Видеокарта в нагрузку: обзор графических ускорителей Intel HD Graphics 4000 и Intel HD Graphics 2500 / Процессоры и память

Ещё несколько лет тому назад разговор о производительности встроенных графических ядер не имел практически никакого смысла. Полагаться на такие решения можно было лишь в тех случаях, когда работа с трёхмерной графикой не входила в число возможных применений компьютера, потому что встроенные графические ядра по сравнению с дискретными видеоакселераторами обладали минималистичной функциональностью в 3D-режимах. Однако к сегодняшнему дню эта ситуация в корне изменилась. Начиная с 2007 года зачинщик основной массы изменений на компьютерном рынке, компания Intel считает наращивание возможностей и производительности собственной интегрированной графики одной из важнейших задач. И её успехи впечатляют: встроенные графические ядра не только более чем на порядок увеличили своё быстродействие, но и стали неотъемлемой составной частью современных процессоров. Причём на достигнутом компания явно останавливаться не собирается и вынашивает амбициозные планы по увеличению скорости встраиваемой графики ещё на порядок к 2015 году.

Внезапно появившийся у разработчиков процессоров интерес к совершенствованию графических ядер стал отражением желания пользователей иметь в своём распоряжении достаточно компактные, но при этом вполне производительные вычислительные системы. Казалось бы, совсем недавно термин «мобильный компьютер» ассоциировался с системой, которую можно просто перенести с места на место одной рукой, а вопрос её размеров и веса волновал мало кого. Сегодня же, даже глядя на достаточно небольшие двухкилограммовые ноутбуки, многие потребители недовольно морщат нос. Тренд повернулся в сторону планшетных компьютеров и ультракомпактных решений, которые Intel величает ультрабуками. И именно такое стремление к легкости и миниатюрности стало основной движущей силой в интеграции графики в центральные процессоры и в увеличении её производительности. Один чип, полноценно заменяющий собой и CPU, и GPU и имеющий при этом невысокое тепловыделение — это именно тот базис, который необходим для создания прельщающих современных пользователей мобильных решений. Поэтому мы и наблюдаем бурное развитие гибридных процессоров, с существованием которых мириться приходится и приверженцам настольных систем. Последние, надо сказать, от такого прогресса тоже получают определённые дивиденды.

Процессоры Ivy Bridge — это уже второй вариант интеловской микроархитектуры, характеризующейся гибридным дизайном, объединяющим в одном полупроводниковом кристалле вычислительные ядра с графическим. По сравнению с предыдущей версией микроархитектуры, Sandy Bridge, изменения произошли кардинальные, причём касаются они в первую очередь именно графического ядра. Intel даже пришлось давать специальные разъяснения по поводу нарушения принципа «тик-так»: Ivy Bridge должен был стать результатом переноса предыдущего дизайна на новый, 22-нм технологический процесс, но, по факту, с точки зрения графических возможностей произошёл очень существенный шаг вперёд. Именно поэтому рассмотрение нового видеоядра, входящего в Ivy Bridge, мы сделали в виде отдельного материала — количество всевозможных нововведений чрезвычайно велико, да и улучшение 3D-производительности носит совсем нешуточный характер.

Отличное представление о том, насколько существенны произошедшие изменения, можно получить, просто сопоставляя полупроводниковые кристаллы Ivy Bridge и Sandy Bridge.

Sandy Bridge — площадь 216 кв.мм; Ivy Bridge — площадь 160 кв.мм

Оба они выполнены по различным технологическим процессам и имеют различную площадь. Но, обратите внимание, в то время как в дизайне Sandy Bridge на долю графического ядра было отведено примерно 19 процентов площади кристалла, в Ivy Bridge эта доля возросла до 28 процентов. А это значит, что сложность входящей в состав процессора графики увеличилась более чем вдвое: со 189 до 392 млн транзисторов. Совершенно очевидно, что такой заметный рост транзисторного бюджета впустую уйти не мог.

Необходимо подчеркнуть, что политика Intel в отношении объединения вычислительных и графического ядер и наращивания мощности последнего несколько расходится с концепцией APU, предложенной компанией AMD. Интеловский конкурент рассматривает внутрипроцессорное графическое ядро в качестве дополнения к вычислительным, рассчитывая, что гибкие программируемые шейдерные процессоры смогут стать подспорьем в деле увеличения общей производительности решения. Intel же возможность широкого использования графики для вычислений в расчет не берет: с традиционно процессорным быстродействием у Ivу Bridge всё в порядке и так. При этом первоочередная роль графического ядра — совершенно традиционная, а борьба разработчиков за приумножение его мощности обусловлена желанием максимально снизить число случаев, когда дискретная видеокарта выступает необходимым системным компонентом, особенно в мобильных компьютерах.

Впрочем, что подход AMD, что Intel — результат оказывается один и тот же. Рыночная доля дискретной графики неуклонно сокращается, уступая место интегрированной графике новых поколений, которая к настоящему времени приобрела поддержку DirectX 11 и получила производительность выше, чем у целого ряда бюджетных видеокарт. В данном материале мы посмотрим на реализованные в Ivy Bridge графические акселераторы Intel HD Graphics 4000 и Intel HD Graphics 2500 и попробуем оценить, использование каких дискретные видеокарт потеряло свой смысл с появлением интеловской графики нового поколения.

