплея на відміну від чотирьох у ядра Redwood, і оновлений «движок» з UVD2 на UVD3. Робота з пам'яттю у графічного ядра Sumo побудована через вбудований північний міст, який має 128-бітний інтерфейс. Це забезпечує пропускну здатність практично рівну такій у дискретного рішення, який використовує пам'ять DDR3.

Безпосереднє ядро Sumo виробляється по технологічному процесі 32-нм і забезпечує повну підтримку DirectХ 11 (Tessellation, ShaderModel 5.0, DirectCompute 11) і OpenGL 4.1 (згладжування MSAA, SSAA і MLAA до 24x і незалежна від кута анізотропна фільтрація до 16x), а також наявність уніфікованої архітектури TeraScale 2. Є підтримка апаратного декодування MPEG-4 Part 2 (що включає DivX і Xvid), MPEG-2 і кодека Multi-View Codec (MVC), який використовує формат Blu-ray 3D. Процесори Llano підтримують відтворення 3D-відео через HDMI. Крім цього, є підтримка фірмової технології AMD APP Technology, частиною якої є OpenСL 1.1 і унікальні функції, властиві тільки інтегрованим рішенням лінійки APU – Zero Copy і Pin-in-Place, що надають для GPU прямий доступ до системної пам'яті. Більш детально з специфікацією безпосередньо графічного ядра можна ознайомитися в нашому попередньому матеріалі.

Залежно від позиціонування APU AMD, кожне сімейство одержує різну продуктивність GPU.

Графічне ядро Radeon HD 6550D APU серії A8 має всі 400 потокових ядра, у той час як в APU A6 для Radeon HD 6530D один з блоків SIMD виключений, це залишає 320 потокових ядер і 16 текстурних блоків.

В останній і самій бюджетній лінійці APU A4 відключено два движки SIMD, а, отже, тут залишилося 160 потокових процесорів і вісім текстурних блоків. Також в даному рішенні відключений один «задній» конвеєр рендерінга, що обумовлює наявність всього чотирьох блоків ROP.

Але навіть такі спрощення не роблять використовуване в APU A4 графічне ядро Radeon HD 6410D менш продуктивним, ніж Intel HD Graphics.

Тестування

Теоретичний аналіз можливостей інтегрованої в APU графіки, через архітектуру ядра, навряд чи замінить реальне тестування. Для одержання практичних результатів продуктивності ми використали графічні ядра AMD Radeon HD 6410D, Radeon HD 6530D і Radeon HD 6550D, якими оснащуються AMD APU Llano A4-3400, A6-3650, A6-3500, A8-3850. Нам було цікаво порівняти продуктивність кожного інтегрованого GPU з сучасними дискретними відеокартами бюджетного сегменту. Всі результати були отримані при частоті роботи оперативної пам'яті DDR3 1866 МГц. Також у наших читачів часто виникало питання залежності продуктивності графічного ядра від частоти роботи оперативної пам'яті, яка встановлена в систему. Тим більше, що для AMD APU Llano A серії заявлена рекомендована частота роботи в 1866 МГц. Безпосередньо стенд для тестування складався з:

Після проведеного нами тестування можна стверджувати про перемогу AMD APU Llano над дискретними відеокартами початкового рівня. Навіть самий бюджетний APU A4-3400 перевершив по своїй продуктивності прості дискретні відеокарти на Radeon HD 6450. APU AMD A6-3500 і APU AMD A6-3650, маючи графічне ядро Radeon HD 6530D, змогли впритул підійти до продуктивності Palit GeForce GT 430 з 1 ГБ пам'яті GDDR3. Лідер продуктивності серії Llano APU AMD A8-3850 з графічним ядром Radeon HD 6550D зміг обійти по швидкодії Palit GeForce GT 430 з 1ГБ пам'яті GDDR3 і трохи відстав від GIGABYTE GeForce GT 440 з 1 ГБ пам'яті GDDR3. Звичайно, продуктивності навіть найшвидшого APU AMD A8-3850 не вистачить для ігрової сучасної системи, але з мінімальними, а іноді і середніми, налаштуваннями користувач зможе запустити будь-яку нову гру. Відзначимо, що платформа AMD Llano призначена для продуктивних мультимедійних домашніх кінотеатрів і компактних ігрових систем початкового рівня. При невеликій роздільній здатності екрана продуктивності APU AMD A8 серії повинно вистачити для комфортної гри в усі сучасні ігри, а грою в деякі з них користувач зможе насолодитися навіть на середніх налаштуваннях. І явно така швидкодія перевершить можливості відеоядра Intel HD Graphics 3000 процесорів Sandy Bridge від компанії Intel, яке підтримує тільки DirectХ 10.1 і по продуктивності порівнянно лише з самими молодшими дискретними рішеннями.

