» Железо
Ляхович Анна 25.12.2017
Что такое встроенная графика?
Встроенный графический процессор как для геймеров, так и для нетребовательных пользователей играет важную роль.
От него зависит качество игр, фильмов, просмотра видео в интернете и изображений.
Пациент живее всех живых
До тех пор пока не изменится общая концепция того, что называют «персональным компьютером», можно уверенно говорить, что материнские платы с интегрированным видео будут жить и здравствовать еще очень долго. Большинство пользователей, собирающих свои системы самостоятельно, как правило, не выбирают интегрированные решения, и причины этого хорошо известны и неоднократно описаны. В то же время корпоративный рынок, розничные сети и многие государственные учреждения ориентируются именно на такие продукты, и соотношение объемов продаж системных плат с интегрированной графикой и без нее сейчас приблизительно составляет 50 на 50. Общая тенденция к уменьшению количества брендов, разумеется, коснулась и этого сектора комплектующих – даже в большей степени, чем рынка дискретных плат. Как ни парадоксально, но в настоящее время массово производить дешевые материнские платы с интегрированным графическим ядром могут только компании из ведущей пятерки.
Зачем объединяют проц с видюхой внутри?
- Сократить энергопотребление железа, не только потому, что девайсы малой мощности меньше кушают сами, но они еще и нуждаются в слабом охлаждении;
- Сделать аппаратную часть компактнее;
- Уменьшить стоимость ПК.
Кстати, когда производители только начинали практиковать объединение устройств, они встраивали графическое ядро непосредственно в материнскую плату.
Сейчас более популярно компоновать их с центральными процессорами, чтобы максимально разгрузить материнку. Вдобавок за счет уменьшения технологического процесса сейчас удается делать девайсы того же размера, но большей мощности.
Объемы в ущерб прибыли
Кризис, отмечавшийся на рынке чипсетов, в первую очередь сказался именно на IGP-наборах логики, и до сих пор его нельзя считать окончательно миновавшим. И хотя имелись определенные объективные причины для его возникновения, все же есть серьезные подозрения, что вызван он был именно искусственно, и одна из целей – уменьшение количества независимых торговых марок, производящих материнские платы.
Но много ли зарабатывают такие компании, как ASUS, Gigabyte, MSI и Foxconn, которые на протяжении всего 2005 года дрались за каждую пару микросхем от Intel? Основной заказчик интегрированных наборов логики – все тот же корпоративный сектор и крупные сборщики, соответственно отпускные цены очень близки к себестоимости, а иногда и ниже ее, но заработок в данном случае не главное. Компания-производитель получает очень неплохую компенсацию: во-первых, наличие в списке своих партнеров всемирно известных торговых марок (вроде Dell, HP и т. д.) поднимает имидж, а во-вторых, объем производства благодаря таким заказчикам возрастает как минимум вдвое, а значит, можно больше сэкономить на дискретной продукции. Ну и наконец, в-третьих, можно «выкрутить руки» производителям чипсетов, запросив у них более низкие цены и получив тем самым определенное возмещение за свой «альтруизм» по отношению к крупным мировым OEM-заказчикам.
Нетрудно догадаться, что подобные схемы могут себе позволить только крупнейшие компании, у которых есть солидный запас финансовых и производственных ресурсов, и помимо материнских плат имеется ассортимент другой рентабельной продукции.
Украина – чем дешевле, тем лучше
Хотя в нашей стране потребители постепенно отходят от схемы «дешевле = лучше», все больше ориентируясь на западную модель оптимального соотношения цена/качество, в секторе продаж плат с интегрированным графическим ядром верхние строчки по-прежнему занимают максимально дешевые решения на базе чипсетов SiS под Socket 478, а ранее – и под Socket A. Причина также очевидна – локальный рынок более одного миллиона компьютеров поглотить просто не может, сборщиков много, и подавляющая их часть готова сделать все возможное, чтобы компьютер стоил около 300 долларов, а иногда и с монитором. Но, как показывает статистика, первая пятерка украинских сборщиков ориентируется как раз на mainstream-сегмент, в связи с чем они и продают больше, и больше зарабатывают, и имеют меньше проблем с сервисом и гарантийным обслуживанием. Так что весьма вероятно, что от концепции максимально дешевого компьютера мы скоро отойдем, как это происходит, скажем, в автомобильной промышленности.
На самом деле на рынке интегрированной графики имеется множество нюансов и подводных течений. Но в качестве вводной этой информации, надеемся, пока достаточно, самое время рассмотреть техническую сторону наборов системной логики с графическим ядром.
Поддержка нескольких мониторов и разрешения 4K
Последние поколения процессоров, в частности, 6-е и 7-е поколения, поддерживают мониторы с разрешением 4K. Единственное исключение – интегрированная видеокарта Intel HD Graphics 500, в которой такой поддержки нет. На самом деле, максимальное разрешение этих графических чипов составляет 4096 x 2304, что превышает значения для 4K — 3840 x 2160.
Что касается подключения нескольких мониторов, то в случае с ноутбуками имеет значение то, каким образом они будут подключаться, какие интерфейсы использоваться. Ноутбуки, оборудованные портами DisplayPort или USB Type-C/Thunderbolt 3, позволят использовать 3 дисплея с FullHD (1920 x 1080) разрешением, два монитора с 2K разрешением, либо один 4K. Если подобных портов нет, то можно воспользоваться USB-переходниками.