⇡#Графическая архитектура Intel HD Graphics 4000/2500: что нового

Увеличение производительности интегрированных графических ядер — далеко не такая простая задача. И то, что Intel смогла поднять её за несколько лет более чем на порядок — на самом деле результат серьёзной инженерной работы. Основная проблема здесь заключается в том, что интегрированные графические акселераторы не могут воспользоваться выделенной высокоскоростной видеопамятью, а делят с вычислительными ядрами обычную системную память с достаточно низкой по меркам современных 3D-приложений пропускной способностью. Поэтому оптимизация работы с памятью — это самый первый шаг, который необходимо сделать при проектировании быстродействующей встраиваемой графики.

И этот важный шаг компания Intel осуществила в прошлом варианте микроархитектуры — Sandy Bridge. Внедрение кольцевой внутрипроцессорной шины, связывающей воедино все компоненты CPU (вычислительные ядра, кеш третьего уровня, графику, системный агент с контроллером памяти), открыло для встроенного видеоядра короткий и прогрессивный маршрут для обращений в память — через быстродействующий кеш третьего уровня. Иными словами, интегрированное графическое ядро наряду с вычислительными процессорными ядрами стало равноправным пользователем L3-кеша и контроллера памяти, что существенно уменьшило простои, обусловленные ожиданием графических данных для обработки. Кольцевая шина оказалась до того удачной находкой прошлого дизайна, что в новую микроархитектуру Ivy Bridge она перекочевала без каких бы то ни было изменений.

Что же касается внутреннего строения графического ядра Ivy Bridge, то в целом его можно считать дальнейшим развитием идей, заложенных в акселераторах HD Graphics предыдущих поколений. Архитектура актуального интеловского графического ядра уходит своими корнями к представленным в 2010 году процессорам Clarkdale и Arrandale, но каждая новая её реинкарнация представляет собой не простое копирование предыдущего дизайна, а его совершенствование.

Архитектура графического ядра HD Graphics поколения Ivy Bridge

Так, при переходе от микроархитектуры Sandy Bridge к Ivy Bridge рост производительности графики достигается в первую очередь за счёт увеличения количества исполнительных устройств, тем более что внутреннее строение HD Graphics изначально подразумевало техническую возможность их простейшего добавления. В то время как в старшем варианте графики из Sandy Bridge, HD Graphics 3000, было реализовано 12 устройств, наиболее производительная модификация встраиваемого в Ivy Bridge видеоядра, HD Graphics 4000, получила 16 исполнительных устройств. Однако только лишь этим дело не ограничилось, сами устройства тоже были улучшены. В них добавился второй текстурный сэмплер, а пропускная способность возросла до трёх инструкций за такт.

Увеличение скорости обработки данных графическим ядром потребовало от разработчиков вновь задуматься и об их своевременной доставке. Поэтому в графическом ядре Ivy Bridge появилась и своя собственная кеш-память. Объём её не разглашается, однако, судя по всему, речь идёт о небольшом, но высокоскоростном внутреннем буфере.

Хотя нововведения в микроархитектуре графического ядра и кажутся на первый взгляд не слишком значительными, в сумме они выливаются в хорошо заметный невооружённым глазом прирост 3D-производительности, оцениваемый самой компанией Intel как двукратный. Кстати, примерно такой же прирост должно будет предложить и следующее поколение акселераторов HD Graphics, которые будут встраиваться в процессоры семейства Haswell. В них количество исполнительных устройств вырастет до 20, а в борьбу за уменьшение латентностей при работе графического ядра с памятью включится кеш четвёртого уровня.

Что же касается графики Ivy Bridge, то наращивание её быстродействия было далеко не единственной целью инженеров. Параллельно с ним в соответствие современным требованиям приведены и формальные спецификации нового графического ядра. Это означает, что в HD Graphics 4000 наконец появилась полная поддержка Shader Model 5.0 и аппаратной тесселяции. То есть теперь интеловская графика полностью совместима «в железе» с программными интерфейсами DirectX 11 и OpenGL 3.1. Ну и конечно, не станет проблемой работа HD Graphics 4000 в грядущей операционной системе Windows 8 — необходимые драйверы уже доступны на сайте Intel.

Также Intel добавила в новое графическое ядро и возможность выполнения его средствами вычислительной работы, для этого в новом поколении HD Graphics появилась поддержка DirectCompute 5.0 и OpenCL. В процессорах Sandy Bridge эти программные интерфейсы также поддерживались, но на уровне драйвера, который переадресовывал соответствующую нагрузку на вычислительные ядра. С выходом Ivy Bridge полноценные вычисления на GPU стали доступными и в системах с интеловской графикой.

В свете современных реалий инженеры Intel уделили внимание и поддержке становящихся всё более популярными многомониторных конфигураций. Графическое ядро HD Graphics 4000 стало первым интеловским интегрированным решением, способным работать с тремя независимыми дисплеями. Но имейте в виду, для реализации этой функции потребовалось увеличение ширины шины FDI, по которой изображение передаётся из процессора в набор системной логики. Так что поддержка трёх мониторов возможна только с новыми материнками, использующими чипсеты седьмой серии.

Кроме того, существуют некоторые ограничения в разрешениях и способах подключения мониторов. В настольной платформе, базирующейся на процессорах семейства Ivy Bridge, теоретически можно получить три выхода: первый — универсальный (HDMI, DVI, VGA или DisplayPort) с максимальным разрешением 1920x1200, второй — DisplayPort, HDMI или DVI с разрешением до 1920x1200 и третий — DisplayPort с поддержкой высоких разрешений вплоть до 2560x1600. То есть популярный вариант с подключением WQXGA-мониторов через Dual-Link DVI с Intel HD Graphics 4000 реализовать всё ещё невозможно. Зато версия протокола HDMI доведена до 1.4а, а протокола DisplayPort — до 1.1а, что в первом случае означает поддержку 3D, а во втором — способность интерфейса к передаче аудиопотока.

