Intel HD Graphics: возможности, производительность, перспективность

Еще во время первого знакомства с процессорами на ядре Clarkdale мы уделили внимание одной из их ключевых особенностей - встроенному графическому ядру Intel HD Graphics. Тогда, в обзоре Intel Core i5-661, мы провели предварительное тестирование производительности этого графического адаптера, а также проверили его возможности по декодированию видео высокой четкости. В продолжение, во время тестирования первой в нашей тестовой лаборатории материнской платы на чипсете Intel H55 Express, решения от разработчика – Intel DH55TC,  мы даже представили результаты попыток поиграть в современные игры.

Но, так как во всех этих материалах основное внимание было уделено, все же, возможностям именно конкретного процессора и определенной материнской платы, а само графическое ядро имеет несколько модификаций и отличается частотными характеристиками от процессора к процессору, то мы решили углубленное исследование возможностей Intel HD Graphics выделить в отдельный материал, собрав и всю имеющуюся о нем информацию.

Начнем с напоминания теории. Итак, новые массовые процессоры на ядре Clarkdale, более узнаваемые по названиям моделей рядов Intel Core i5, Intel Core i3 и Pentium G6950, являются составными -  под теплораспределительной крышкой 32 нм вычислительное ядро соседствует с 45 нм кристаллом, который включает в себя все дополнительные контроллеры, такие как контроллер памяти и контроллер шины PCI Express, логику управления и мониторинга, а также графическое ядро Intel HD Graphics.

Причем в процессоре находится лишь вычислительная часть графического ядра Intel HD Graphics – именно она обрабатывает графическую информацию для 2D- и 3D-сцен или декодирует видео высокой четкости. Подготовленное к выводу изображение, кадр за кадром, передается с помощью интерфейса Intel Flexible Display Interface (Intel FDI) в чипсет, который уже и отвечает за вывод потока посредством цифровых интерфейсов DVI, HDMI и DisplayPort, причем для последних двух добавляя еще и многоканальный звуковой поток, или перекодирование для вывода по аналоговому VGA (D-Sub).

По сравнению с видеоадаптерами предыдущего поколения, которые встраивались в чипсеты Intel G43/45, Intel HD Graphics имеет ряд преимуществ:

• стало на 2 больше исполнительных конвейеров;
• улучшены обработка вершин и работа с Z-буфером;
• увеличены максимальная рабочая частота и объем видеобуфера, выделяемого из оперативной памяти;
• появилась поддержка OpenGL 2.1;
• реализована возможность одновременной работы с двумя HDMI-выходами, включая режимы с передачей многоканального звука и поддержкой расширенного цветового диапазона.

Важный акцент делается и на улучшенном блоке аппаратного декодирования видео высокой четкости и постобработки, что обещает возможность просмотра до двух видеопотоков одновременно (режим picture-in-picture).

Однако в разных процессорах это графическое ядро работает на разной тактовой частоте, что должно обеспечить заметную разницу в производительности и облегчить их позиционирование. Наиболее быстрым графическое ядро Intel HD Graphics является в процессоре Intel Core i5-661, и возможно в некоторых будущих моделях, работая на частоте 900 МГц. Интересно отметить, что именно этот процессор попал практически во все тестовые лаборатории в качестве официального сэмпла и поэтому многие об эффективности графического адаптера Intel HD Graphics говорили на основе его тестирования, хотя, как видите, пока столь быстрым этот интегрированный видеоадаптер является только в одном процессоре.

Основная же масса процессоров на ядре Clarkdale, все модели линейки Core i3 и почти все Core i5, кроме Intel Core i5-661, имеют видеоадаптер, который работает на частоте 733 МГц, что теоретически делает его на примерно 20% медленнее.

А в пока единственном процессоре в линейке Intel Pentium G – Intel Pentium G6950, видеоядро и вовсе работает на частоте 533 МГц, что подтверждает позиционирование этой модели как, вероятнее всего, последнего и самого бюджетного представителя ряда Pentium. Но, учитывая его максимальную доступность, можно ожидать, что именно с ним у многих экономных пользователей будет компьютер.

Именно такой разброс возможностей вследствие разной рабочей тактовой частоты мы и хотим исследовать, как сравнив новое решение с предыдущим поколением, так и с самыми бюджетными дискретными ускорителями.

Для того чтобы максимально корректно ответить на вопрос о зависимости производительности Intel HD Graphics от его тактовой частоты, мы взяли три процессора – Intel Core i5-661, Intel Core i3-530 и Intel Pentium G6950 – и привели их все к частоте 2,8 ГГц, отключив технологии Hyper-Threading и Turbo Boost у моделей, которые их поддерживают, чтобы максимально уравнять возможности старших моделей с Intel Pentium G6950.