Intel – по-прежнему лидер
На сегодня Intel является абсолютным лидером по производству чипсетов с интегрированной графикой, и ближайший преследователь SiS отстает от нее как минимум на порядок. Однако Intel часто ругают за политику клонирования чипсетов (получивших название технических, т. е. искусственных). Допустим, не заработал внешний графический интерфейс, значит, ставим приставку GV, не заработал контроллер DDR2 – ставим GL, а если он еще и четыре модуля «не осилил», тоже не беда – уменьшаем цифру в названии на 5 и продолжаем в том же духе. В результате даже корпоративный заказчик иногда не в состоянии определить все тонкости, не говоря уже о конечных пользователях, которые, приобретая «вроде бы» одинаковые компьютеры на чипсете серии 915, могут получить несколько иную функциональность, чем ожидалось (детальную информацию о чипсетах Intel можно почерпнуть из таблицы). Говорить много о новой 945-й серии не станем, с точки зрения интегрированной графики почти ничего не изменилось – то же ядро IGMA, просто с бóльшими рабочими частотами и новыми возможностями драйверов.
Сравнительные характеристики чипсетов Intel с интегрированным графическим ядром
Чипсет | Intel 945G Express | Intel 915G Express | Intel 915GV Express | Intel 915GL Express | Intel 910GL Express |
Поддерживаемые процессоры | Pentium D/4, Celeron/D | Pentium 4, Celeron/D | |||
Системная шина, MHz | 1066/800/533 | 800/533 | 533 | ||
Контроллер памяти | DDR2 667/533/400 | DDR2 533/400, DDR 400/333 | DDR 400/333 | ||
Каналов/модулей | 2/2 | 2/1 | |||
Внешний графический интерфейс | PCI Express x16 | PCI Express x16 | — | ||
Графическое ядро | Intel Graphics Media Accelerator 950 | Intel Graphics Media Accelerator 900 | |||
Частота ядра, MHz | 400 | 333 | |||
Поддержка двух дисплеев | + | — | |||
Южный мост | ICH7, ICH7R | ICH6, ICH6R | ICH6, ICH6R | ICH6 | ICH6 |
Поддержка PCI Express | PCI Express x1 (4 или 6) | PCI Express x1 (4) | PCI Express x1 (4) | PCI Express x1 (4) | PCI Express x1 (4) |
Storage-интерфейсы | SATA 300(4), UDMA ATA100 | SATA 150(4), UDMA ATA100 | SATA 150(4), UDMA ATA100 | SATA 150(4), UDMA ATA100 | SATA 150(4), UDMA ATA100 |
Часто задаваемые вопросы
Подскажите, процессор AMD нормальный или нет? Говорят, греется постоянно.Этим недостатком действительно грешат некоторые модели. Но не основывайтесь на голословных отзывах. Ориентируйтесь на параметр тепловыделения. Например, если он равен 95 Вт при максимальной температуре 70 С, вам понадобится хорошее охлаждение. Для сравнения: Intel Core i3-2100 Sandy Bridge выделяет только 65 Вт. С другой стороны, новейший Intel Core I5-9600K Coffee Lake генерирует те же 95 Вт, правда, и рабочая температура увеличена до 100 С.
Как «разогнать» процессор от AMD?Легко. С помощью специальной фирменной утилиты AMD OverDrive, которая, помимо прочего, тестирует состояние модуля. Возможен «разгон» через BIOS. Этот путь требует теоретических знаний и предварительной подготовки.
Какая модель AMD является эквивалентом Intel Core I5-9600K Coffee Lake?Попробуйте AMD Ryzen 5 2600X Pinnacle Ridge. Цена вопроса: 12 000 руб. (на 40% дешевле).
Для чего нужен процессор AMD A6-9500 Bristol Ridge?Этот «проходной» вариант (2 ядра, 3500 МГц, DDR4 2400 МГц, L2 1024 КБ) используется для прошивки трехсотых чипсетов под современные Ryzen. Временное решение для дома и офиса. Не обладает привлекательными характеристиками, но с простыми задачами справится.
Правда ли, что AMD ZEN не работают с Windows 7?Жалобы имеют место быть. С другой стороны, Microsoft еще в 2020 году объявил о том, что все новейшие процессоры должны эксплуатировать Windows 10. Так, уже на Intel Core Kaby Lake система блокировала загрузку новых обновлений. Изучите вопрос с учетом конкретной модели процессора, спецификации материнской платы и версии BIOS.
NVIDIA – возвращение легендарных nForce IGP
Политику NVIDIA в интегрированной графике можно охарактеризовать как «долго запрягает, но потом быстро едет». Пропустив два поколения чипсетов, она все же выдала на-гора достойное решение в лице чипсетов nForce4 6100 и 6150, которые сочетают в себе все преимущества четвертой серии наборов логики под процессоры AMD, функциональные возможности графического ядра GeForce 6200 и, самое главное, – приемлемую цену как для сборщиков, так и для конечных потребителей. У ведущих производителей плат сейчас есть различные модели с разнообразными модификациями чипсета под оба вида сокетов AMD (754, 939), так что успех этой линейке в 2006 г. просто обеспечен.
Определенная интрига наблюдается вокруг платформы Intel. Если само графическое ядро – отдельная микросхема, то тогда получается, что для Socket 775 придется применять трехкомпонентную схему, целесообразность которой весьма сомнительна. Если бы речь шла о High-End-продуктах, на такой шаг еще можно было бы пойти, но интегрированная графика в тот сегмент никогда не попадет (сама NVIDIA этого не допустит).
Итак, с одной стороны, есть огромный спрос на видеочипсеты под процессоры Intel, и разумеется, графическому гиганту NVIDIA очень хотелось бы принять участие в разделе этого пирога. С другой, – достаточно сложный и не всегда стабильный nForce4 Intel Edition и так вызывает много вопросов, а если попытаться его как-то облегчить и добавить к нему 6100/6150, может получиться все что угодно, но только не массовый интегрированный продукт для процессоров Celeron. Однако и медлить нельзя, так как у ATI, похоже, весьма амбициозные планы насчет сотрудничества с Intel в этом направлении.
