Корзина частное лицо
пуста

Обзор графических ускорителей Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000

Автор: Gavric
Дата: 10.02.2011
Все фото статьи
Вы наверняка уже слышали о том, что Intel временно приостановила поставки своих наборов логики для процессоров Sandy Bridge в связи с найденной в чипах ошибкой. Это повлекло за собой и гораздо более серьёзные последствия – остановку продаж LGA1155-материнских плат и даже отзыв части систем, построенных на базе новых CPU. Однако, несмотря на эти обстоятельства, мы решили не отказываться от публикации обзоров, посвящённых новым процессорам. Во-первых, найденная ошибка касается только чипсетного SATA2-контроллера, и никоим образом не затрагивает собственно процессоры. Во-вторых, уже через пару недель Intel обещает начать отгрузки исправленной версии системной логики. То есть, в конечном итоге, возникшие проблемы вообще никак не касаются собственно процессоров, а когда ситуация войдёт в нормальное русло, вся информация, предлагаемая нами в настоящем обзоре, окажется вполне актуальной.
Введение

Компанию Intel смело можно называть удачливым участником рынка графических ускорителей. Несмотря на то, что с чипами для дискретных видеокарт эта компания завязала ещё в прошлом веке (хочется надеяться, что среди читателей есть те, кто помнит эпохальный Intel 740), доля Intel на графическом рынке уже на протяжении нескольких лет не опускается ниже 50 процентов. Залог успеха кроется в грамотном продвижении интегрированных графических решений, которые широко востребованы и повсеместно применяются как в мобильных, так и в настольных компьютерах. Причём, никаких причин для снижения этой доли не просматривается и в дальнейшем. Напротив, начав в прошлом году выпуск производительных процессоров Clarkdale и Arrandale со встроенным видеоядром, Intel имеет всё необходимое для дальнейшего улучшения собственных позиций на графическом рынке, так как теперь покупатели получают интеловскую графику «в нагрузку» к CPU и зачастую не видят причин для её замены на что-то иное.

Увеличение интеграции процессоров, которые планомерно вбирают в себя всё новые и новые функциональные узлы, – не единственная причина, объясняющая успехи Intel как разработчика графических решений. В этой сфере компания не топчется на месте и планомерно наращивает и производительность и возможности своих интегрированных графических ядер. Ядро Intel HD Graphics, которое было в прошлом году добавлено в процессоры Clarkdale и Arrandale, оказалось большим шагом вперёд. Оно подняло быстродействие интегрированной графики на новый уровень, сделав возможным на платформах со встроенным видеоядром не только запуск совсем старых 3D игр, но и целого класса вполне современных «игрушек». Конечно, не новомодных шутеров, но не менее популярных игр вроде The Sims или World of Warcraft.

Недавний выход процессоров семейства Sandy Bridge можно рассматривать как ещё одну важную веху на этом пути. Результатом дальнейшей процессорной интеграции стало не только размещение графического ядра на одном полупроводниковом кристалле с остальными узлами процессора, но и возможность прямого взаимодействия между ними. Решение оказалось на редкость удачным, и теперь встроенное видео ускорилось настолько, что вполне уже может потеснить современные дискретные видеокарты начального уровня. При этом в число плюсов нового графического ядра следует включить и экономичность – разработчики уделили внимание тому, чтобы по соотношению «производительность на ватт» оно оказалось существенно лучше недорогих видеокарт. В результате Sandy Bridge автоматически попадает в число желанных компонентов для современных ноутбуков и экономичных настольных систем вроде домашних медиацентров. По крайней мере, так обрисовывает ситуацию Intel.

Как же обстоит дело на самом деле, покажет наше тестирование, в рамках которого мы решили изучить графические ядра нового поколения Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000, которые являются составляющими мобильных и десктопных процессоров Core второго поколения (Sandy Bridge).
Новая версия Intel HD Graphics

Если подходить к графическому ядру, встраиваемому компанией Intel в свои процессоры, с пользовательской точки зрения, то есть, относиться к нему как к некому «чёрному ящику», выдающему 3D изображение, то, действительно, можно говорить о революционных изменениях, произошедших с выходом Sandy Bridge. При сопоставлении предлагаемых Intel в составе процессоров графических ядер прошлого и нынешнего поколений, эти изменения видны и в производительности, и в значительно расширившемся списке игр, совместимых с Sandy Bridge.