Инновации затронули и другие составные части графического ядра процессоров Ivy Bridge, в том числе и их мультимедийные возможности. Качественное аппаратное декодирование форматов AVC/H.264, VC-1 и MPEG-2 было успешно реализовано ещё в прошлом поколении HD Graphics, но в графике Ivy Bridge алгоритмы AVC-декодирования были скорректированы. За счёт нового дизайна модуля, отвечающего за контекстно-адаптивное кодирование, выросла производительность аппаратного декодера, что вылилось в теоретическую возможность одновременного воспроизведения нескольких потоков с высоким разрешением, вплоть до 4096x4096.

Немалый прогресс затронул и технологию Quick Sync, предназначенную для быстрого аппаратного кодирования видео в формат AVC/H.264. Введённая в строй в Sandy Bridge, она была признана колоссальным прорывом ещё полтора года назад. Благодаря ей процессоры Intel выдвинулись на первые места в скорости транскодирования видео высокого разрешения, для выполнения которого теперь отводится отдельный аппаратный блок, являющийся частью графического ядра. В рамках HD Graphics 4000 технология Quick Sync стала ещё лучше и получила усовершенствованный медиасэмплер. В результате обновлённый движок Quick Sync обеспечивает по сравнению с его прошлой Sandy Bridge-версией примерно двукратное преимущество в скорости перекодирования в формат H.264. При этом в рамках технологии улучшилось и качество выдаваемого кодеком видео, а также стали поддерживаться сверхвысокие разрешения видеоконтента, вплоть до 4096х4096.

Впрочем, у Quick Sync остаются и слабые стороны. На данный момент эта технология задействуется лишь в коммерческих приложениях для транскодирования видео. Популярных свободно распространяемых утилит, работающих с этой технологией, на горизонте не видно. Ещё один недостаток технологии — это её тесная совмещённость с графическим ядром. Если в системе используется внешняя графическая карта, отключающая в общем случае интегрированную графику, использовать Quick Sync невозможно. Правда, решение этой проблемы может предложить сторонняя компания LucidLogix, разработавшая технологию графической виртуализации Virtu.

И тем не менее Quick Sync остаётся уникальной технологией для рынка. Реализованный в её рамках узкоспециализированный аппаратный кодек оказывается существенно лучше по всем показателям, чем кодирование с использованием мощностей шейдерных процессоров современных видеокарт. Реализацию же аналогичного утилитарного аппаратного решения для кодирования вслед за Intel смогла осилить лишь NVIDIA. И то специализированное средство этой компании, NVEnc, появилось лишь совсем недавно — в ускорителях поколения Kepler.

⇡#Intel HD Graphics 4000 против Intel HD Graphics 2500: в чём же разница?

Как и раньше, Intel интегрирует в Ivy Bridge два варианта графического ядра. На этот раз это HD Graphics 4000 и HD Graphics 2500. Старшая и высокопроизводительная модификация, про которую в первую очередь шла речь в предыдущем разделе, впитала в себя все заложенные в микроархитектуре улучшения. Младшая же версия графики направлена не на установление новых стандартов быстродействия для интегрированных решений, а на простое обеспечение для современных процессоров минимально необходимого уровня графической функциональности.

Разница между HD Graphics 4000 и HD Graphics 2500 кардинальная. Быстрая версия видеоядра обладает шестнадцатью исполнительными устройствами, в младшей же их количество урезано до шести. В результате, в то время как HD Graphics 4000 обеспечивает примерно двукратное превосходство в теоретической 3D-производительности над видеоакселератором прошлого поколения HD Graphics 3000, преимущество HD Graphics 2500 перед HD Graphics 2000 прогнозируется на уровне 10-20 процентов. То же самое касается и скорости работы Quick Sync — двукратный рост скорости по сравнению с предшественниками обещан лишь только применительно к старшим версиям видеоядра.


Intel HD Graphics 4000	Intel HD Graphics 2500

«Полноценное» ядро HD Graphics 4000 при этом можно встретить далеко не во всех представителях поколения Ivy Bridge, а главным образом лишь в мобильных, где интегрированная в CPU графика наиболее востребована. В десктопных же моделях HD Graphics 4000 присутствует либо в процессорах серии Core i7, либо в оверклокерских Core i5 (с суффиксом K в модельном номере) с единственным исключением из этого правила — процессором Core i5-3475S. Во всех же остальных случаях пользователям настольных систем приходится либо иметь дело с HD Graphics 2500, либо прибегать к услугам внешних графических ускорителей.

К счастью, увеличение разрыва между старшими и младшими модификациями интеловской графики произошло исключительно в производительности. Функциональность HD Graphics 2500 нисколько не пострадала. Так же как и в HD Graphics 4000, в младшей версии есть поддержка DirectX 11 и трёхмониторных конфигураций.

Следует отметить, что, как и ранее, в разных процессорах Core третьего поколения графическое ядро может функционировать на различных частотах. Например, производительность встроенной графики заботит Intel больше, когда речь идёт о мобильных решениях, и это отражается на частотах. В целом мобильные процессоры Ivy Bridge имеют ядро HD Graphics 4000, работающее на слегка более высокой частоте, чем в случае их десктопных модификаций. Кроме того, разница в частоте встроенной графики может быть обусловлена и ограничениями в тепловыделении разных моделей CPU.