Однако стоит отметить, что процессор Intel Pentium G6950 от модельных рядов Intel Core i5 и Core i3-530 отличают и некоторые другие, вероятнее всего искусственные, ограничения и ущемления: объем кэш-памяти у него на 1 МБ меньше, частота шины QPI только 2400 МГц, а встроенный контроллер памяти не умеет работать с памятью DDR3-1333, ограничиваясь эффективной частотой всего 1066 МГц. Мы не стали искать пути нивелировать эти различия, так как, с одной стороны, они обеспечивают максимальную адекватность результатов для всей платформы без учета тактовой частоты конкретных моделей процессоров, а, с другой – позволяют более адекватно оценить увеличение производительности Intel HD Graphics по сравнению с предыдущим поколением интегрированных видеокарт.

Для сравнения возможностей Intel HD Graphics и Intel GMA X4500 мы воспользовались системой на основе материнской платы ASUS P5G43T-M PRO с чипсетом Intel G43 Express и процессора Intel Core 2 Duo E7400, который работает в номинале на частоте 2800 МГц и имеет 3 МБ кэш-памяти. Такая связка очень схожа по параметрам именно с системой на Intel Pentium G6950. Причем очень показательно, что и Intel HD Graphics и Intel GMA X4500 в данных системах работают на одинаковой частоте 533 МГц.

Кроме того, встроенный в чипсет Intel G43 Express контроллер памяти при работе в номинальном режиме не поддерживает DDR3-1333, невольно позволяя в почти идентичных условиях оценить прогресс встроенных видеоадаптеров Intel различных поколений.

Ну и, конечно же, очень интересно было сравнить встроенное графическое ядро с наиболее доступными внешними видеокартами, которые должны обеспечивать более высокую производительность и лучший функционал, хотя и окажутся не такими энергоэффективными.

  

 

Из самых недорогих видеокарт мы выбрали LEADTEK GeForce 210 с 512 МБ DDR2 (210-512D2-SFLS-1-HDMI) и ASUS Radeon HD 4350 с 1 ГБ  DDR2 (EAH4350SILENT/DI/1GD2/A), как наиболее яркие и функционально схожие представители бюджетного сектора.

Чтобы было более понятно сравнение возможностей встроенных решений от Intel и бюджетных дискретных  решений от AMD и NVIDIA, предлагаем сравнить возможности этих решений.

Сравнительная таблица:

	Intel GMA X4500	Intel HD Graphics	NVIDIA GeForce 210	AMD ATI Radeon HD 4350
Графическое ядро	Eaglelake	Ironlake	GT218-300	RV710
Количество потоковых процессоров	10	12	16	80
Поддерживаемые 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 графического процессора (шейдерного домена), МГц	533-800	533-900	589 (1402)	600
Тип видеопамяти	DDR2/DDR3 (используется системная)	DDR3 (используется системная)	DDR2, DDR3, GDDR2, GDDR3	DDR2, DDR3, GDDR2, GDDR3
Эффективная частота памяти, МГц	667-1333	1066-1333	800-1600	800-1600
Разрядность шины видеопамяти, бит	64/128 (зависит от конфигурации)	64/128 (зависит от конфигурации)	64	64
Объем видеопамяти, МБ	до 768	до 1740	512/1024	256/512/1024
Декодирование HD-Video	Не все модификации	Есть	Есть	Есть
Потребляемая мощность, Вт	≈10-15*	≈10-15*	≈31	≈20

* Вычислено примерно на основе анализа производительности систем со встроенным видеоадаптером в различных режимах.

Судя по сравнительным характеристикам, Intel HD Graphics немного уступает бюджетным дискретным ускорителям по возможностям и количеству исполнительных блоков, а также не имеет своей собственной видеопамяти, хотя и может «одалживать» из системной впечатляющий объем, но зато имеет сравнительно большую рабочую тактовую частоту и, даже при самых пессимистичных оценках энергопотребления, оказывается в 2-3 раза энергоэффенктивнее. Но, все же, компания Intel обещает достаточную для многих игр производительность – попробуем это проверить.

Тестирование производительности Intel HD Graphics

Итак, как было отмечено немного выше, для максимально корректного сравнения новой платформы с интегрированной видеокартой с решением предыдущего поколения Intel GMA X4500, мы воспользовались материнской платой ASUS P5G43T-M PRO и процессором Intel Core 2 Duo E7400, а остальные тесты были произведены на следующей системе:

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

При этом дискретные видеокарты тестировались на этой же системе с процессором Intel Core i5-661, который работал на все той же тактовой частоте 2,8 ГГц с отключенными технологиями Hyper-Threading и Turbo Boost.