Однако если заглянуть внутрь «чёрного ящика» – графического ядра Sandy Bridge – то с удивлением можно обнаружить, что там нет ничего похожего на технологические или архитектурные инновации. Собственно, именно поэтому Intel даже не стала менять название своего ядра – Intel HD Graphics – и лишь добавила к нему числовой индекс 2000 или 3000. То же самое и в архитектуре – новое графическое ядро изнутри очень похоже на ядро предыдущего поколения Ironlake, которое используется в процессорах Clarkdale и Arrandale.

Откуда же тогда берётся столь существенно улучшение быстродействия? Ответ на этот вопрос лежит на поверхности – всё дело в том, как изменилось строение самих процессоров. Интеграция – это не просто красивое слово с рекламных баннеров. Внедрение 32-нм технологического процесса и совмещение вычислительных ядер, графического ядра, кэш-памяти и контроллера памяти на одном полупроводниковом кристалле дало инженерам возможность эффективно подойти к ликвидации основной причины, по которой встроенная графика не могла ранее соперничать с дискретной – относительно низкой скорости работы с памятью. Дело в том, что интегрированные графические ядра, вынужденные использовать для своих нужд часть системной памяти, оказывались существенно ограничены в скорости обмена с ней данными. Мало того, что обычная DDR2 или DDR3 память, используемая в современных платформах, в большинстве случаев уступает по пропускной способности специализированной видеопамяти, так к тому же интегрированному видеоядру приходится делить её полосу пропускания с вычислительными блоками процессора.

Конечно, Sandy Bridge не может решить эту проблему полностью. Выделенную скоростную видеопамять платформа на базе этих процессоров не предполагает. Однако новые процессоры могут предоставить графическому ядру другие свои внутренние ресурсы, доступ к которым теперь стал возможен как раз благодаря тесной интеграции.


Все внутренние процессорные блоки связаны внутри Sandy Bridge единой кольцевой шиной, к этой шине подключено и графическое ядро. Благодаря данному нововведению пользование системной памятью у графического ядра строится не напрямую, а также как у вычислительных ядер – через высокоскоростную кэш-память третьего уровня, объём которой у новых процессоров составляет 6 или 8 Мбайт. На практике добавление в схему работы графического ядра процессорного L3 кэша существенно увеличивает скорость текстурирования и уменьшает простои графических исполнительных устройств, вызванные ожиданием необходимых данных.


Конечно, тот уровень производительности встроенной графики, который может предложить Sandy Bridge, объясняется не только тем, что графическое ядро получило в своё распоряжение процессорную кэш-память. Определённые улучшения сделаны и в самих исполнительных устройствах, являющихся «сердцем» Intel HD Graphics. Разработчики говорят, что смогли почти в два раза увеличить их пропускную способность на целом ряде операций, а кроме того, добились улучшения параллелизма в их работе. Благодаря внесённым изменениям к числу характеристик нового графического ядра добавилась и поддержка стандартов OpenGL 3.0, Shader Model 4.1 и DirectX 10.1.


В целом же внутренняя архитектура графического ядра осталась неизменной. Intel HD Graphics содержит до двенадцати скалярных 128-битных исполнительных устройств. Это выглядит не столь впечатляюще на фоне видеокарт начального уровня AMD и NVIDIA, где число исполнительных устройств доходит до нескольких десятков, но у Intel они более производительны благодаря внутреннему параллелизму, так что, глядя на спецификации графического ядра Intel, не стоит презрительно фыркать. Достаточно вспомнить, например, что 12 исполнительных устройств графического ядра из процессоров Clarkdale обеспечивают как минимум не худшую производительность, чем встраиваемое в чипсеты компании AMD ядро Radeon HD 4290 с 40 исполнительными устройствами.

В дополнение к оптимизации исполнительных устройств в Sandy Bridge увеличена была и рабочая частота графического ядра. Прошлая модификация Intel HD Graphics, которая находилась в процессорах Clarkdale и Arrandale на отдельном производимом по 45-нм технологии полупроводниковом кристалле, работала на частоте до 900 МГц. Современный 32-нм технологический процесс, используемый для производства Sandy Bridge, позволил тактовать графику на частотах, существенно превышающих 1 ГГц, что также внесло дополнительный вклад в итоговую производительность новой версии Intel HD Graphics.