К тому же частота работы графики — величина переменная. В процессорах Ivy Bridge реализована специальная технология Intel HD Graphics Dynamic Frequency, которая интерактивно управляет частотой видеоядра в зависимости от нагрузки на вычислительные ядра процессора и их текущего энергопотребления и тепловыделения.

Поэтому в числе характеристик конкретных реализаций HD Graphics указывается две частоты: минимальная и максимальная. Первая характерна для состояния простоя, вторая же — это целевая частота, до которой графическое ядро стремится разогнаться, если это позволяет текущее энергопотребление и тепловыделение, под нагрузкой.

В следующей далее таблице мы собрали основные сведения о вариантах ядер Intel HD Graphics, используемых в процессорах Core третьего поколения.

Процессор	Ядра/ потоки	L3-кеш, Мбайт	Тактовая частота, ГГц	TDP, Вт	Модель HD Graphics	Исполнит. устройства	Макс. частота графики, ГГц	Мин. частота графики, МГц
Десктопные процессоры
Core i7-3770K	4/8	8	До 3,9	77	4000	16	1,15	650
Core i7-3770	4/8	8	До 3,9	77	4000	16	1,15	650
Core i7-3770S	4/8	8	До 3,9	65	4000	16	1,15	650
Core i7-3770T	4/8	8	До 3,7	45	4000	16	1,15	650
Core i5-3570K	4/4	6	До 3,8	77	4000	16	1,15	650
Core i5-3570	4/4	6	До 3,8	77	2500	6	1,15	650
Core i5-3570S	4/4	6	До 3,8	65	2500	6	1,15	650
Core i5-3570T	4/4	6	До 3,3	45	2500	6	1,15	650
Core i5-3550	4/4	6	До 3,7	77	2500	6	1,15	650
Core i5-3550S	4/4	6	До 3,7	65	2500	6	1,15	650
Core i5-3475S	4/4	6	До 3,6	65	4000	16	1,1	650
Core i5-3470	4/4	6	До 3,6	77	2500	6	1,1	650
Core i5-3470S	4/4	6	До 3,6	65	2500	6	1,1	650
Core i5-3470T	2/4	4	До 3,6	35	2500	6	1,1	650
Core i5-3450	4/4	6	До 3,5	77	2500	6	1,1	650
Core i5-3450S	4/4	6	До 3,5	65	2500	6	1,1	650
Мобильные процессоры
Core i7-3920XM	4/8	8	До 3,8	55	4000	16	1,3	650
Core i7-3820QM	4/8	8	До 3,7	45	4000	16	1,25	650
Core i7-3720QM	4/8	6	До 3,6	45	4000	16	1,25	650
Core i7-3667U	2/4	4	До 3,2	17	4000	16	1,15	350
Core i7-3615QM	4/8	6	До 3,3	45	4000	16	1,2	650
Core i7-3612QM	4/8	6	До 3,1	35	4000	16	1,1	650
Core i7-3610QM	4/8	6	До 3,3	45	4000	16	1,1	650
Core i7-3520M	2/4	4	До 3,6	35	4000	16	1,25	650
Core i7-3517U	2/4	4	До 3,0	17	4000	16	1,15	350
Core i5-3427U	2/4	3	До 2,8	17	4000	16	1,15	350
Core i5-3360M	2/4	3	До 3,5	35	4000	16	1,2	650
Core i5-3320M	2/4	3	До 3,3	35	4000	16	1,2	650
Core i5-3317U	2/4	3	До 2,6	17	4000	16	1,05	350
Core i5-3210M	2/4	3	До 3,1	35	4000	16	1,1	650

⇡#Как мы тестировали

В рамках тестирования мы поставили перед собой цель сравнить производительность новых встроенных в процессоры Ivy Bridge графических ускорителей Intel HD Graphics 4000 и Intel HD Graphics 2500 со скоростью работы предшествующих и конкурирующих интегрированных GPU и видеокарт младшего ценового диапазона. Данное сравнение проводилось на примере настольных систем, хотя полученные результаты нетрудно распространить и на мобильные системы.

Актуальных процессоров для настольных компьютеров с интегрированной графикой, которые имеет смысл сравнивать с Ivy Bridge, на данный момент на рынке присутствует два: AMD Vision серий A8/A6 и интеловский же Sandy Bridge. Именно с ними мы и сопоставили систему, в основе которой лежали процессоры Core i5 третьего поколения, оснащённые графическими ядрами Intel HD Graphics 2500 и Intel HD Graphics 4000. Кроме того, в тестах приняли участие и дешёвые дискретные видеокарты AMD шеститысячной серии Radeon HD 6450 и Radeon HD 6570.

К сожалению, выполняя сравнение встроенных видеоядер, мы не можем обеспечить полное равенство прочих характеристик систем. Разные ядра являются принадлежностью разных процессоров, различающихся не только по тактовой частоте, но и по микроархитектуре. Поэтому нам пришлось ограничиться подбором близких, но не идентичных конфигураций. В случае LGA1155-платформ мы выбирали исключительно процессоры серии Core i5, а для сравнения с ними использовались старшие процессоры AMD Vision семейства Llano. Дискретные же видеокарты испытывались в составе системы с процессором Ivy Bridge.