Изучив результаты, сразу хочется отметить некоторое превосходство Intel HD Graphics над Intel GMA X4500, причем, как видно из процессорного теста в Futuremark 3DMark’06, влияние именно архитектуры самих процессоров на результат минимальное. Однако мы вынуждены отметить и все еще некоторую «сырость» драйверов, хотя наблюдается и заметный прогресс, особенно при работе с OpenGL. Надеемся в ближайшее время, когда драйверы будут доведены до надлежащего уровня, превосходство будет во всех приложениях близко к 20% только за счет архитектурных улучшений, а сегодня ощутимое преимущество встроенные в Intel Core i5 и Intel Core i3 адаптеры получают вследствие заметно большей рабочей тактовой частоты.

Сравнивая частотные модификации Intel HD Graphics между собой можно только подтвердить теоретический вывод – чем больше рабочая тактовая частота, тем выше эффективность. Но в числовом выражении это не всегда будет очень заметно. Если по сравнению с 533-мегагерцовым варианты в Intel Core i5 и Intel Core i3 выглядят заметно быстрее, то между собой они отличаются уже не так сильно, чтобы давать рекомендацию однозначно искать вариант с максимально быстрым графическим ядром, особенно если учесть большее энергопотребление такого процессора.

По сравнению же с простейшими дискретными ускорителями на ATI Radeon HD 4350 и NVIDIA GeForce 210 все варианты Intel HD Graphics оказываются в проигрыше по производительности. Причем если в синтетических тестах, видимо благодаря оптимизации, разрыв не такой уж и большой, то в именно игровых приложениях даже видеокарта начального уровня окажется примерно в 2 раза быстрее. Конечно, можно, и нужно, заметить, что покупка дополнительной карты увеличивает стоимость системы, а также немного ее энергопотребление, поэтому если не предполагается играть на новом ПК, то встроенное решение будет выгоднее во всех отношениях. К тому же на включенных в тестирование внешних видеокартах не очень то и поиграешь в современные игры, особенно если у владельца широкоформатный монитор с разрешением Full HD и есть желание увидеть все эффекты. А покупка действительно игровой видеокарты это уже совсем другой вопрос, как и выбора в такую систему процессора.

Примеры игр

Чтобы более точно оценить игровые возможности Intel HD Graphics, а не только оперировать «попугаями» и средними значениями частоты смены кадров, мы решили попробовать поиграть в некоторые игры и записать примеры этого процесса на видео, а также поделиться впечатлениями. Признаться честно, мы немного сэкономили свое время и оценивали комфортность игры только на крайних частотных  модификациях Intel HD Graphics, используя процессоры Intel Pentium G6950 (частота встроенного видеоядра 533 МГц) и Intel Core i5-661 (частота встроенного видеоядра 900 МГц) на номинальных частотах. Комфортность игры на остальных процессорах серий Intel Core i5 и Intel Core i3 на ядре Clarkdale будет находиться где-то между этими результатами.

Serious Sam 2

Играем в Serious Sam 2 на Intel Pentium G6950

Играем в Serious Sam 2 на Intel Core i5-661

Начнем с достаточно простой, как нам кажется, игры Serious Sam 2, в которой при тестировании была зафиксирована достаточно высокая частота смены кадров даже при максимальных настройках. Однако на практике нам пришлось немного ухудшить качество изображения до средних настроек и играть в разрешении 800х600, т.к. в массовых сценах, несмотря на сохранение достойной частоты смены кадров, наблюдались «микрофризы», которые не позволяли хорошо целиться.

Call of Juarez

Играем в Call of Juarez на Intel Pentium G6950

Играем в Call of Juarez на Intel Core i5-661

В игре Call of Juarez тоже оказалось не все так гладко – даже при минимальных настройках графики временами были заметны «просадки» до некомфортного уровня, хотя в целом производительности даже Intel Pentium G6950 окажется достаточно, чтобы пройти эту не новую игру, правда не увидев всех прелестей одной из самых красивых игр под DirectX 9.0c.

Race Driver: GRID

Играем в Race Driver: GRID на Intel Pentium G6950

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

А вот более новая и более ресурсоемкая игра Race Driver: GRID для встроенных видеокарт Intel HD Graphics оказалась заметно тяжелее, особенно для самой медленной модификации в небыстром процессоре Intel Pentium G6950. Для того чтобы хоть как-то поездить, используя Intel HD Graphics при частоте 533 МГц, пришлось настройки графики привести в минимальное состояние, а разрешение уменьшить до 640х480, наблюдая некрасивые квадраты на 24-дюймовом мониторе. Используя Intel Core i5-661 производительность заметно улучшилась, хотя о полном игровом комфорте говорить никак нельзя.