Впрочем, частота графического ядра применительно к Intel HD Graphics 2000/3000 – понятие достаточно условное. Дело в том, что в Sandy Bridge действие технологии Turbo Boost, изменяющей тактовую частоту процессора в зависимости от его текущей нагрузки, распространилось и на графическое ядро. Поэтому его реальная частота может динамически изменяться во время работы в зависимости от энергопотребления и тепловыделения вычислительных блоков процессора. Иными словами, видеоядро разгоняется, когда вычислительные ядра загружены не полностью, и тормозится, когда энергетические аппетиты CPU грозят выйти за установленные пределы из-за высокой нагрузки на его ресурсы.


Что же осталось по сравнению с прошлой версией видеоядра совершенно неизменным, так это общая схема его взаимодействия с конечными устройствами отображения изображения. Для того чтобы изображение, формируемое внутрипроцессорным GPU попадало на экран монитора, в Sandy Bridge реализована специализированная независимая шина FDI (Flexible Display Interface), использующая протокол DisplayPort. По этой шине изображение передаётся из процессора в чипсет, откуда оно «разводится» по цифровым и аналоговым графическим выводам на материнской плате. Соответственно, для поддержки встроенной в процессор графики, чипсеты для Sandy Bridge должны иметь шину FDI и средства для маршрутизации видеосигнала. В данный момент необходимую функциональность могут предложить мобильные чипсеты, либо десктопный набор системной логики Intel H67, которые в отличие от чипсетов для процессоров Clarkdale и Arrandale, обладает поддержкой HDMI интерфейса версии 1.4.


Версии графического ядра

Рассматривая архитектуру и основные характеристики, мы говорили о двух версиях графического ядра Intel HD Graphics 2000 и 3000 одновременно. На самом деле – эти две модификации очень сильно отличаются по своей производительности. И обусловлено это тем, что впервые Intel решила дифференцировать свои графические решения не только варьируя их частоту, но и изменяя количество исполнительных устройств. Именно в этом и состоит основное отличие ядер Intel HD Graphics 3000 и 2000 – старшая версия имеет в своём распоряжении 12 исполнительных устройств, а младшая – довольствуется лишь шестью. Таким образом, разница в пиковом быстродействии Intel HD Graphics 3000 и 2000 может доходить до двух раз.

Желание Intel разделить версии графических ядер, ориентированные на различные рынки, вполне понятно. Тем более что ради экономии компания планирует использование в процессорах Sandy Bridge трёх видов полупроводниковых кристаллов: четырёхъядерного и двухъядерного с полноценным графическим ядром или двухъядерного с урезанной графикой. Но то, каким образом осуществляется позиционирование Intel HD Graphics 2000 и 3000, вызывает некоторое недоумение.

В целом, правило такое: все мобильные модификации Sandy Bridge оснащаются старшим видеоускорителем Intel HD Graphics 3000; модификации же Sandy Bridge для настольного сегмента получают в своё распоряжение более медленную версию Intel HD Graphics 2000 за парой исключений. Исключения эти – оверклокерские процессоры К-серии, которые, как и их мобильные собратья, смогут похвастать производительным графическим ядром Intel HD Graphics 3000.


То, что производительная модификация графического ядра будет использоваться в мобильных процессорах – это вполне логично. Именно в ноутбуках интегрированная графика особенно востребована, и даже в тех случаях, когда в них устанавливается дополнительная графическая карта, производители зачастую сохраняют возможность переключения и на более экономичное интегрированное в процессор видеоядро, которое теперь окажется применимо в гораздо большем числе ситуаций. Однако решение лишить акселератора Intel HD Graphics 3000 практически всех пользователей настольных систем выглядит, по меньшей мере, странно. Производительная встроенная графика может быть востребована и в настольных системах, однако Intel считает, что для таких применений сойдёт и медленная версия Intel HD Graphics 2000, хотя более быстрый вариант этого видеоядра мог бы заменить дискретную видеокарту начального уровня. И уж совершенно удивляет тот факт, что старшая модификация Intel HD Graphics 3000 оказалось в процессорах Core i5-2500K и Core i7-2600K, где она вообще не нужна. Эти CPU предназначены для энтузиастов, которые встроенной графикой никогда пользоваться не будут как минимум из-за того, что необходимый для её задействования набор логики Intel H67 вообще не имеет средств для разгона процессора.