В результате в тестах задействовались следующие аппаратные и программные компоненты:

Процессоры:

Intel Core i5-3570K (Ivy Bridge, 4 ядра, 3.4-3,8 ГГц, 6 Мбайт L3, HD Graphics 4000);
Intel Core i5-3550 (Ivy Bridge, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, HD Graphics 2500);
Intel Core i5-2500K (Sandy Bridge, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, HD Graphics 3000);
Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge, 4 ядра, 3,1-3,4 ГГц, 6 Мбайт L3, HD Graphics 2000);
AMD A8-3870K (Llano, 4 ядра, 3,0 ГГц, 4 Мбайта L2, Radeon HD 6550D);
AMD A6-3650 (Llano, 4 ядра, 2,6 ГГц, 4 Мбайта L2, Radeon HD 6530D).

Материнские платы:

ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77 Express);
Gigabyte GA-A75-UD4H (Socket FM1, AMD A75).

Видеокарты:

AMD Radeon HD 6570 1 Гбайт GDDR5 128-бит;
AMD Radeon HD 6450 512 Мбайт GDDR5 64-бита.

Память: 2x4 Гбайт, DDR3-1866 SDRAM, 9-11-9-27 (Kingston KHX1866C9D3K2/8GX).

Дисковая подсистема: Crucial m4 256 Гбайт (CT256M4SSD2).

Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 W).

Операционная система: Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.

Драйверы:

AMD Catalyst 12.4 Driver;
AMD Chipset Driver 12.4;
Intel Chipset Driver 9.3.0.1019;
Intel Graphics Media Accelerator Driver 15.28.0.64.2729;
Intel Rapid Storage Technology 10.8.0.1003.

Основной акцент в настоящем тестировании был вполне закономерно сделан на игровые применения встроенной процессорной графики. Поэтому основная масса использованных нами бенчмарков — это игры или специализированные геймерские тесты. Причём к настоящему времени мощности интегрированных видеоакселераторов выросли настолько, что позволили нам провести исследование производительности не только в низком разрешении 1366x768, но и в ставшем де-факто стандартом для настольных систем Full HD-разрешении 1980x1080. Правда, в последнем случае мы ограничивались выбором низких настроек качества.

⇡#3D-производительность

Предваряя результаты тестирования производительности, необходимо пару слов сказать и о совместимости графических ускорителей HD Graphics 4000/2500 с различными играми. Ранее достаточно типичной была ситуация, когда некоторые игры с интеловской графикой работали некорректно или не работали вообще. Однако прогресс очевиден: медленно, но верно ситуация меняется к лучшему. С каждой новой версией ускорителя и драйвера список полностью совместимых игровых приложений расширяется, и в случае с HD Graphics 4000/2500 встретить какие-то критические проблемы уже достаточно трудно. Впрочем, если вы всё равно относитесь к возможностям интеловских графических ядер скептически, то на сайте Intel имеется обширный список (1, 2) проверенных на совместимость с HD Graphics новых и популярных игр, с которыми гарантированно нет никаких проблем и в которых наблюдается приемлемый уровень производительности.

⇡#3DMark Vantage

Результаты тестов семейства 3DMark — очень популярная метрика для оценки средневзвешенной игровой производительности видеокарт. Поэтому к 3DMark мы обратились в первую очередь. Выбор же версии Vantage обусловлен тем, что она использует DirectX десятой версии, поддерживаемой всеми принимающими участие в испытаниях видеоускорителями.

Первые же диаграммы весьма выпукло показывают тот огромный скачок в производительности, который сделали графические ядра семейства HD Graphics. HD Graphics 4000 демонстрирует более чем двукратное преимущество перед HD Graphics 3000. Не ударяет лицом в грязь и младшая версия новой интеловской графики. HD Graphics 2500 обгоняет HD Graphics 2000 почти вдвое даже несмотря на то, что оба эти ускорителя располагают одинаковым количеством исполнительных устройств.

⇡#3DMark 11

Более свежая версия 3DMark ориентирована на измерение DirectX 11-производительности. Поэтому из этого испытания выбывают интегрированные графические ускорители процессоров Core второго поколения.

Графическое ядро процессоров Ivy Bridge первым из интеловских ускорителей смогло пройти испытание в 3DMark 11, причём никаких нареканий к качеству изображения при работе этого DirectX 11-теста мы не заметили. Производительность HD Graphics 4000 также вполне на уровне. Оно обгоняет дискретную видеокарту начального уровня Radeon HD 6450 и встроенный в процессор AMD A6-3650 ускоритель Radeon HD 6530D, уступая лишь старшему варианту интегрированного ядра процессоров AMD Llano и видеокарте Radeon HD 6570, стоимость которой составляет порядка $60-70. Младшая же модификация современной интеловской графики, HD Graphics 2500, оказывается на последнем месте. Очевидно, что постигшее её безжалостное урезание количества исполнительных устройств существенно сказывается на игровом быстродействии.

⇡#Batman Arkham City

Открывает группу реальных игровых тестов сравнительно новая игра Batman Arkham City, построенная на движке Unreal Engine 3.