Интегрированное графическое ядро в Intel Haswell
Особенности нового поколения и что такое Crystal Well
В новом поколении процессорной архитектуры, Haswell, компания Intel использует несколько модификаций нового графического ядра с кодовыми названиями GT1, GT2, GT3, GT3е. Впрочем, кодовые наименования употреблялись только в период разработки, сейчас для идентификации используются наименования типа Intel HD Graphics HDxxxx. Их сопоставление с индексами на рынке приведено в таблице ниже.
Топовое ядро GT3e более-менее широко применяется только в мобильных решениях. В десктопном сегменте оно представлено только в процессорах форм-фактора BGA, которые распаиваются напрямую на материнские платы. Такое решение больше подходит для встраиваемых систем и вряд ли получит массовое распространение на рынке. В основном настольный сегмент будет довольствоваться ядрами GT1 и GT2.
С одной стороны, использование топовой версии только в мобильных решениях (ну и BGA для десктопов) выглядит логичным: геймеры и все, кому нужна высокая производительность графики, все равно будут использовать дискретные видеокарты, а тем, кому производительность не нужна, хватит любого встроенного решения, в т. ч. и младшей серии. С другой стороны, есть определенные категории пользователей, которые не отказались бы от более производительной графики, но при этом не хотели бы использовать внешний видеоадаптер. Есть и технические моменты: интеграция GT3e в десктопный четырехъядерный кристалл увеличила бы его площадь и тепловыделение, повысила сложность производства и стоимость решения при непонятных рыночных перспективах.
Топовые версии интегрированной графики Haswell получили собственное имя Iris. Точнее, ядро GT3 может, в зависимости от частот, носить наименование HD5000 или Iris 5100, а GT3e — только Iris Pro 5200. То есть собственные имена Iris имеют две модификации. Посмотрим на основные технические характеристики GT3 и GT3e.
Iris Pro 5200 | Iris 5100 | HD 5000 | |
Частота | до 1300 МГц | до 1300 МГц | до 1100 МГц |
Количество конвейеров | 40 | 40 | 40 |
eDRAM (Crystal Well) | 128 МБ | — | — |
Количество графических ядер у всех трех модификаций GT3 одинаковое и равняется 40. Отличие между 5000 и 5100 заключается только в максимальных частотах, а вот в GT3e (Iris Pro 5200) появляется еще одно нововведение, с которым мы познакомились на первых же презентационных слайдах Intel — новый кэш L4/высокоскоростной буфер, который получил название Crystal Well. К сожалению, в реальности он появился только у самого топового решения, Iris Pro 5200. К нему мы еще вернемся, а пока перейдем к GT2 и GT1.
Ядро GT1, названное традиционно Intel HD, ориентировано на бюджетный сегмент и встречается в процессорах Intel Pentium G3xxx. Наиболее распространенной на рынке будет версия GT2, она появится и в настольных, и в мобильных процессорах Haswell. У нее тоже три модификации: HD 4200, HD 4400 и HD 4600, плюс две модификации в серверном сегменте — P4600 и P4700.
HD 4200 | HD 4400 | HD 4600 | |
Частота | 850 | до 1100 МГц | до 1350 МГц |
Количество конвейеров | 20 | 20 | 20 |
Таким образом, в новом поколении архитектуры Core компания Intel представила всего 9 модификаций графического ядра нового поколения. Формально в Sandy Bridge и Ivy Bridge их было меньше — по три: HD3000, HD2000, Intel HD и HD4000, HD2500, Intel HD соответственно. Но там версии с одинаковым названием в разных процессорах тоже имели разные частоты работы. Поэтому сейчас линейка выглядит более логичной.
Посмотрим, как эволюционировали графические решения на примере Sandy Bridge, Ivy Bridge и Haswell. Первое, на что стоит обратить внимание, это поддержка новых API и увеличение количества унифицированных блоков по сравнению с предыдущей архитектурой.
Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell | |
DirectX | 10.1 | 11.0 | 11.1 |
OpenGL | 3.1 (3.0) | 4 (3.1) | 4 |
OpenCL | — | 1.2 (1.1) | 1.2 |
Версия шейдеров | 4.1 | 5 (4.1) | 5 |
Частота ГП | до 1350 МГц | до 1350 МГц | до 1350 МГц |
Количество конвейеров | 12 | 16 (+33%) | 20 (+25%) или 40 (+150%) |
Как можно заметить, с каждым новым поколением графических адаптеров происходит рост количества конвейеров, в среднем примерно на 30% в каждом последующем поколении. Так что заметный рост производительности нам обеспечен. Что касается поддержки API, то изначально Haswell выглядел заметно интереснее из-за поддержки более современных API. Однако в последних версиях драйверов их поддержку добавили и в Ivy Bridge (в скобках указана поддержка API на момент анонса).
Архитектура графической части Haswell
Перейдем к обзору архитектур трех поколений графических решений: Sandy Bridge (HD2000, HD3000), Ivy Bridge (HD2500, HD4000), Haswell.
HD2000/HD3000 (Sandy Bridge)
HD2500/HD4000 (Ivy Bridge)
Haswell
Как видим, каждое последующее поколение графических адаптеров не только вносит архитектурные изменения в старые функциональные блоки, но и добавляет новые, расширяя архитектуру графического ядра. Правда, стоит отметить, что переход с SB на IB принес больше изменений в архитектуре интегрированной графики, чем переход с IB на Haswell.