Возможно, логика производителя заключается в том, что он считает Intel HD Graphics 3000 достаточно быстродействующим вариантом лишь для мобильных компьютеров, дисплеи которых обычно имеют меньшее разрешение, чем мониторы настольных систем. И, не рассчитывая, что производительности любой встроенной графики будет достаточно для полноценного использования в 3D-приложениях в настольных системах, Intel скромно предлагает в десктопных процессорах младшую версию своего ускорителя. Возможно. Но почему тогда в Core i5-2500K и Core i7-2600K всё-таки оказалось производительное ядро, когда покупатели с большим пониманием встретили бы его полное отсутствие в этих процессорах?
– Нет ответа.

Вместе с использованием в различных версиях процессоров Sandy Bridge графических ядер с разным количеством исполнительных устройств, Intel прибегла также и к старому приёму – дифференциации рабочей частоты. Различные модели процессоров могут иметь разные частоты графического ядра, но в то время как ранее частота графики использовалась как аргумент при рыночном позиционировании, теперь частота Intel HD Graphics определяется в первую очередь тепловым пакетом.

В следующей далее таблице мы собрали основные сведения о вариантах ядер Intel HD Graphics, используемых в процессорах Core второго поколения. Следует отметить, что для видеоядра каждого процессора указано по две частоты – турбированная, на которой графическое ядро работает в большинстве случаев, и номинальная – до которой графическое ядро может затормаживаться в случае высокой нагрузки на вычислительные ядра процессора.


Технология Quick Sync

До сих пор мы говорили о графическом ядре, встроенном в процессоры Sandy Bridge, как об эволюционном развитии ядра Intel HD Graphics, использующемся в процессорах Clarkdale и Arrandale. Однако есть в новой версии этого ядра и кое-что новенькое – технология Quick Sync, нацеленная на аппаратное ускорение кодирования и декодирования видеоконтента высокого разрешения.

Кажется, что в этом удивительного? Кодировать и декодировать видео давно умеют все GPU производства AMD и NVIDIA посредством CUDA или Stream /APP. Да и графика Intel, относящаяся к предыдущему поколению и встраиваемая в Clarkdale и Arrandale, также способна аппаратно ускорять воспроизведение видео. Однако в Sandy Bridge инженеры Intel подошли к проблеме совершенно по-новому. Дело в том, что все существовавшие до настоящего времени GPU используют для работы с видео мощности своих штатных исполнительных устройств – шейдерных процессоров. Технология Quick Sync идёт по другому пути, она подразумевает включение в процесс кодирования и декодирования узкоспециализированных вычислительных блоков. Иными словами, в дополнение к традиционным исполнительным устройствам в графическом ядре Sandy Bridge есть выделенные аппаратные видеокодек и видеодекодер.


Конечно, применение утилитарных аппаратных ресурсов вместо программно-аппаратного решения на базе CUDA или Stream – не столь универсальное решение, которое к тому же дополнительно увеличивает процессорный кристалл. Но плюсы, по мнению Intel, всё-таки перевешивают. Во-первых, Quick Sync позволяет получить более высокую производительность, а во-вторых, специализированное железо оказывается гораздо экономичнее с точки зрения затрат электроэнергии.

Итак, Quick Sync состоит из двух компонентов. Первый – это аппаратный декодер, применяемый для ускорения воспроизведения видеоконтента, хранящегося в распространённых форматах: MPEG-2, VC-1 и AVC. Этот блок графического ядра Sandy Bridge способен полностью взять на себя весь процесс декодирования, включая компенсацию движения и loop-фильтрацию. Важно, что декодер является многопоточным, то есть способен декодировать видео в несколько потоков, без проблем поддерживая режим «картинка в картинке», стерео 3D Blu-ray или MVC.


