Тестирование интегрированных видеокарт AMD Radeon HD 6410D, Radeon HD 6530D и Radeon HD 6550D

Конкурентное противостояние между AMD и Intel за последние несколько лет существенно снизило свой накал. Процессоры компании AMD в производительном сегменте даже с выходом архитектуры Bulldozer не выдерживают никакой конкуренции в сравнении с моделями от компании Intel за эту же цену. А энергоэффективность продуктов AMD, выполненных по архитектуре Stars, отстала на поколение от решений прямого конкурента.

Понимая всю сложность ситуации, инженеры компании AMD решили пойти альтернативным путем. Ведь для победы не обязательно быть лучшим, можно просто стать немного другим, а значить эксклюзивным или просто оптимальным. Такая политика поможет привлечь к себе определенную нишу рынка или создать новую, забрав потребителей с других направлений. Именно эта стратегия стала основной для компании AMD, что подтолкнуло её к созданию симбиоза центрального процессора и высокопроизводительного графического чипа. Компания Intel тоже предоставляет рынку процессоры с интегрированным графическим ядром, но быстродействие используемого в них GPU существенно более низкое. Его вполне хватает для офисных задач, но производительные мультимедийные домашние системы и игровые компьютеры начального уровня требует значительно более высокого быстродействия. Именно для этой ниши рынка и были созданы APU от компании AMD. Они должны практически полностью вытеснить с рынка дискретные видеокарты начального уровня, мультимедийного сегмента. Вторым достоинством APU от AMD можно назвать победу над проблемами энергоэффективности комплекта CPU+GPU, так как в сравнении с бюджетной дискретной видеокартой APU обеспечивает равную ей производительность при существенной экономии на энергетических затратах всей системы.

Создание таких APU для AMD стало возможным после приобретения графической компании ATI, которая известна благодаря выпуску видеокарт линейки Radeon. Это объединение позволило начать работу по созданию платформы AMD Fusion, которая подразумевала симбиоз вычислительного ядра CPU и графического ядра GPU на одном кристалле. Первенцем этой технологии стала относительно недавно представленная платформа Brazos, семейство APU E- и C- серий. Данная платформа стала серьезным конкурентом в сегменте ноутбуков и нетбуков для аналогичных по функционалу и производительности решений от компании Intel. Главным аргументом у платформы Brazos стала графическая производительность, с которой не смогла сравниться ни одна платформа на основе Intel Atom даже с дополнительным графическим ядром NVIDIA ION 2.

Однако самый большой рынок продаж лежит в сегменте маломощных и средних по своей производительности ноутбуков и настольных ПК. Здесь в противовес решениям на основе Sandy Bridge от компании Intel c графическим ядром Intel HD Graphics 3000, компания AMD представила APU Llano. Именно данная платформа и привлекла наш интерес, а в частности её возможности в сравнении с быстродействием дискретных видеокарт начального уровня. Однако стоит отметить, что хотя в этих APU появилось достаточно производительное графическое ядро, вычислительный процессор остался выполненным по архитектуре Stars. Этот факт немного снижает общую энергоэффективность и производительность вычислительного блока APU Llano. Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что компания AMD уже запланировала в 2012 году представить общественности новые APU Trinity с вычислительными ядрами, которые выполнены по архитектуре Bulldozer.

Как заявляет компания AMD, Llano обеспечивает лучшую энергоэффективность и более высокую графическую производительность по сравнению с платформой Sandy Bridge, если брать модели с равной ценой. В APU Llano добавляется потенциал вычислений OpenCL из-за потоковых процессоров Radeon. Еще одним преимуществом AMD является режим Dual Graphics, который обеспечивает возможность графического движка Llano работать совместно с дискретной видеокартой. Основным преимуществом Dual Graphics стала его гибкая асимметричность, что позволяет ресурсам APU совместно выполнять рендеринг вместе с видеокартами линейки Radeon HD 6000. Такой режим должен обеспечить прирост производительности APU Llano соизмеримый с возможностями более дорогих дискретных видеокарт.

Из чего же состоит APU Llano? В среднем половина кристалла, который выполнен по 32-нм техпроцессу, приходится на вычислительные блоки похожие по своим возможностям на Phenom II X4. Полностью отсутствует кэш-память L3, однако взамен ему увеличили кэш-память L2 до 4 Мбайт. Другая часть кристалла принадлежит графическому процессору. По структуре его можно сравнить с AMD Radeon HD 5570. Максимальное количеством потоковых ядер, которыми оснащается графическое ядро APU Llano, составляет 400 (Stream). Здесь также присутствует обновленный блок декодирования видео UVD3.