Залежність продуктивності відеоядра APU від частоти оперативної пам'яті

З аналізом залежності швидкодії від частоти встановленої оперативної пам'яті не виникло ні яких несподіванок. Тут все просто, на кожні 266 МГц приросту частоти оперативної пам'яті DDR3 було отримано 5-6% приросту продуктивності відеосистеми. Це відповідає 10% приросту при використанні оперативної пам'яті DDR3 1866 МГц замість DDR3 1333 МГц.

Дослідження ефективності Dual Graphics

Дуже важливою особливістю серії APU A стала можливість додавання продуктивності інтегрованої графіки з швидкодією встановленої в роз’єм PCIe x16 дискретної відеокарти. І не менш важливою характеристикою такого симбіозу є можливість APU Llano працювати з досить великою кількістю зовнішніх відеокарт. Для роботи технології Dual Graphics не обов'язково використовувати однакові GPU, а загальна продуктивність буде майже дорівнювати сумі можливості графічних ядер. Однак не обійшлося тут і без обмежень. Технологія працює тільки з додатками DirectХ 10 або 11. Також у деяких випадках сам запущений додаток, не маючи підтримку даного режиму роботи, буде змушений використовувати тільки одне графічне ядро, яке належить APU Llano. Ще однією особливістю або обмеженням, яке наклали розробники на технологію Dual Graphics, є її робота тільки у випадку, якщо продуктивність одного з графічних ядер не перевищує вдвічі продуктивність другого. Що означає неможливість роботи технології Dual Graphics у системі, в яку встановлена втричі більш потужна відеокарта, ніж графічне ядро у використовуваному APU Llano.

Незважаючи на всі наведені недоліки технології Dual Graphics, її практичне застосування показало дуже перспективні і затребувані можливості. Реальні тести повністю виправдали заявлені очікування. Майже всі результати продуктивності відповідають сумі швидкодії використовуваних відеокарт. Однак при роботі APU Llano з дискретною відеокартою меншої продуктивності технологія Dual Graphics або взагалі не ввімкнулася або загальна продуктивність такого симбіозу залишалася рівною швидкодії інтегрованого графічного ядра.

Потенціал Dual Graphics і її подальші гарні перспективи розвитку не залишають ніяких сумнівів. Найважливіше тут подальша якісна підтримка з боку розробників програмного забезпечення і оптимізація драйверів. Все це пропонує Dual Graphics, що є серйозною перевагою при виборі споживачем системи. Особливо це буде враховуватися при виборі мобільних рішень, де для збільшення часу автономної роботи завжди можна перемкнутися на інтегроване графічне ядро APU, а у випадку роботи від мережі будуть використовуватися два GPU, що збільшить загальну продуктивність графіки.

Підсумки

Рішення запропонувати ринку новий продукту у вигляді APU, де великий акцент зроблений на відносно високій продуктивності вбудованої графіки, повинно змусити споживачів глянути на центральний процесор з іншого «графічного» боку. Такий підхід вже дав компанії AMD серйозні переваги в завоюванні ринку мобільних систем і домашніх енергоефективних мультимедійних станцій. Інтеграція в одне ядро достатньо продуктивних обчислювальних блоків і графічної частини не тільки дозволяє споживачу заощадити на вартості всієї системи, але і одержати гнучку масштабованість за рахунок використання технології Dual Graphics.

Вже зараз рішення на APU Llano можна рекомендувати для високопродуктивних домашніх кінотеатрів з гарними можливостями по конвертації і кодуванню відео потоку. При відносно невеликій роздільній здатності APU серії A8 дозволять користувачу запускати всі сучасні ігри, а в деякі з них комфортно грати навіть на середніх налаштуваннях. При цьому користувач завдяки Dual Graphics, вже маючи відносно гарну по продуктивності графіку, може додати до неї до 2/3 продуктивності за рахунок покупки вдвічі більш швидшої дискретної відеокарти. Не менш важливою перевагою використання APU Llano є їх відносно мале енергоспоживання при роботі з 3D додатками. Це суттєво збільшує час автономної роботи для мобільних систем при їх використанні для графічних додатків.

Не можна однозначно казати про перевагу платформи APU Llano над рішеннями, які пропонує компанія Intel. Однак для досить великого кола користувачів саме відносно висока продуктивність інтегрованої графіки може стати вирішальною в момент вибору системи. Переваги і великі перспективи APU від компанії AMD незабаром повинні розкрити більш технологічні рішення APU Trinity з обчислювальними ядрами, які виконані по архітектурі Bulldozer. Ну а сьогодні остаточний вибір залишається за споживачем.

Автор: Валерій Паровишник
Переклад: Анна Смірнова

Дякуємо фірмі ТОВ ВФ Сервіс (м. Дніпропетровськ) за наданий для тестування процесори і оперативну пам'ять.

Дякуємо компаніям ASUS і Sea Sonic за надане для тестового стенда обладнання.