Как видно по результатам, производительность интегрированной интеловской графики выросла настолько, что она позволяет играть в достаточно современные игры при полноценном Full HD-разрешении. И хотя о хорошем качестве изображения и о полностью комфортном количестве кадров в секунду речи пока не идёт, это всё равно сильный рывок вперёд, прекрасно иллюстрируемый 55-процентным преимуществом HD Graphics 4000 перед HD Graphics 3000. В целом же HD Graphics 4000 настигает интегрируемое в AMD A6-3650 ядро Radeon HD 6530D и дискретную видеокарту Radeon HD 6450, немного отставая от AMD A8-3850K с его GPU Radeon HD 6550D. Правда, младший вариант интегрированного ядра Ivy Bridge, HD Graphics 2500, столь же существенными достижениями в быстродействии похвастать не может. Хотя его результат превышает показатели HD Graphics 2000 на 40-45 процентов, графика четырёхъядерных процессоров Llano, как и 40-долларовых видеокарт, работает заметно быстрее.

⇡#Battlefield 3

Популярнейший шутер от первого лица на встроенной в процессоры Ivy Bridge графике ворочается недостаточно быстро. Кроме того, в процессе тестирования мы столкнулись с некоторыми проблемами с отображением игрового меню. Тем не менее общая оценка производительности решений HD Graphics нового поколения не меняется. Четырёхтысячный ускоритель несколько быстрее графики AMD A6-3650 и видеокарты Radeon HD 6450, однако уступает старшей модификации видеоядра процессоров Llano и с треском проигрывает дискретной видеокарте Radeon HD 6570.

⇡#Civilization V

Популярная пошаговая стратегия благоволит к графическим решениям с архитектурой AMD, именно они занимают здесь первые места. Результаты же интеловской графики не слишком хороши, даже HD Graphics 4000 существенно отстаёт и от внутреннего Radeon HD 6530D, и от внешнего Radeon HD 6450.

⇡#Crysis 2

Crysis 2 можно смело отнести к числу наиболее «тяжёлых» для видеоускорителей компьютерных игр. И это, как видим, сказывается на соотношении результатов. Даже с учётом того, что при тестировании мы не включали режим DirectX 11, Intel HD Graphics 4000 в процессоре Core i5-3750K выступила плохо и проиграла как процессорной графике A6-3650, так и дискретной видеокарте Radeon HD 6450. Справедливости ради следует заметить, что преимущество Ivy Bridge перед Sandy Bridge остаётся более чем существенным, причём оно наблюдается как на примере старших версий акселераторов, так и с младшими. Иными словами, сила нового графического ядра базируется на увеличении числа исполнительных устройств лишь отчасти. Даже без этого HD Graphics 2500 примерно на 30 процентов превосходит HD Graphics 2000.

⇡#Dirt 3

В Dirt 3 ситуация типичная. HD Graphics 4000 быстрее старшей версии графического ядра из процессоров Sandy Bridge примерно на 80 процентов, а HD Graphics 2500 опережает встроенный видеоускоритель HD Graphics 2000 на 40 процентов. Результатом такого прогресса становится то, что по скорости система на базе Core i5-3750K без внешней видеокарты оказывается посредине между интегрированными системами с процессорами AMD A8-3870K и AMD A6-3650. Дискретные же видеокарты могут бороться с новой и быстрой версией HD Graphics, но только начиная с Radeon HD 6570: более медленные же бюджетные решения интеловскому четырёхтысячному ускорителю проигрывают.

⇡#Far Cry 2

Смотрите: в популярном шутере четырёхлетней давности производительность современной встроенной графики разработки Intel уже вполне достаточна для комфортной игры. Правда, пока с невысоким качеством изображения. Тем не менее по диаграмме хорошо видно, насколько резво растёт скорость интегрированных решений Intel со сменой поколений процессоров. Если предположить, что с появлением процессоров Haswell взятый темп сохранится, то можно ожидать, что в следующем году станут ненужными уже и дискретные видеокарты уровня Radeon HD 6570.

⇡#Mafia II

В Mafia II встроенная в процессоры AMD графика выглядит сильнее, чем даже HD Graphics 4000. Причём касается это как Radeon HD 6550D, так и более медленного варианта интегрированного ускорителя из APU класса Vision, Radeon HD 6530D. Так что в очередной раз мы вынуждены констатировать, что AMD Llano имеет более продвинутое видеоядро, нежели Ivy Bridge. А выходящие в скором времени новые процессоры семейства Vision с дизайном Trinity, ясное дело, смогут ещё сильнее отодвинуть HD Graphics от лидирующих позиций. Тем не менее отрицать происходящее семимильными шагами совершенствование интеловской графики невозможно. Даже младшая версия встроенного в Ivy Bridge акселератора, HD Graphics 2500, выглядит на фоне предшественников весьма впечатляюще. Располагая всего лишь шестью исполнительными устройствами, она почти дотягивает по быстродействию до HD Graphics 3000 из Sandy Bridge, число исполнительных устройств в котором — двенадцать.

⇡#War Thunder: World of Planes

War Thunder — это новый многопользовательский боевой авиационный симулятор, выход которого ожидается в недалёком будущем. Но даже в этой новейшей игре интегрированные графические ядра, если не «выкручивать» настройки качества, предлагают вполне приемлемое быстродействие. Конечно, дискретные видеокарты среднего ценового диапазона позволят получать большее удовольствие от процесса игры, но и современную интеловскую графику непригодной для новых игр назвать невозможно. В особенности это касается четырёхтысячной версии HD Graphics, которая в очередной раз уверенно превзошла хоть и бюджетную, но вполне актуальную дискретную видеокарту Radeon HD 6450. Младшая же графика из Ivy Bridge смотрится значительно хуже, её производительность примерно вдвое ниже, и в результате она существенно уступает в скорости не только дискретным графическим ускорителям, но и интегрированным видеоакселераторам, встраиваемым в четырёхъядерные Socket FM1-процессоры компании AMD.