С переходом на IB графические ускорители, помимо увеличения количества графических ядер, получили второй текстурный семплер, кэш L3, увеличенные объемы текстурных кэшей L1 и L2. В Haswell архитектурные изменения в основном заключались в увеличении количества графических процессоров, добавлении новых исполнительных блоков, таких как Video Quality Engine (VQE) и Resource Streamer, а также усовершенствовании старых блоков — Texture Sampler, Multi Format Codec. Стоит заметить, что и компоновка исполнительных модулей (EU) изменилась — ранее 16 EU вытягивались в длинную цепочку, теперь же EU располагают сверху и снизу блоков растеризации и кэша L3, по 10 EU. Стоит заметить, что в модификации ядра GT3 не только происходит удвоение EU с 20 до 40, но и дублируется весь блок Slice Common, который содержит в себе блоки растеризации, кэш L3, блоки пиксельных операций. То есть происходит не просто наращивание количества конвейеров, но и удвоение других немаловажных блоков, таких как блоки растеризации, пиксельной обработки и рендера.
Структурная схема графического ядра Haswell
Что ж, рассмотрим нововведения и изменения в архитектуре.
В состав блока Command Streamer теперь входит блок Resource Streamer, который разгружает центральный процессор, беря некоторые функции драйвера на себя. Это позволяет снизить нагрузку на центральный процессор и повысить производительность.
Command Streamer
Переработанный текстурный семплер. По утверждению компании Intel, в некоторых режимах прирост текстурной производительности может достигать четырех раз.
Texture Sampler
Был добавлен блок Video Quality Engine (VQE), отвечающий за качество видео, который позволяет не только улучшить качество видеоизображения, но и снизить потребление электроэнергии. Данный блок уменьшает шумы в видеоизображении, адаптирует цветовую схему и контраст, стабилизирует изображение, а также позволяет производить преобразование частоты кадров видео с 24 fps и 30 fps в 60 fps. Стоит заметить, что увеличение количества кадров в секунду происходит не простым копированием кадров, а интеллектуальным анализом межкадровой оценки движения.
Video Quality Engine
Видеокодек также получил улучшения в виде поддержки новых форматов: кодирование MPEG, улучшение качества кодирования видео, декодирование Motion JPEG, декодирование видео 4К, декодирование SVC (Scalable Video Coding) в AVC, VC1, MPEG2.
Video Codec
Как видим, часть улучшений была направлена на снижение потребления электроэнергии. Графические ядра Haswell позволяют экономить электроэнергию в мультимедийной нагрузке — как видно из слайда, за счет большего распараллеливания ядро Haswell раньше заканчивает работу и раньше погружается в экономичное состояние простоя.
О Crystal Well
Crystal Well представляет собой чип памяти eDRAM объемом 128 МБ, распаянный на одной текстолитовой подложке с процессором. Доступен он только в процессорах с топовой версией интегрированной графики Iris Pro 5200. Данный чип памяти производится, как и процессор, по техпроцессу 22 нм и выступает в качестве промежуточного кэша четвертого уровня. Причем важно отметить, что он кэширует запросы не только видеоускорителя, но и центрального процессора. То есть теоретически производительность центрального процессора при его наличии тоже должна увеличиться.
Что касается скоростных характеристик, то чип eDRAM показывает пропускную способность (ПС) на уровне 50 ГБ/с в каждом направлении, то есть суммарная ПС равняется 100 ГБ/с. Что достаточно хорошо вписывается между ПС оперативной памяти в 25,6 ГБ/с и ПС кэша третьего уровня порядка 180 ГБ/с. При этом латентность такой памяти достаточно невелика — порядка 50-60 нс, тогда как двухканальный ИКП, использующий DDR3-1600, имеет 90-100 нс. Стоит заметить, что кэш L3 в процессорах Haswell имеет латентность около 30 нс. Таким образом, eDRAM достаточно хорошо вписывается по своим скоростным показателям между L3 и ОЗУ.
Физически модуль eDRAM представляет собой отдельный чип с площадью 84 мм², потребляющий до 1 Вт в простое и до 4,5 Вт под нагрузкой. Если бы такой чип устанавливали в десктопные процессоры, то TDP самых «горячих» четырехъядерных процессоров Haswell достиг бы 90 Вт, хотя это все равно значительно ниже, чем у процессоров с сокетом LGA2011 (а можно еще вспомнить AMD, недавно вышедшие процессоры которой имеют TDP 220 Вт). Однако в настольных решениях Crystal Well встречается только в процессорах BGA (т. е. напрямую распаиваемых на материнской плате, а не устанавливаемых в сокет), у которых, скорее всего, система охлаждения будет идти в комплекте.
Тут стоит отметить, что Intel в новом поколении не стала вводить поддержку новых, более скоростных стандартов памяти, так что ее максимальная пропускная способность осталась на уровне 25,6 ГБ/с. Даже HD2500 способна была использовать всю доступную ПС, так что гораздо более мощная HD4600, скорее всего, будет упираться в пропускную способность DDR3-1600, и использование Crystal Well и ей пошло бы на пользу. Не говоря уже о более мощных модификациях встроенной графики. В общем, логично было бы ожидать либо поддержки DDR3-1866 или DDR3-2133, либо более обширного списка процессоров с Crystal Well, либо и того, и другого одновременно. В итоге же мы имеем нераскрытый до конца потенциал нового поколения графических адаптеров.
Прим. ред.: Мне кажется, что корни решений Intel по использованию Crystal Well стоит искать не в технической, а в финансовой плоскости. С технической точки зрения это может быть и перспективное решение, но довольно затратное по финансам: два чипа на одной подложке в любом случае стоят заметно дороже, чем один. И при этом у технологии очень туманные рыночные перспективы. Поэтому сейчас Intel, скорее всего, «пробует воду»: выпустив всего пару моделей, компания будет отслеживать их судьбу на рынке и смотреть, станет решение популярным или нет. С этой точки зрения все выглядит логично: либо BGA, где процессор идет в конкретный продукт с определенным позиционированием, либо мобильные решения, где востребованность интегрированной графики существенно выше из-за отсутствия места и требований по энергопотреблению. Кстати, и спрос в этом сегменте заметно выше. Что же касается поддержки памяти, то производитель, видимо, ориентировался в основном на DDR3L
, а у нее частоты работы не выросли. Плюс, поддержка более быстрой памяти вряд ли принесет дивиденды в реальной жизни, особенно учитывая, что в большинстве случаев память устанавливают производители готовых систем, а они тоже смотрят больше на стоимость, а не на скорость.
