100-долларовые APU: Intel Core i3 против AMD A8 и A6

Поводом для написания этой статьи стало появление в нашей лаборатории нового процессора Intel Core i3-2125. Сам этот процессор — ни ахти какая новинка. Мало того что базируется он на хорошо знакомой микроархитектуре Sandy Bridge, так даже и повышенных тактовых частот не предлагает. Всё, что сделала Intel для того, чтобы выпустить этот процессор, описывается в одной фразе: в давно продающемся Core i3-2120 графическое ядро Intel HD Graphics 2000 заменено более производительной модификацией — Intel HD Graphics 3000.

Core i3-2125 похож на Core i3-2120 настолько, что даже последняя версия CPU-Z затрудняется с правильной идентификацией

Собственно, нет ничего нового и в графическом ядре HD Graphics 3000. Оно хорошо знакомо нам по мобильным процессорам Core второго поколения, где такая графика применяется повсеместно. В основной же массе десктопных LGA1155-продуктов Intel предпочитала использовать более простое и медленное ядро HD Graphics 2000, в котором число исполнительных устройств сокращено в два раза — с 12 до 6. Но с недавних пор ядро HD Graphics 3000 начало проникновение и в недорогие процессоры для настольных систем серии Core i3, что обусловило появление сначала Core i3-2105, а теперь вот и Core i3-2125.

Встроенное в Core i3-2125 графическое ядро Intel HD Graphics 3000 отличается наличием 12 исполнительных устройств

Получается, интересного в новом процессоре не так много. А вот причины начала проникновения графики HD Graphics 3000 в настольные продукты — вопрос гораздо более занятный. Ответ на который, очевидно, следует искать в тенденциях процессорного рынка в целом. Дело в том, что рынок этот в настоящее время переживает своего рода «бархатную» революцию, власть в течение которой переходит от традиционных CPU к гибридным процессорам — APU. По итогам второго квартала доля процессоров со встроенным графическим ядром составила уже порядка 60 %, что даёт производителям недвусмысленный сигнал — за такими процессорами будущее.

Между тем компания Intel подготовилась к смене конъюнктуры не самым лучшим образом. И на этом внезапном повороте в интересах потребителей лидером оказалась AMD, не только своевременно вложившаяся в одного из ведущих разработчиков графических решений, но и весьма вовремя начавшая внедрять эти решения в своих процессорах. Получившиеся в результате процессоры серии Llano выступили настолько мощно, что сразу же добились звания эталона современного APU, до которого конкурирующие с ними представители семейства Core i3 явно недотягивали. Особенно неприятно для Intel ситуация сложилась в части графической производительности. Ещё несколько месяцев назад мы с восхищением отзывались о графическом ядре Sandy Bridge, которое на момент своего выхода не только установило новый и достаточно высокий стандарт быстродействия для встроенной графики, но и показало, что интеграция — это совсем не диагноз. Однако после выхода процессоров AMD A-серии стало понятно, что гибридные решения способны на гораздо большее. На этом фоне ядро Intel HD Graphics 2000 в десктопных процессорах Sandy Bridge стало смотреться совсем бледно, и Intel начала спешно заменять его более быстрой версией. Которая, по мнению компании, должна улучшить впечатление о семействе Core i3 в роли конкурентов AMD Llano.

Вот так, казалось бы, совершенно ординарный анонс заурядного продукта, Core i3-2125, подвёл нас к глобальной проблематике — поиску лучшего APU сегодняшнего дня.

⇡#Что такое APU?

Расшифровка аббревиатуры APU — Accelerated Processing Unit (ускоренное процессорное устройство) не позволяет даже предположить, чем же этот класс процессоров лучше традиционных CPU — Central Processing Unit (центральные обрабатывающие устройства). Поэтому следует обратиться к подробным разъяснениям.

С аппаратной точки зрения, которой придерживается абсолютное большинство, APU — это гибридное устройство, объединяющее на одном полупроводниковом кристалле традиционные вычислительные ядра общего назначения с графическим ядром. Компания AMD при этом настаивает, что графическое ядро должно иметь архитектуру в виде массива параллельных потоковых процессоров, способных брать на себя счётную нагрузку. Что, впрочем, легко объяснимо тем, что ядра AMD — именно такие.