⇡#Cinebench R11.5

Все игры, в которых мы провели тестирование, относятся к приложениям, использующим программный интерфейс DirectX. Однако нам хотелось посмотреть и на то, как справятся новые интеловские ускорители с работой в OpenGL. Поэтому к чисто игровым тестам мы добавили и небольшое исследование производительности при работе в профессиональном графическом пакете Cinema 4D.

Как показывают результаты, никаких принципиальных отличий в относительной производительности HD Graphics не наблюдается и в OpenGL-приложениях. Правда, HD Graphics 4000 всё-таки отстаёт от любых вариантов интегрированных и дискретных ускорителей AMD, что, впрочем, вполне закономерно и объясняется лучшей оптимизацией их драйвера.

⇡#Производительность при работе с видео

В работу с видео в случае графических ядер HD Graphics вкладывается два понятия. С одной стороны — это воспроизведение (декодирование) видеоконтента высокого разрешения, а с другой — его транскодирование (то есть декодирование с последующим кодированием) посредством технологии Quick Sync.

Что касается декодирования, то тут характеристики нового поколения графических ядер ничем не отличаются от того, что было раньше. HD Graphics 4000/2500 поддерживает полностью аппаратное декодирование видео в форматах AVC/H.264, VC-1 и MPEG-2 через интерфейс DXVA (DirectX Video Acceleration). Это означает, что при проигрывании видео с использованием совместимых с DXVA программных плееров загрузка вычислительных ресурсов процессора и его энергопотребление остаются минимальными, а работу по декодированию контента выполняет специализированный блок, являющийся частью графического ядра.

Впрочем, ровно то же самое было обещано и в процессорах Sandy Bridge, однако на практике в ряде случаев (при использовании определённых плееров и при проигрывании определённых форматов) мы сталкивались с неприятными артефактами. Понятно, что связано это было не с какими-то аппаратными изъянами встроенного в графическое ядро декодера, а скорее с программными недоработками, но конечному пользователю от этого не легче. К настоящему же моменту, похоже, все детские болезни уже ушли, и современные версии плееров справляются с проигрыванием видео в системах с HD Graphics нового поколения без каких-либо нареканий на качество изображения. По крайней мере, на нашем тестовом наборе видеороликов всевозможных форматов мы так и не смогли заметить какие-либо дефекты изображения ни в свободно распространяемых Media Player Classic Home Cinema 1.6.2.4902 или VLC media player 2.0.1, ни в коммерческом Cyberlink PowerDVD 12 build 1618.

Ожидаемо низкой при воспроизведении видеоконтента оказывается и загрузка процессора, ведь основная работа ложится не на вычислительные ядра, а на имеющийся в недрах графического ядра видеодвижок. Например, проигрывание Full HD-видео со включёнными субтитрами грузит Core i5-3550 с акселератором HD Graphics 2500, на котором мы проводили проверку, не более чем на 10 %. Более того, процессор остаётся при этом в энергосберегающем состоянии, то есть работает на сниженной до 1,6 ГГц частоте.

Надо сказать, что производительности аппаратного декодера при этом без проблем хватает и на одновременное проигрывание сразу нескольких Full HD-видеопотоков, и на воспроизведение «тяжёлых» 1080p-роликов, закодированных с битрейтом порядка 100 Мбит/с. Впрочем, «поставить на колени» декодер всё-таки возможно. Например, при проигрывании H.264 видеоролика, закодированного в разрешении 3840x2160 с битрейтом порядка 275 Мбит/с, нам удалось наблюдать выпадения кадров и подтормаживания несмотря на то, что Intel обещает поддержку аппаратного декодирования видео и в больших форматах. Впрочем, указанное QFHD-разрешение используется в данный момент очень и очень редко.

Проверили мы и работу второй версии технологии Quick Sync, реализованной в процессорах Ivy Bridge. Поскольку в новых графических ядрах Intel обещает увеличение скорости транскодирования, в первую очередь наше внимание было сосредоточено на тестировании производительности. Во время практических испытаний мы померили время выполнения перекодирования одного 40-минутного эпизода популярного сериала, закодированного в формате 1080p H.264 с битрейтом 10 Мбит/с для просмотра на Apple iPad2 (H.264, 1280x720, 4Mbps). Для тестов использовались две утилиты, поддерживающие технологию Quick Sync: Arcsoft Media Converter 7.5.15.108 и Cyberlink Media Espresso 6.5.2830.

Рост скорости транскодирования не заметить невозможно. Процессор Ivy Bridge, снабжённый графическим ядром HD Graphics 4000, справляется с тестовой задачей почти на 75 процентов быстрее, чем процессор прошлого поколения с ядром HD Graphics 3000. Однако ошеломляющее увеличение производительности произошло, похоже, только у старшей версии интеловского графического ядра. По крайней мере, при сравнении скорости перекодирования у графических ядер HD Graphics 2500 и HD Graphics 2000 столь же разительного разрыва не наблюдается. Quick Sync в младшей версии графики Ivy Bridge работает существенно медленнее, чем в старшей, в результате чего процессоры с HD Graphics 2500 и HD Graphics 2000 выдают при транскодировании видео быстродействие, различающееся примерно на 10 процентов. Впрочем, горевать по этому поводу не нужно. Даже самая медленная версия Quick Sync работает настолько быстро, что оставляет далеко позади не только софтверное декодирование, но и все варианты Radeon HD, которые ускоряют кодирование видео своими программируемыми шейдерами.