Вторая часть Quick Sync – аппаратный кодек, выполняющий операции, обратные декодированию. В отличие от декодера кодек частично задействует при своей работе и традиционные исполнительные устройства графического ядра, однако основная часть процесса кодирования ложится всё-таки на специализированную логику. Кодек поддерживает кодирование в наиболее распространённый на сегодня формат AVC.


Таким образом, в совокупности технология Quick Sync позволяет ускорять процессы транскодирования видео, декодируя видео в одном формате и тут же кодируя его в другой. Это – очень важная и своевременно появившаяся возможность процессоров Sandy Bridge. Операции по конвертации видеоконтента весьма распространены даже у домашних пользователей, что обуславливается как ростом популярности сервисов видеохостинга, так и распространением производительных мобильных устройств, способных проигрывать мультимедийный контент.

Как мы знаем по предыдущим тестированиям процессоров, конвертирование видео с использованием традиционных процессорных мощностей – чуть ли не самая ресурсоёмкая операция, которая отнимает много времени и приводит к значительным затратам электроэнергии. Внедрение же технологии Quick Sync позволяет не только ускорить этот процесс, но и освободить вычислительные процессорные ядра, которые становятся доступны для параллельного выполнения иных задач.

Естественно, технология Quick Sync для своей работы нуждается в поддержке со стороны программного обеспечения. Но Intel не упустила и этот важный момент и на сегодняшний день большое количество распространённых утилит для конвертации видео способно задействовать специализированные блоки процессоров Sandy Bridge. За конкретными примерами далеко ходить не надо: поддержка новых медийных возможностей уже присутствует в новых версиях ArcSoft MediaConverter, Corel DVD Factory, CyberLink MediaEspresso, Movavi Video Converter, Roxio Creator и проч.

Внедрив в своё графическое ядро аппаратные кодек и декодер, и добившись их широкой поддержки со стороны разработчиков, Intel удалось переиграть AMD и NVIDIA, которые предлагают более медленную конвертацию видео с использованием мощностей шейдерных процессоров. Однако мы не имеем никакой информации о том, станет ли выделение кодека и декодера в отдельные аппаратные блоки новой тенденцией. Возможно, появление Quick Sync просто подтолкнёт других разработчиков GPU к оптимизации своих алгоритмов транскодирования, использующих CUDA и Stream /APP.

Впрочем, положительное впечатление о Quick Sync смогла подпортить сама Intel. Большой ошибкой разработчиков стало то, что блоки кодирования и декодирования были помещены именно в графическое ядро. Процессы транскодирования видео востребованы вне зависимости от того, какой тип графического ускорителя (интегрированный или дискретный) используется в системе. Но, к сожалению, ресурсы Quick Sync невозможно использовать в системах с набором логики Intel P67. Платы на этом чипсете отключают встроенную графику, а вместе с этим теряется и доступ к многообещающей технологии. Так что аппаратное ускорение перекодирования видео силами интеловского графического процессора возможно лишь в системах, где работает встроенное в Sandy Bridge графическое ядро.
Разгон графического ядра

Набор логики, предназначенный для использования встроенной в Sandy Bridge интегрированной графики, Intel H67, не поддерживает разгон. Он не даёт доступа ни к множителю, задающему тактовую частоту CPU, ни к множителю, формирующему частоту памяти. Однако Intel H67 позволяет изменять частоту работы графического ядра. В BIOS материнских плат, базирующихся на этом наборе логики, обычно присутствует опция, задающая ту частоту, до которой может разгоняться графическое ядро в турбо-режиме.


При этом опция эта совершенно не напрасна. Intel ограничивает скорость графического ядра, сообразуясь с TDP моделей процессоров, а значит, при условии использования достаточного охлаждения разгон вполне возможен.


Наши эксперименты на нескольких экземплярах процессоров Core i5 показали, что при небольшом увеличении напряжения на графическом ядре, его частота вполне может быть доведена до 1.5 ГГц. То есть, встроенный в Sandy Bridge GPU скрывает в себе не столь существенный оверклокерский потенциал, как сами эти процессоры, но на 30-40-процентное увеличение скорости графики при разгоне рассчитывать можно.