Для наглядности приведем сравнение теоретической максимальной производительности.
Частота чипа | Частота/шина/тип памяти | ПСП | Теоретическая производительность | |
Intel HD2000 (SB) | 1250 МГц | 1333 МГц/128 бит/DDR3 | 21,2 ГБ/с | 60 GFLOPs |
Intel HD3000 (SB) | 1350 МГц | 1333 МГц/128 бит/DDR3 | 21,2 ГБ/с | 129,6 GFLOPs |
Intel HD2500 (IB) | 1150 МГц | 1600 МГц/128 бит/DDR3 | 25,6 ГБ/с | 110,4 GFLOPs |
Intel HD4000 (IB) | 1300 МГц | 1600 МГц/128 бит/DDR3 | 25,6 ГБ/с | 332,8 GFLOPs |
Intel HD4600 (Haswell) | 1350 МГц | 1600 МГц/128 бит/DDR3 | 25,6 ГБ/с | 432 GFLOPs |
Intel Iris Pro 5200 (Haswell) | 1300 МГц | 1600 МГц/128 бит/DDR3+Crystal Well | 25,6+2×50 ГБ/с | 832 GFLOPs |
AMD A8-3870K (Llano) | 600 МГц | 1866 МГц/128 бит/DDR3 | 29,9 ГБ/с | 480 GFLOPs |
AMD A10-5800K (Trinity) | 800 МГц | 1866 МГц/128 бит/DDR3 | 29,9 ГБ/с | 614 GFLOPs |
AMD A10-6800K (Richland) | 844 МГц | 2133 МГц/128 бит/DDR3 | 34 ГБ/с | 779 GFLOPs |
GeForce GTX 650 (GK107-450-A2) | 1058 МГц | 5000 МГц/128 бит/GDDR5 | 80 ГБ/с | 812,5 GFLOPs |
GeForce GT 640 (GF116) | 720 МГц | 1782 МГц/192 бит/DDR3 | 42,8 ГБ/с | 414,7 GFLOPs |
Для Ivy Bridge указаны частоты для LGA-модификаций.
Из данной таблицы можно сделать следующие наблюдения и выводы:
- Теоретическая пиковая производительность (в GFLOPs) в каждом поколении графических адаптеров Intel увеличивается на 150%: переход с топовой модификации графического ядра Sandy Bridge HD3000 на топовую HD4000 — +156,8%, переход с HD4000 на топовый Iris Pro 5200 — +150%, а вот переход с топовой HD4000 на среднюю модификацию графического ядра Haswell HD4600 дает прибавку всего лишь около 30%. Впрочем, значительный рост у Intel во многом объясняется изначально низким уровнем производительности. AMD, например, исходно встроили в APU производительные (для своего класса) графические решения, поэтому для них прирост в GFLOPs от поколения к поколению составляет около 30%;
- Топовый вариант интегрированной графики Intel, Iris Pro 5200, показывает на 6,8% больше пиковой производительности, чем новый AMD A10-6800K, но при этом решение среднего уровня HD4600 уже отстает на 10% от AMD A8-3870K (Llano);
- Если подобрать конкурентов для Iris Pro 5200 и HD4600 по пиковой производительности из дискретных видеокарт nVidia, то получится, что Iris Pro 5200 на 2,4% производительнее GeForce GTX 650 (GK107-450-A2), а HD4600 на 4,2% превосходит GeForce GT 640 (GF116);
- Производительность современных графических ускорителей во многом зависит от скорости работы с видеопамятью. Поэтому у интегрированных решений с этим всегда проблемы: мало того, что они работают с по определению более медленной DDR3, так еще и приходится делить ее с центральным процессором. Например, GeForce GTX 650 (GK107-450-A2) имеет ПСП памяти 80 ГБ/с, а что мог предложить Ivy Bridge? Всего лишь 25,6 ГБ/с суммарно на ГП и ядра ЦП. AMD в каждом поколении вводит поддержку более скоростных стандартов памяти, и теперь максимум для ее последнего поколения — 2133 МГц, что позволило достичь 34 ГБ/с. Intel, как мы знаем из обзора архитектуры процессоров Haswell, не стала вводить поддержку новых стандартов памяти, оставшись на уровне DDR3-1600. Поэтому для устранения узкого места в самом производительном решении ей пришлось добавить промежуточный буфер/кэш L4 (Crystal Well) объемом в 128 МБ с пропускной способностью в 50 ГБ/с в каждом направлении (суммарно 100 ГБ/с). Так что при работе с ним ПСП будет превосходить даже ПСП у дискретных решений — другой вопрос, что объем этого буфера небольшой.
Подводя итог, можно сделать некоторые предположения:
Если производительность интегрированной графики Intel будет и дальше расти такими же или хотя бы близкими темпами, то пропускной способности имеющихся на сегодня стандартов памяти следующему поколению будет очень серьезно не хватать — фактически, это «бутылочное горлышко» может съесть весь выигрыш. Так что надо будет либо повышать ПСП, вводя поддержку DDR4 или DDR3 в несколько каналов, либо искать другие решения. Возможно, Crystal Well, который сейчас представляет собой отдельный чип, переедет в основной кристалл (как в свое время переехала интегрированная графика при переходе на Sandy Bridge) и станет полноправной частью ядра Broadwell. Правда, судя по имеющейся информации, в Broadwell будет несколько чипов на одной подложке… В общем, тут пока много вопросов.