Тем не менее, к определению APU можно подойти и с программной точки зрения, принимающей во внимание возможность переноса вычислений с процессорных ядер общего назначения на параллельные графические конвейеры. И с этой позиции становится ясна основная идея внедрения гибридных процессоров, заключающаяся в том, что это — ещё один путь повышения производительности современных систем. Так как программное обеспечение демонстрирует явное эволюционирование в сторону распараллеливания вычислений, добавление к числу традиционных вычислительных ресурсов массива параллельных конвейеров графического ядра может стать очень выгодным шагом. Именно за это и ратует AMD, которая предлагает присовокупить к x86-ядрам потоковые процессоры своей графики семейства Radeon HD не только в графических программах, но и в общеупотребительных приложениях.

То, что графика серии Radeon HD вполне способна работать над вычислительными задачами, известно давно, для этих целей несколько лет назад была разработана технология ATI Stream. Однако теперь речь идёт о том, что современные программы для гибридных процессоров должны использовать x86 и графические ядра совместно, извлекая из этого симбиоза максимальную производительность. Наилучшим образом для этой цели подходит программный интерфейс OpenCL, поддержка которого также может считаться одним из ключевых свойств APU.

Формула простая: CPU+GPU=APU

Компания AMD выступает главным идеологом продвижения на рынок гибридных процессоров, поэтому вполне закономерно, что её продукты семейства Llano прекрасно вписываются в изложенную концепцию на любом уровне. С Intel ситуация сложнее. С одной стороны, Sandy Bridge вполне можно считать APU, так как эти процессоры действительно объединяют на одном полупроводниковом кристалле x86-ядра и графику. Однако с другой стороны — графические ядра Intel Bromolow (HD Graphics 2000/3000) — только графические, считать они не умеют. Поэтому, если возможность вычислений на графическом ядре подразумевать обязательным атрибутом APU, Sandy Bridge под это определение не попадают. Впрочем, программный интерфейс OpenCL процессорами Intel тем не менее поддерживается. То есть программы, написанные для APU и использующие OpenCL, на системах, основанных на процессорах Core второго поколения, работать будут, но исполняться они будут исключительно средствами x86-ядер.

Классификация современных APU дополнительно осложняется и тем, что одна из самых популярных задач, решаемых силами параллельных потоковых процессоров графического ядра, кодирование HD-видео, в процессорах Sandy Bridge может исполняться на входящем в состав графики блоке Quick Sync. Иными словами, несмотря на то, что современная графика Intel не позволяет брать на себя параллельные вычисления в общем смысле, узкоспециализированные задачи, связанные с кодированием HD-видео, решать она может.

В этой несколько запутанной ситуации мы склонны определять APU именно по аппаратной архитектуре, а потому в нашем сравнении гибридных процессоров примут участие не только представители A-серии компании AMD, но и попадающие с ними в одну ценовую категорию процессоры Intel Core i3. Тем более что распространение оптимизированных под гибридную архитектуру APU программ находится на зачаточном уровне, и на данном этапе найти отличные от синтетических тестов общеупотребительные приложения, ускоряемые графическими процессорами Llano и не ускоряемые на Sandy Bridge, — очень непростая задача.

⇡#Описание тестовых систем

Итак, круг потенциальных претендентов на звание лучшего APU обрисован. Это процессоры семейства AMD Llano в модификациях A8 и A6 и попадающие в ту же ценовую категорию и конкурирующие с ними процессоры Core i3, в особенности их варианты с наиболее быстрым графическим ядром Intel HD Graphics 3000.

В число участников тестов мы не стали включать более быстрые четырёхъядерные Sandy Bridge, так как они не только не попадают в разряд 100-долларовых гибридных процессоров, но и не комплектуются быстрой графикой. Иными словами, это недо-APU, в которых явный перекос сделан в сторону x86-ядер общего назначения, а потому их можно считать представителями несколько иного класса процессоров.

Зато мы дополнительно протестировали процессор Core i3 с медленной графикой Intel HD Graphics 2000, результаты которого помогут с определением выигрыша, получаемого десктопными процессорами Sandy Bridge после их комплектации более продвинутым графическим ядром.

В итоге в тестах приняло участие две платформы — интеловская LGA1155 и платформа Socket FM1 компании AMD.