Однако это не касается моделей процессоров линейки Core i7. В них частота Intel HD Graphics 3000 доведена почти до максимума.
Как мы тестировали

В рамках тестирования мы поставили перед собой цель сравнить производительность новых встроенных в процессоры Sandy Bridge графических ускорителей Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000 со скоростью работы конкурирующих интегрированных GPU и видеокарт младшего ценового диапазона. Актуальных интегрированных платформ для настольных компьютеров, которые имеет смысл сравнивать с Sandy Bridge, на данный момент на рынке присутствует две: Socket AM3 с чипсетом AMD 890GX и LGA1156 с процессорами Clarkdale и чипсетом Intel H57/H55 (все их многочисленные производные мы в данном случае в рассмотрение не принимаем). Именно с такими платформами мы и сравнили систему, в основе которой лежали процессоры Core i5 второго поколения, оснащённые графическими ядрами Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000. Кроме того, в тестах приняли участие дешёвые дискретные видеокарты AMD пятитысячной серии Radeon HD 5450 и Radeon HD 5570.

Учитывая невозможность сравнения интегрированных графических ядер на процессорах с одинаковой вычислительной мощностью, в Socket AM3 и LGA1156 системах мы использовали процессоры с максимальной доступной на данный момент тактовой частотой, которые хоть как-то могут соперничать с Sandy Bridge. При этом нам пришлось задействовать два варианта Clarkdale – Core i5-680 и Core i5-661. Первый процессор имеет максимальную тактовую частоту, а второй – содержит более производительную версию графики. В платформе AMD мы пользовались четырёхъядерным Phenom II X4 975. Что касается Sandy Bridge, то для испытаний Intel HD Graphics 2000 был взят процессор Core i5-2400, а для измерения производительности Intel HD Graphics 3000 применялся Core i5-2500K. Дискретные графические карты тестировались в той же LGA1155 платформе с процессором Core i5-2500K.

В результате, в тестах задействовались следующие аппаратные и программные компоненты:

Процессоры:

AMD Phenom II X4 975 (Deneb, 4 ядра, 3.6 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2500K (Sandy Bridge, 4 ядра, 3.3 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge, 4 ядра, 3.1 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-680 (Clarkdale, 2 ядра, 3.6 ГГц, 4 Мбайта L3);
Intel Core i5-661 (Clarkdale, 2 ядра, 3.33 ГГц, 4 Мбайта L3);

Материнские платы:

ASUS M4A89GTD PRO/USB3 (Socket AM3, AMD 890GX + SB850, DDR3 SDRAM);
Gigabyte GA-H57M-USB3 (LGA1156, Intel H57 Express);
Gigabyte GA-H67MA-UD2H (LGA1155, Intel H67 Express).

Память:

2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM, 9-9-9-27 (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX):

Графические карты:

ATI Radeon HD 5570;
ATI Radeon HD 5450.

Жёсткий диск: Kingston SNVP325-S2/128GB.
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64.
Драйверы:

Intel Chipset Driver 9.2.0.1019;
Intel Graphics Driver 15.21.8.64.2279;
ATI Catalyst 11.1 Display Driver.

Новые графические ядра Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000 тестировались в двух режимах: на штатной для большинства десктопных процессоров частоте 1100 МГц и при их разгоне до 1500 МГц.
Общая производительность

Начать знакомство с результатами тестов мы бы хотели с общей производительности. Хотя она не имеет прямого отношения к теме данного материала, подобные дополнительные данные могут быть полезны при дальнейшем анализе результатов. Подробные тесты процессоров Sandy Bridge и их конкурентов можно найти в другом нашем обзоре, здесь же мы воспользовались тестом PCMark Vantage, который показывает скорость работы типичных алгоритмов.










Графики выявляют серьёзный разброс в результатах. Как ни крути, но платформа LGA1155 предлагает значительно более высокую вычислительную производительность, чем все другие варианты. Поэтому, если вы подыскиваете основу для интегрированной системы с максимальной производительностью на счётных задачах, то выбор предрешён.
Игровая производительность


3DMark Vantage




Так как Intel HD Graphics (всех версий) поддерживает DirectX 10, но не DirectX 11, для предварительной оценки производительности новых вариантов этого ядра мы воспользовались именно версией Vantage. И она демонстрирует, что даже ядро Intel HD Graphics 2000, имеющее только шесть исполнительных устройств, ощутимо опережает ядро, встроенное в процессоры Clarkdale, несмотря на то, что там используется вдвое большее количество исполнительных устройств. Однако соперничать с видеокартами младшего уровня удаётся только версии Intel HD Graphics 3000. Впрочем, даже с разгоном до 1.5 ГГц это ядро не может дотянуть до скорости Radeon HD 5570, так что процессоры Sandy Bridge могут потеснить на рынке разве только видеокарты со стоимостью порядка $50-60.