Впрочем, AMD также, скорее всего, столкнется с серьезной нехваткой ПСП, и примерные направления развития у нее те же: либо более быстрая память DDR4, либо «вспомнить» свою (ATI) разработку HyperMemory (небольшой кадровый буфер для интегрированной видеокарты, распаянный на материнской плате) и попытаться приспособить ее под современные задачи.
Наконец, не будем забывать про два серьезных козыря нового поколения интегрированной графики Intel: поддержку OpenCL, причем приложений с его поддержкой становится все больше, и новую версию Quicksync, существенно упрощающую работу с кодированием видео.
Выводы
Итак, давайте переходить к выводам. Как и в процессорной части обзора архитектуры Haswell, разобьем вывод на несколько частей.
Десктоп
Покупатели настольных компьютеров с интегрированной графикой Haswell получают ряд серьезных преимуществ. В первую очередь, это серьезно возросшая производительность графической подсистемы, а также улучшения в работе с видео благодаря Quicksync и поддержка OpenCL, позволяющая существенно поднять производительность во многих приложениях. Теоретически, владелец компьютера с HD4600 сможет даже поиграть в некоторые старые игры в высоком разрешении.
Если говорить об апгрейде, то разница с Ivy Bridge слишком мала, чтобы даже задумываться о переходе. Видеоядро Sandy Bridge существенно слабее, но прирост все равно не настолько большой, чтобы оправдать замену процессора и материнской платы. Разве что вам обязательно нужен OpenCL, который встроенной графикой Sandy Bridge не поддерживается.
А вот владельцам процессоров предыдущих поколений стоит всерьез задуматься. И дело не только в росте производительности, но и в серьезном повышении эффективности системы в целом. При том же уровне производительности, что и у старых дискретных решений среднего уровня, покупатели смогут вообще отказаться от внешнего графического адаптера. Это и дешевле, и корпус можно выбрать заметно меньше. Кроме того, энергопотребление системы, а значит — нагрев окружающего пространства и шум вентиляторов охлаждения, будет гораздо меньше.
Серверы и рабочие станции
Необходимости перехода с Xeon E3-12xx и Xeon E3-12xx v2 ради нового графического ядра P4600 нет. Если говорить о рабочих станциях, то хоть какой-то смысл появляется только при переходе с Sandy Bridge из-за отсутствия поддержки в нем OpenCL (и только для редких серверных приложений, которые OpenCL используют).
Мобильные решения
Это, пожалуй, самый интересный и перспективный сегмент, и к тому же самый массовый на сегодняшний день. Тем более что в мобильных системах чистая производительность сейчас не играет решающей роли, а рассматривается лишь как одна из составляющих эффективности системы наряду с энергосбережением и другими факторами.
Для начала посмотрим на основные линейки, GT2 и GT3(e). Для GT2 оценивать имеет смысл основное решение HD 4600.
HD 4600
Современный универсальный видеоадаптер обладает достаточным уровнем производительности для любых задач, кроме узкоспециальных (трехмерное моделирование, например) и игр. Впрочем, если снизить настройки качества графики, то в относительно простые или относительно старые игры играть можно.
Общий уровень производительности превосходит HD 4000, но в обычных задачах (кроме игр) это вряд ли будет заметно. HD 4600 имеет хорошую оптимизацию для работы с видео (Quicksync) и любыми приложениями, умеющими использовать преимущества OpenCL. Причем здесь важен не только рост скорости выполнения задач, но и рост общей энергоэффективности за счет оптимизации. Но в Ivy Bridge поддержка этих технологий тоже есть, поэтому переходить с него на Haswell бессмысленно. А вот переход с Sandy Bridge уже имеет смысл: и скорость заметно выше, и поддержки OpenCL там не было, и по энергоэффективности Haswell далеко впереди. В мобильных системах это важный фактор.
HD/Iris Pro 5×00
Старшая версия интегрированной графики (особенно с Crystal Well) имеет заметно более высокую производительность, что позволяет существенно расширить список доступных задач и игр, включая и относительно современные. Тем более что пока у большинства ноутбуков относительно невысокие разрешения экрана, что облегчает задачу для графического адаптера. Наличие Crystal Well должно увеличивать и производительность системы в целом, хотя тут многое будет зависеть от типа задач.
Таким образом, современный Haswell с интегрированной графикой уровня 5ххх, а особенно с Iris Pro 5200, выглядит гораздо интереснее, чем Ivy Bridge c дискретной графикой младших серий. И речь даже не о чистой производительности (не факт, что разница с Ivy Bridge + дискретная графика будет такой уж разительной), а скорее в росте общей энергоэффективности системы. Плюс, это позволит упростить и удешевить конструкцию ноутбука (выкинув большой чип и всю его систему охлаждения). Таким образом, по общей эффективности ноутбуки с Iris/Iris Pro будут существенно обгонять предыдущее поколение.
Другое дело, что сама по себе рыночная ниша для того же Iris Pro 5200 выглядит довольно узкой: кому графическая производительность не нужна — те остановятся на HD 4600, а кому она очень важна — те так и так выберут современную дискретную графику. То есть этот чип выгодно использовать только в профессиональных моделях, которые должны сочетать высокую производительность и портативность. В остальных случаях особого смысла в нем нет.
Работа в паре с дискретной графикой
Наконец, стоит отметить, что Haswell эффективнее и при совместной работе с внешней графикой. Сейчас политика Intel такова, что графика обязательно должна быть гибридной: в случае, когда нагрузка невелика, работает интегрированный адаптер, а если требуется высокая производительность (в играх и пр.), то подключается мощная дискретная графика. Так вот, чем более мощным и оптимизированным будет интегрированный адаптер, тем больше задач он сможет решать самостоятельно — а это прямой выигрыш в энергопотреблении (т. е. ноутбук будет меньше греться, меньше шуметь, дольше работать от батарей и пр.).