Платформа LGA1155:

• Процессоры Core i3-2125, Core i3-2120 и Core i3-2105;
• Материнская плата ASUS P8Z68-V PRO;
• Память 4 Гбайт DDR3-1600 9-9-9-27 (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX).

Платформа Socket FM1:

• Процессоры AMD A8-3850 и AMD A6-3650;
• Материнская плата Gigabyte GA-A75M-UD2H;
• Память 4 Гбайт DDR3-1600 9-9-9-27 (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX).

Во всех этих платформах постоянным оставался жёсткий диск Western Digital VelociRaptor WD3000HLFS. Тестирование проводилось в операционной системе Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.

Все тесты проводились исключительно со встроенной в процессоры графикой. При этом использовались следующие версии графических драйверов:

• AMD Vision Engine Control Center 11.8;
• Intel Graphics Media Accelerator Driver 15.22.1.64.2361.

Использовавшееся программное обеспечение:

• CPU-Z 1.58;
• GPU-Z 0.5.4;
• Futuremark PCMark 7 1.0.4;
• Futuremark 3DMark Vantage 1.1.0;
• SuperPi mod 1.5 XS;
• wPrime 2.05;
• WinRAR 4.01 x64;
• 7-zip 9.20 x64;
• Fritz Chess Benchmark 4.2;
• MAXON Cinebench Release 11.5 x64;
• TechARP x264 HD Benchmark 4.0.

И игры:

• Crysis 2 1.9;
• Far Cry 2 1.0.3;
• Metro 2033: The Last Refuge 1.2;
• DiRT 3 1.1;
• Mafia 2 1.02;
• Metro 2033: The Last Refuge 1.2;
• Tom Clancy's H.A.W.X. 2 1.04.

Необходимо заметить, что, ввиду отсутствия в графических ядрах Intel поддержки DirectX 11, тестирование во всех играх проводилось в режимах DirectX 9/DirectX 10. При этом использовались настройки, соответствующие среднему качеству изображения, и разрешение 1280х800 с анизотропной фильтрацией x16 и отключенным полноэкранным сглаживанием. Вертикальная синхронизация отключалась, никакие изменения в настройки драйверов не вносились.

⇡#Характеристики протестированных APU

Хотя для участия в тестировании мы отобрали всего лишь пять процессоров, различия в их характеристиках настолько значительны, что им стоит посвятить отдельный раздел. Причём, как это ни странно, особенно сильная разница прослеживается в спецификациях графических ядер, на которые в случае APU делается особый акцент. Используемые Intel в своих процессорах ускорители серии HD Graphics 2000 и HD Graphics 3000, как и встраиваемые в процессоры A8 и A6 графические ядра Radeon HD 6550D и Radeon HD 6530D, различаются по тактовым частотам и по количеству шейдерных конвейеров. Поэтому к привычным для CPU спецификациям вроде числа ядер, тактовой частоты и размера кеш-памяти добавляются дополнительные параметры.

AMD Radeon HD 6530D	Intel HD Graphics 2000
AMD Radeon HD 6550D	Intel HD Graphics 3000

Диагностическая утилита GPU-Z, на которую мы обычно полагаемся в деле определения конфигурации GPU, в случае с графическими ядрами APU выдаёт ограниченную и местами даже неверную информацию. Например, на её показания нельзя полагаться в части частот и поддержки интерфейса OpenCL, а для Intel HD Graphics 2000 она даже сообщает неверное число шейдерных конвейеров.

Дело осложняется и тем, что подходы производителей APU к дифференциации модельного ряда не отличаются единодушием. Intel вставляет разные модификации графики как в старшие, так и в младшие модели Core i3, в то время как AMD использует быстродействующую версию своего графического ядра только в более дорогих Socket FM1 процессорах.

Поэтому, для того чтобы составить полное впечатление о формальных свойствах протестированных гибридных процессоров, мы составили следующую таблицу спецификаций.

*Предварительная информация

Следует отдавать себе отчёт в том, что процессоры AMD и Intel имеют совершенно различную микроархитектуру, по причине чего прямое сопоставление их тактовых частот и прочих численных параметров не даёт возможности сформировать правильное мнение об относительной производительности. То же самое касается и характеристик графических ядер.

Так что самое время перейти к результатам практических тестов, которые уж точно смогут расставить всё по своим местам.