Crysis WARHEAD




Intel HD Graphics 2000 предлагает вполне комфортный уровень fps в разрешении 1024x768, а более быстрая версия ядра, Intel HD Graphics 3000, может позволить игру и в HD разрешении. Конечно, речь идёт об использовании минимального уровня качества, но интегрированная графика способна показать сколь-нибудь приемлемые результаты только в этом случае.

Far Cry 2




Заметьте, разгон встроенного в Sandy Bridge графического ядра позволяет получить солидную прибавку к скорости. Но даже она не даёт возможности Intel HD Graphics 3000 дотянуться до результатов Radeon HD 5570. Зато, если сравнивать новый интеловский интегрированный GPU с конкурирующими интегрированными же решениями, то даже урезанная версии Intel HD Graphics 2000 оставляет их позади.

Left 4 Dead




Надо сказать, что Intel HD Graphics 3000 вполне можно считать нормальным 3D ускорителем начального уровня. Оперируя настройками качества из этого ядра можно выжать вполне играбельный уровень fps даже в разрешении 1680x1050. Жаль только, что эта версия графического ядра отсутствует в большинстве процессоров для настольных систем. Урезанный же вариант, Intel HD Graphics 2000, работает ощутимо медленнее, и даже разгон не позволяет получить тот уровень производительности, который выдаёт старшая версия графического ядра Sandy Bridge.

Metro 2033




Metro 2033 – очень требовательная игра. Не удивительно, что «вытянуть» её может только Intel HD Graphics 3000. Но вообще, существенно лучшую играбельность в данном случае можно получить при использовании внешней видеокарты. И не всякой, так как Radeon HD 5450 по своему быстродействию подобен Intel HD Graphics 2000, а достаточно производительной – не хуже Radeon HD 5570.

Mafia II




Современные шутеры явно не рассчитаны на то, чтобы в них играли с использованием встроенных графических ядер. В Mafia II получаются ещё более низкие показатели fps, чем в Metro 2033, так что приемлемой производительности можно добиться разве только разогнав до предела Intel HD Graphics 3000. Справедливости ради заметим, что результаты других интегрированных графических ядер AMD и Intel более чем в два раза хуже.

Lost Planet 2




Результаты в Lost Planet 2 интересны тем, что по ним хорошо прослеживаются различия в производительности версий графического ядра Sandy Bridge, использующих 6 или 12 исполнительных устройств. Но даже неразогнанная версия Intel HD Graphics 2000 существенно обходит все интегрированные графические ядра предыдущего поколения.

F1 2010




Ноутбуки, основанные на процессорах семейства Sandy Bridge и использующие встроенную в них графику, наверняка смогут предложить своим владельцам приемлемые игровые возможности. Как мы видим, как и во многих других играх, в популярном гоночном симуляторе ядро Intel HD Graphics 3000 может обеспечить вполне нормальный уровень производительности в разрешении 1680x1050. Единственное, что требуется от пользователя – установить настройки качества на минимум.

H.A.W.X 2




H.A.W.X 2 показывает себя не очень требовательной игрой. Насладиться полётами в этом симуляторе могут даже обладатели систем с интегрированной графикой прошлых поколений. Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000, как и в других случаях, успешно конкурируют с недорогими графическими картами.

Civilization V




Для стратегических игр редко требуется производительные видеокарты. Так и тут. Если не задирать настройки качества изображения, Civilization V хорошо работает на обеих версиях графики Sandy Bridge и позволяет даже устанавливать HD разрешения.