В результате, переход на Haswell объективно выгоден не в силу роста производительности, а из-за того, что существенно растет энергоэффективность системы. И хотя преимущество не настолько велико, чтобы оправдать переход с предыдущего поколения, но в целом интегрированная графика Haswell представляет собой существенный шаг вперед, значительно поднимающий эффективность системы в целом.
ATI – хорошо, но мало
«Канадское чипсетостроение», откровенно говоря, порождает противоречивые чувства. Вроде бы и чипсеты неплохие – начиная с серии 9100 IGP (и ее продолжения 9100 IGP Pro) особые претензии предъявить было не к чему (кроме разве что цены), ведущие производители в лице ASUS, Gigabyte, MSI поддержали чипсет выпуском соответствующих продуктов, однако массовости так никто и не увидел. Основных причин, как нам кажется, две: слишком предвзятое отношение к наборам логики ATI из-за их ранних не совсем удачных вариантов и относительно высокая цена.
С новой серией Xpress 200 наблюдается та же картина – чипсет довольно хорош, работает со всеми современными платформами Socket 775/754/939, имеет отличное интегрированное ядро X300 (он же Radeon 9600), появился гораздо раньше решений NVIDIA 6100 и Intel 945G, цена тоже приемлемая, а вот популярности даже в первом приближении нет. Хотя ходят слухи, что Intel собирается поддержать ATI Xpress 200, рассчитанный на Socket 775. Как и во что выльется это поддержка – пока непонятно, однако известный факт – если магическое слово «Intel» появляется рядом с названиями других компаний, то к ним сразу же начинают относиться по-другому. Подождем первого квартала 2006 г. – тогда все станет ясно.
SiS – просто и сердито
По-прежнему основной партнер Intel, да и не самый последний для AMD, компания нашла свою нишу и прекрасно себя в ней чувствует (особенно в отношении чипсетов со встроенным видео). Для платформы Intel пока вообще ничего нового не ожидается (хотя дискретных вариантов выпущено много), то же самое следует сказать и об AMD – последняя серия SiS761GX, с точки зрения спецификаций, весьма современный чипсет, однако старое графическое ядро Mirage Graphics 1 (DirectX 7.0) годится только для мониторов не более 15 дюймов, и, разумеется, ни о каком нормальном 3D речь уже не идет. Кстати, скоро это ядро отпразднует свое пятилетие, так что о его возможностях просто умолчим.
Однако оказывается, не все так плохо. У компании давно есть более совершенные варианты интегрированной графики: Mirage 2 и Mirage 3 по своим характеристикам не уступают лучшим моделям конкурентов, у второго полная аппаратная поддержка DirectX 9.0 и суммарно 8 конвейеров (!). Но пока почему-то такое ядро идет только в составе новых чипсетов для мобильных систем (M670, M670GX, M770). Сказать же, что SiS продает больше мобильных чипсетов, чем десктопных, никак нельзя – видимо, тут имеется какая-то договоренность – в первую очередь с Intel – о взаимном «непроникновении» на территорию конкурента.
Сравнительная таблица лучших процессоров AMD
Название | Основные характеристики | Цена |
AMD A6-9500 | 2 ядра, 3500 МГц, DDR4 2400 МГц, L2: 1024 КБ, Сокет AM4. | ₽ 1 990 |
AMD FX-6300 Vishera | 6 ядер. 3500/3800 МГц. DDR3 1866 МГц. L2/L3 6144/8192 КБ. Сокет АМ3+. | ₽ 3 690 |
AMD Ryzen 3 2200G Raven Ridge | 4 ядра. 3500/3700 МГц. DDR4 2993 МГц (2 канала). L2/L3 2048/4096 КБ. | ₽ 6 790 |
AMD Ryzen 5 1600 Summit Ridge | 6 ядер (12 потоков). 3200/3600 МГц. DDR4 2667 МГц (2 канала). L2/L3 3072/16384 КБ. | ₽ 10 790 |
AMD Ryzen 5 2600X Pinnacle Ridge | 6 ядер (12 потоков). 3600/4200 МГц. DDR4 2933 МГц (2 канала). L2/L3 3072/16384 КБ. | ₽ 15 290 |
AMD Ryzen 7 2700 Pinnacle Ridge | 8 ядер (16 потоков). 3200/4100 МГц. DDR4 2933 МГц (2 канала). L2/L3 4096/16384 КБ. | ₽ 16 500 |
AMD Ryzen Threadripper 2990WX Colfax | 32 ядра (64 потока). 3000/4200 МГц. DDR4 2933 МГц (4 канала). L2/L3 16384/65536 КБ. | ₽ 126 020 |
AMD FX-4300 Vishera | 4 ядра. 3800/4000 МГц. DDR3 1866 МГц. L2/L3 4096 КБ. Сокет АМ3+. | ₽ 2 430 |
AMD Ryzen 3 1200 Summit Ridge | 4 ядра. 3100/3400 МГц. DDR4 2677 МГц (2 канала). L2/L3 2048/8192 КБ. | ₽ 5 590 |
AMD Ryzen 3 1300X Summit Ridge | 4 ядра. 3500/3700 МГц. DDR4 2677 МГц (2 канала). L2/L3 2048/8192 КБ. | ₽ 5 790 |
VIA – а был ли мальчик?
Компанию, похоже, просто сглазили журналисты, когда во времена расцвета Socket A (до удешевления nForce2) пророчили ей золотые горы и всеобщее господство, а потом сами же все испортили, в один голос обвинив в неумении делать чипсеты в принципе. Сейчас позиции этой тайваньской компании достаточно шаткие, в том числе и в среде интегрированных решений. Ядро S3 UniChrome/Pro, используемое в сериях P4M800/Pro и K8N800, – прямой аналог продуктов SiS Mirage 1 и Intel IEG2 (865G) с применимостью только для просмотра видео на небольшом мониторе. Следующее поколение K8M890 уже базируется на S3 DeltaChrome с аппаратной поддержкой DirectX 9.0 и блоком TLC. Однако то, что решения на этом чипсете станут массовыми, тоже вызывает большие сомнения.