Графическое ядро APU Llano

Анализ возможностей интегрированного графического ядра Sumo, которое используется в APU Llano стоит начать с его архитектуры. Наполнение этой части кристалла очень похоже на структуру ядра GPU Redwood, которое использовалось в дискретных видеокартах серии AMD Radeon HD 5500 и 5600. Однако есть и некоторые незначительные различия, которые связаны больше с особенностями интеграции.

Архитектура интегрированного графического ядра

При сравнении графических процессоров обращает на себя внимание концентратор (hub), который расположен в задней части конвейера рендеринга. У APU Llano осталось два контроллера дисплея в отличие от четырех у ядра Redwood, и обновлён «движок» с UVD2 на UVD3. Работа с памятью у графического ядра Sumo построена через встроенный северный мост, который обладает 128-битным интерфейсом. Это обеспечивает пропускную способность практически равную таковой у дискретного решения, которое использует память DDR3.

Непосредственно ядро Sumo производится по технологическому процессу 32-нм и обеспечивает полную поддержку DirectX 11 (Tessellation, ShaderModel 5.0, DirectCompute 11) и OpenGL 4.1 (сглаживание MSAA, SSAA и MLAA до 24x и независимая от угла анизотропная фильтрация до 16x), а также наличие унифицированной архитектуры TeraScale 2. Есть поддержка аппаратного декодирования MPEG-4 Part 2 (включающую DivX и Xvid), MPEG-2 и кодека Multi-View Codec (MVC), который использует формат Blu-ray 3D. Процессоры Llano поддерживают воспроизведение 3D-видео через HDMI. Кроме этого, присутствует поддержка фирменной технологии AMD APP Technology, частью которой является OpenCL 1.1 и уникальные функции, присущие только интегрированным решениям линейки APU – Zero Copy и Pin-in-Place, предоставляющие для GPU прямой доступ к системной памяти. Более детально со спецификацией непосредственно графического ядра можно ознакомиться в нашем предыдущем материале.

В зависимости от позиционирования APU AMD, каждое семейство получает разную производительность GPU.

Графическое ядро Radeon HD 6550D APU серии A8 обладает всеми 400 потоковыми ядрами, в то время как в APU A6 для Radeon HD 6530D один из блоков SIMD выключен, это оставляет 320 потоковых ядер и 16 текстурных блоков.

В последней и самой бюджетной линейке APU A4 отключено два движка SIMD, а, следовательно, здесь осталось 160 потоковых процессоров и восемь текстурных блоков. Так же в данном решении отключен один «задний» конвейер рендеринга, что обуславливает наличие всего четырёх блоков ROP.

Но даже такие упрощения не делают используемое в APU A4 графическое ядро Radeon HD 6410D менее производительным, чем Intel HD Graphics.

Тестирование

Теоретический анализ возможностей интегрированной в APU графики, через архитектуру ядра, вряд ли заменит реальное тестирование. Для получения практических результатов производительности мы использовали графические ядра AMD Radeon HD 6410D, Radeon HD 6530D и Radeon HD 6550D, которыми оснащаются AMD APU Llano A4-3400, A6-3650, A6-3500, A8-3850. Нам было интересно сравнить производительность каждого интегрированного GPU с современными дискретными видеокартами бюджетного сегмента. Все результаты были получены при частоте работы оперативной памяти DDR3 1866 МГц. Так же у наших читателей часто возникал вопрос зависимости производительности графического ядра от частоты работы оперативной памяти, которая установлена в систему. Тем более, что для AMD APU Llano A серии заявлена рекомендованная частота работы в 1866 МГц. Непосредственно стенд для тестирования состоял из:

После проведенного нами тестирования можно утверждать о победе AMD APU Llano над дискретными видеокартами начального уровня. Даже самый бюджетный APU A4-3400 превзошел по своей производительности простые дискретные видеокарты на Radeon HD 6450. APU AMD A6-3500 и APU AMD A6-3650, имея графическое ядро Radeon HD 6530D, смогли вплотную подойти к производительности Palit GeForce GT 430 с 1 ГБ памяти GDDR3. Лидер производительности серии Llano APU AMD A8-3850 с графическим ядром Radeon HD 6550D смог обойти по быстродействию Palit GeForce GT 430 с 1ГБ памяти GDDR3 и немного отстал от GIGABYTE GeForce GT 440 с 1 ГБ памяти GDDR3. Конечно, производительности даже самого быстрого APU AMD A8-3850 не хватит для игровой современной системы, но с минимальными, а порою и средними, настройками пользователь сможет запустить любую новую игру. Отметим, что платформа AMD Llano предназначена для производительных мультимедийных домашних кинотеатров и компактных игровых систем начального уровня. При небольших разрешениях экрана производительности APU AMD A8 серии должно хватить для комфортной игры во все современные игры, а игрой в некоторые из них пользователь сможет насладиться даже на средних настройках. И явно такое быстродействие превзойдет возможности видеоядра Intel HD Graphics 3000 процессоров Sandy Bridge от компании Intel, которое поддерживает только DirectX 10.1 и по производительности сопоставимо лишь с самыми младшими дискретными решениями.