Отдельно хочется затронуть вопрос качества перекодирования видео. Ранее бытовало мнение, что технология Quick Sync дает существенно худший результат, нежели аккуратное программное перекодирование. Intel не отрицала данный факт, подчёркивая, что Quick Sync — это средство для быстрого получения результата, а отнюдь не для профессионального мастеринга. Однако в новой версии технологии, если верить разработчикам, качество было улучшено за счёт изменений в медиасэмплере. Удалось ли при этом достичь уровня качества программного декодирования? Давайте посмотрим на скриншоты, на которых представлен результат перекодирования исходного Full HD-видео для просмотра на Apple iPad 2.

Программное перекодирование, кодек x264:

Перекодирование с использованием технологии Quick Sync, HD Graphics 3000:

Перекодирование с использованием технологии Quick Sync 2.0, HD Graphics 4000:

Честно говоря, никаких кардинальных качественных улучшений не видно. Более того, кажется, что первая версия Quick Sync даёт даже лучший результат — изображение менее размыто и мелкие детали просматриваются отчетливее. С другой стороны, излишняя чёткость картинки на HD Graphics 3000 добавляет шумы, что тоже — нежелательный эффект. Так или иначе, за достижением идеала мы вновь вынуждены советовать обращаться к программному перекодированию, которое способно предложить более качественное преобразование видеоконтента как минимум за счёт более гибких настроек. Однако в том случае, если видео планируется воспроизводить на каком-либо мобильном устройстве с небольшим экраном, использовать Quick Sync как первой, так и второй версии вполне разумно.

⇡#Выводы

Темп, взятый компанией Intel в совершенствовании собственных интегрированных графических ядер, впечатляет. Казалось бы, ещё недавно мы восхищались тем, что графика Sandy Bridge внезапно стала способна к соперничеству с видеокартами начального уровня, как в новом поколении процессорного дизайна Ivy Bridge её производительность и функциональность совершила очередной качественный скачок. Особенно поразительным этот прогресс выглядит на фоне того, что микроархитектура Ivy Bridge представляется производителем не в качестве принципиально новой разработки, а как перевод старого дизайна на новые технологические рельсы, сопровождаемый незначительными доработками. Но тем не менее с выходом Ivy Bridge новая версия интегрированных графических ядер HD Graphics получила не только более высокое быстродействие, но и поддержку DirectX 11, и улучшенную технологию Quick Sync, и способность к выполнению вычислений общего назначения.

Впрочем, на самом деле вариантов нового графического ядра — два, и они существенно отличаются друг от друга. Старшая модификация, HD Graphics 4000, — это как раз именно то, что вызывает у нас весь восторг. Её 3D-производительность по сравнению с оной в HD Graphics 3000 выросла в среднем примерно на 70 процентов, а это значит, что скорость HD Graphics 4000 находится где-то между производительностью современных дискретных видеоускорителей Radeon HD 6450 и Radeon HD 6570. Конечно, для интегрированной графики это — не рекорд, встроенные в старшие процессоры семейства AMD Llano видеоакселераторы работают всё-таки побыстрее, но уже Radeon HD 6530D из процессоров семейства AMD A6 оказывается поверженным. А если к этому добавить технологию Quick Sync, которая стала работать на 75 процентов быстрее, чем раньше, то получается, что ускоритель HD Graphics 4000 не имеет аналогов и вполне может стать желанным вариантом как для мобильных компьютеров, так и для не сугубо геймерских десктопов.

Вторая модификация нового интеловского графического ядра, HD Graphics 2500, ощутимо хуже. Хотя она также приобрела поддержку DirectX 11, на самом деле это — скорее формальное улучшение. Её производительность почти всегда ниже скорости HD Graphics 3000, и ни о каком соперничестве с дискретными ускорителями речь уже не идёт. Строго говоря, HD Graphics 2500 выглядит решением, в котором полноценная 3D-функциональность оставлена просто для галочки, на самом же деле её никто всерьёз не рассматривает. То есть HD Graphics 2500 — это хороший вариант для медиаплееров и HTPC, так как никакие функции по кодированию и декодированию видео в нём не обрезаны, но не 3D-ускоритель начального уровня в современном понимании этого термина. Хотя, конечно, многие игры прошлых поколений могут вполне сносно работать и на HD Graphics 2500.

Судя по тому, как Intel распорядилась размещением графических ядер HD Graphics 4000/2500 в процессорах своего модельного ряда, собственное мнение компании о них очень близко к нашему. Старшая, четырёхтысячная версия ориентирована главным образом на ноутбуки, где использование дискретной графики наносит серьёзный удар по мобильности, а нужда в интегрированных и производительных решениях очень высока. В десктопных же процессорах HD Graphics 4000 можно получить лишь в составе редких специальных предложений либо как часть дорогих CPU, помещать в которые урезанные версии чего-либо как-то «не комильфо». Поэтому большинство процессоров Ivy Bridge для настольных систем комплектуется графическим ядром HD Graphics 2500, пока что не оказывающим серьёзного давления на рынок дискретных видеокарт снизу.

Тем не менее Intel явно даёт понять, что развитие встроенных графических решений, как и у конкурента, — один из важнейших приоритетов компании. И если сейчас процессоры со встроенной графикой могут оказать существенное влияние лишь на рынок мобильных решений, то в недалёком будущем интегрированные графические ядра могут замахнуться и на место дискретных десктопных видеоускорителей. Впрочем, как оно будет на самом деле — покажет время.