Сравнительные характеристики современных интегрированных графических ядер
Графическое ядро | Intel Graphics Media Accelerator 900/950 | NVIDIA GeForce 6100/6150 | ATI Xpress 200 (Radeon X300 int) |
Платформа | Socket 775 | Socket 754/939 | Socket 754/939/775 |
Геометрический процессор | — | + | + |
Частота встроенного GPU, MHz | 333/400 | 425/475 | 300 |
Количество независимых видеовыходов | 2 | 2 | 2 |
Поддержка HDTV | + | + (ускорение 1080i) | + |
Максимальный размер видеопамяти, MB | 224 (динамический) | 128 (фиксированный) | |
Пропускная способность памяти (определяется чипсетом), GBps | 8,5 | 6,4 | 6,4–8,5 |
Аппаратная поддержка DirectX | 9.0 | 9.0с | 9.0 |
Аппаратная/программная поддержка OpenGL | 1.4/1.5 | 2.0/2.0 | 1.5/2.0 |
Количество пиксельных конвейеров | 4 | 4 | 4 |
Пиксельные шейдеры | 2.0 | 3.0 | 2.0 |
Вершинные шейдеры | 2.0 (программно) | 3.0 | 2.0 |
ЛУЧШИЕ ВИДЕОКАРТЫ AMD 2020 ГОДА:
- AMD Radeon RX 5700
- AMD Radeon RX 5600 XT
- AMD Radeon RX 5700 XT
- AMD Radeon VII
- AMD Radeon RX 5500 XT
1 | AMD RADEON RX 5700
Лучшая видеокарта AMD.
Потоковые процессоры: 2304 | Частота ядра: 1465 МГц (до 1725 МГц) | Память: 8 Гб GDDR6 | Частота памяти: 14 Гбит/с | Разъемы питания: х1 8-контактный, х1 6-контактный | Выходы: x1 DisplayPort 1.4 с DSC, x1 HDMI с порогом 4К60.
- Плюсы: Отличная производительность | Доступная цена;
- Минусы: Нет трассировки лучей;
Эта мощная видеокарта совсем недавно вышла на рынок, но уже возглавляет наш рейтинг лучших видеокарт AMD 2020 года, сместив действующего чемпиона AMD Radeon RX 590 с первой строчки. Это очень мощная видеокарта среднего класса с ценником 349$ (22500р + НДС), которая предлагает игры 1440р с настройками графики «Высокими» и «Ультра», что делает игры доступными для нас, простых смертных. В этой ценовой категории она не станет идеальной – пользователям, которые ждут от AMD трассировки лучей, придется ждать середины 2020 года – но AMD Radeon RX 5700 уже сейчас невероятна за свои деньги.
Подробнее: Обзор AMD Radeon RX 5700
2 | AMD RADEON RX 5600 XT
Поберегись, Nvidia!
Потоковые процессоры: 3584 | Частота ядра: 1506 МГц | Память: 11 Гб GDDR5X | Частота памяти: 10 Гб/с | Разъемы питания: х2 8-контактные | Выходы: DisplayPort 1.4 с DSC, поддержка HDMI 4K60.
- Плюсы: Производительность поколения | Доступность;
- Минусы: Только 6 Гб видеопамяти;
Если вы хотите играть на лучшей видеокарте AMD под разрешение 1080р, взгляните на Radeon RX 5600 XT. Эта видеокарта обходит Nvidia GeForce RTX 2060, сохранив более приемлемую цену, высокую частоту кадров в играх и поддерживающие программные функции при меньшем энергопотреблении. Возможно, видеокарта не сможет предложить трассировку лучей и суперсэмплинг с глубоким обучением (DLSS), а также на видеокарте только 6 Гб видеопамяти. Тем не менее, когда речь заходит о сырой производительности, AMD побеждает.
Подробнее: Обзор AMD Radeon RX 5600 XT
Табели о рангах
Диаграмм на этот раз мы приводить не станем, в принципе все и так понятно. Единственный вопрос, который сейчас задают потенциальные потребители, – «Кто быстрее – ATI Xpress 200 или nForce4 6100?». Отвечаем – в большинстве игр первой оказывается NVIDIA за счет высоких частот работы ядра и поддержки большого количества 3D-технологий. Так что по скорости и возможностям интегрированных графических ядер рейтинг выглядит так: NVIDIA 6100/6150, ATI X300 (int), Intel IGMA 950/900 и затем продукты VIA и SiS.
Перспективы у всех компаний (возможно, за исключением VIA) на следующий год неплохие. Наиболее вероятный сценарий развития событий – лидерами для конкурирующих платформ становятся Intel и NVIDIA, ATI в обоих случаях находит свою нишу, а «снизу» эту картину дополняет SiS cо своими бюджетными решениями.
Все же рынок интегрированной графики достаточно консервативен – и даже большие бури в бюджетном секторе редко долетают до этого относительно спокойного сегмента IT-технологий, так что какие-либо резкие выпады и «секретные виды оружия» в новом 2006 году вряд ли появятся.
Где используются графические ядра?
Учитывая описанные выше плюсы и минусы, интегрированные контроллеры применяются зачастую в ноутбуках и недорогих стационарных компьютерах. Такое решение отлично подходит для офисных ПК, где не требуется высокое качество графики и ускоренная производительность.
Но ценителям качественной картинки и мощных реалистичных игр все же лучше покупать дискретные модели. Они имеют собственную оперативку, систему охлаждения и шину передачи данных, поэтому могут себе позволить быть значительно мощнее интегрированных.