Зависимость производительности видеоядра APU от частоты оперативной памяти

С анализом зависимости быстродействия от частоты установленной оперативной памяти не возникло ни каких неожиданностей. Здесь все просто, на каждые 266 МГц прироста частоты оперативной памяти DDR3 было получено 5-6% прироста производительности видеосистемы. Это соответствует 10% прироста при использовании оперативной памяти DDR3 1866 МГц вместо DDR3 1333 МГц.

Исследование эффективности Dual Graphics

Очень важной особенностью серии APU A стала возможность сложения производительности интегрированной графики с быстродействием установленной в разъем PCIe x16 дискретной видеокарты. И немаловажной характеристикой такого симбиоза является возможность APU Llano работать с достаточно большим числом внешних видеокарт. Для работы технологии Dual Graphics не обязательно использовать одинаковые GPU, а общая производительность будет почти равна сумме возможности графических ядер. Однако не обошлось здесь и без ограничений. Технология работает только с приложениями DirectX 10 или 11. Также в некоторых случаях само запущенное приложение, не имея поддержку данного режима работы, будет вынуждено использовать только одно графическое ядро, которое принадлежит APU Llano. Еще одной особенностью или ограничением, которое наложили разработчики на технологию Dual Graphics, является её работа только в случае, если производительность одного из графических ядер не превышает в два раза производительность второго. Что означает невозможность работы технологии Dual Graphics в системе в, которой установлена в три раза более быстрая видеокарта, чем графическое ядро в используемом APU Llano.

Несмотря на все приведенные недостатки технологии Dual Graphics, её практическое применение показало очень перспективные и востребованные возможности. Реальные тесты полностью оправдали заявленные ожидания. Почти все результаты производительности соответствуют сумме быстродействия используемых видеокарт. Однако при работе APU Llano с дискретной видеокартой меньшей производительности технология Dual Graphics или вообще не включилась или суммарная производительность такого симбиоза оставалась равной быстродействию интегрированного графического ядра.

Потенциал Dual Graphics и её дальнейшие хорошие перспективы развития не оставляют никаких сомнений. Самое важное здесь дальнейшая качественная поддержка со стороны разработчиков программного обеспечения и оптимизация драйверов. Все это даст в лице Dual Graphics серьёзное преимущество при выборе потребителем системы. Особенно это будет учитываться при подборе мобильных решений, где для увеличения времени автономной работы всегда можно переключиться на интегрированное графическое ядро APU, а в случае работы от сети будут использоваться два GPU, что увеличит общую производительность графики.

Итоги

Решение предложить рынку новый продукта в виде APU, где большой акцент сделан на относительно высокой производительности встроенной графики, должно заставить потребителей взглянуть на центральный процессор с другой «графической» стороны. Такой подход уже дал компании AMD серьезные преимущества в завоевании рынка мобильных систем и домашних энергоэффективных мультимедийных станций. Интеграция в одно ядро достаточно производительных вычислительных блоков и графической части не только позволяет потребителю сэкономить на стоимости всей системы, но и получить гибкую масштабируемость за счет использования технологии Dual Graphics.

Уже сейчас решения на APU Llano можно рекомендовать для высокопроизводительных домашних кинотеатров с хорошими возможностями по конвертации и кодировке видео потока. При относительно небольших разрешениях APU серии A8 позволят пользователю запускать все современные игры, а в некоторые из них комфортно играть даже на средних настройках. При этом пользователь благодаря Dual Graphics, уже имея относительно хорошую по производительности графику, может прибавить к ней до 2/3 производительности за счет покупки в два раза более быстрой дискретной видеокарты. Немаловажным достоинством использования APU Llano является их относительно малое энергопотребление при работе с 3D приложениями. Это существенно увеличивает время автономной работы для мобильных систем при их использовании для графических приложений.

Нельзя однозначно говорить о преимуществе платформы APU Llano над решениями, которые предлагает компания Intel. Однако для достаточно большого круга пользователей именно относительно высокая производительность интегрированной графики может стать решающей в момент выбора системы. Преимущества и большие перспективы APU от компании AMD в скором времени должны раскрыть более технологичные решения APU Trinity с вычислительными ядрами, которые выполнены по архитектуре Bulldozer. Ну а сегодня окончательный выбор остается за потребителем.

Автор: Валерий Паровышник

Выражаем благодарность фирме ООО ПФ Сервис (г. Днепропетровск) за предоставленный для тестирования процессоры и оперативную память.

Выражаем благодарность компаниям ASUS и Sea Sonic за предоставленное для тестового стенда оборудование.