Far Cry 2

Играем в Far Cry 2 на Intel Pentium G6950

Играем в Far Cry 2 на Intel Core i5-661

А вот Far Cry 2, еще более новая и очень даже ресурсоемкая игра, оказалась вполне «играбельна» даже на Intel Pentium G6950 при минимальных настройках качества видео и разрешении 800х600. Порою даже казалось, что Fraps в левом верхнем углу пишет немного заниженные цифры, отображающие текущую частоту смены кадров. А при замене процессора на Intel Core i5-661, как мы убедились ранее, можно было даже увеличить разрешение до 1024х768 и установить средние настройки графики.

В целом же, попробовав реально оценить комфортность игры в относительно новые и далеко не новые игры, можно сказать, что, несмотря на рекламу и заверения, и даже на порою достаточно высокие цифры со средней частотой смены кадров во время тестов, Intel HD Graphics никак не удовлетворит потребности любителей игр, хотя при отсутствии альтернативы и позволит посмотреть на многие игры и даже пройти некоторые из них.

Воспроизведение видео высокой четкости

Уже при первом тестировании Intel HD Graphics мы проверили и возможности по ускорению декодирования видео высокой четкости. Но тогда эксперимент проходил на процессоре Intel Core i5-661, который имеет самую быструю встроенную видеокарту, поэтому куда интереснее было повторить опыт на самом медленном решении в линейке, ведь если Intel Pentium G6950 справится с декодированием HD-Video, то и все остальные процессоры на ядре Clarkdale однозначно смогут это.

Фильм «Jumper»
Формат файла: Matroska
Размер: 9,45 ГБ
Формат видео: AVC
Кодек: H.264/AVC
Разрешение: 1920x816
Аудио дорожка №1: 6-канальный звук в формате AC-3, украинский язык.
Аудио дорожка №2: 5.1-канальный звук в формате DTS, русский язык.
Аудио дорожка №3: 5.1-канальный звук в формате DTS, английский язык.
Аудио дорожка №4: 2-канальный звук в формате Vorbis, английский язык.
Субтитры №1: в формате UTF-8 на украинском языке.
Субтитры №2: в формате UTF-8 на русском языке.
Субтитры №3: в формате UTF-8 на английском языке.

Как видим, даже видеоядро встроенное в процессор Intel Pentium G6950 практически полностью берет на себя обязанности по обработке видеопотока высокой четкости. Загрузка процессора при воспроизведении фильма «Телепорт» была на уровне 10-15%, а изображение равномерным и четким.

Фильм «Хроники Риддика»
Формат файла: Matroska
Размер: 16,6 ГБ
Битрейт: 16 Мб/c
Формат видео: VC-1
Кодек: WVC1
Разрешение: 1920 х 1080
Аудио дорожка №1: 6-канальный звук в формате AC-3, английский язык.
Аудио дорожка №2: 6-канальный звук в формате AC-3, русский язык.

С более тяжелым форматом VC-1 при битрейте 16 Мб/c процессору Intel Pentium G6950 оказалось справляться тяжелее – временами его загрузка достигала 50%. Но даже при такой загрузке процессора фильм можно было комфортно смотреть.

Подытожив хотелось бы с уверенностью заверить, что поскольку даже Intel Pentium G6950, самый медленный процессор на ядре Clarkdale с самой медленной встроенной видеокартой Intel HD Graphics, способен обеспечить декодирование различных форматов видео высокой четкости, то и остальные модели на этом ядре смогут стать основой современного медиацентра.

Итоги

Что ж, давайте подытожим возможности предвестника будущих «систем-на-чипе». Нельзя сказать, что встроенное в процессоры на ядре Clarkdale графическое ядро Intel HD Graphics, даже работая в максимально быстром режиме, обеспечило кардинально новый уровень производительности, превращая систему с встроенной видеокартой в полноценный игровой компьютер. Но, все же, это графическое ядро является шагом вперед, обеспечивая минимально необходимое быстродействие для всех задач современных систем, даже простейших игр, особенно учитывая общие накладные расходы на его приобретение и эксплуатацию – при покупке процессора оно является условно бесплатным, а по сравнению с дискретными картами заметно экономичнее. Единственное слабое место Intel HD Graphics – современные игры, т.к. одно дело поиграть с старенький хит, а другое дело тратить деньги на покупку современной модной игры с кучей спецэффектов, которые эта «видеокарта» не позволит увидеть. Поэтому если вы планируете комфортно играть, то без дискретного ускорителя никак не обойтись, ведь даже простейший ускоритель обеспечит в два раза большую производительность. Но если игры это второстепенные или даже третьестепенные задачи для вашей системы, то использование Intel HD Graphics даже в самом медленном варианте внутри процессора Intel Pentium G6950, можно считать оптимальным вариантом.

Автор: Александр Черноиван

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