Starcraft II




Starcraft II является нетипичным приложением – в нём новые интегрированные ядра Intel существенно проигрывают даже Radeon HD 5450. Однако это не означает, что встроенная в Sandy Bridge графика не обладает достаточной мощностью для этой игры. С низким качеством изображения Intel HD Graphics 3000 обеспечивает вполне комфортное быстродействие в разрешении 1680x1050, а Intel HD Graphics 2000 приемлемо работает в более простых режимах.
Производительность при работе с видео

С воспроизведением видео высокого разрешения у графического ядра Sandy Bridge не возникает никаких трудностей. Встроенный в графическое ядро декодер прекрасно справляется со всеми распространёнными форматами, оставляя вычислительную часть процессора фактически без работы.

Единственная возможная проблема – поддержка нового декодера Sandy Bridge программными плеерами. Например, две недели назад во время тестов Core i5-2400S мы обнаружили, что популярный бесплатный Media Player Classic Home Cinema работает на новых процессорах со сбоями: при активации рендеринга через DXVA наблюдаются артефакты. Поэтому тогда мы перешли на коммерческий Cyberlink PowerDVD10, который оказался адаптирован под Intel HD Graphics 2000/3000 существенно лучше и работал безупречно. В этом тестировании нам вновь пришлось воспользоваться коммерческим продуктом ввиду того, что даже вышедшая несколько дней назад версия Media Player Classic Home Cinema 1.5.0.2827 при работе на процессорах Sandy Bridge вызывает серьёзные нарекания.

Вот как выглядит аппаратное ускорение воспроизведения видео в системе с процессором Core i5-2400, обладающим графическим ядром Intel HD Graphics 2000.


H.264, 1920x1080@23.976 fps, 23.7Mbps

Загрузка процессора при проигрывании HD видео в формате H.264 не превышает 10-15 %, а сам процессор остаётся в энергосберегающем состоянии, то есть работает на сниженной до 1.6 ГГц частоте.

А видео в формате VC-1 воспроизводится в Cyberlink PowerDVD10 (версии 10.0.2429.51) ещё с более впечатляющими результатами.


VC-1, 1920x1080@23.976 fps, 16.5Mbps

Тут нагрузка на процессор вообще составляет менее десяти процентов. Однако в процессе тестирования нами была замечена одна особенность – при декодировании VC-1 видеопотока имеет большое значение, в каком контейнере он находится. Например, мы так и не смогли заставить работать аппаратное ускорение для воспроизведения VC-1-видео в контейнере MKV, в то время как тот же самый контент в контейнере MPEG-TS или непосредственно с Blu-ray диска проигрывался с использованием аппаратного декодера без каких-либо препятствий.

Таким образом, аппаратный видеодекодер в Sandy Bridge со своей ролью вполне справляется, и процессоры этого семейства вполне можно использовать в медиацентрах, не устанавливая внешнюю графическую карту. Тем более что вычислительная мощность Sandy Bridge такова, что и без помощи со стороны аппаратного декодера он легко справится с воспроизведением любого, даже самого экзотического, видеоконтента высокого разрешения.

Аппаратное ускорение при проигрывании видео – это половина технологии Quick Sync, этот процесс загружает лишь декодер и никак не задействует имеющийся в графическом ядре Sandy кодек. Всю же мощь этой технологии можно ощутить при транскодировании видео, при котором контент сначала декодируется, а затем кодируется в новом формате. Некоторые популярные утилиты для преобразования видео уже сегодня могут предложить перекодирование не средствами вычислительных ядер процессора, а с использованием специализированных блоков, входящих в Quick Sync. Примерами таких утилит могут служить свежие версии Arcsoft Media Converter или Cyberlink Media Espresso.

Процесс транскодирования в подобных программах, использующих Quick Sync, отличается тем, что загрузка процессора остаётся очень далека от 100 процентов. А ведь это одна из самых тяжёлых в вычислительном плане задач!


Например, на приведённом скриншоте видно, что перекодирование 1080p H.264 видеоролика с уменьшением разрешения и битрейта для просмотра на iPhone 4 загружает процессор всего на 15-20 %. Но особенно впечатляющим выглядит то, что процессор при этом даже не выходит из энергосберегающего режима и работает на пониженной до 1.6 ГГц частоте.

Качество результата при этом нисколько не страдает. В этом Quick Sync отличается от перекодирования через CUDA и Stream /APP в лучшую сторону. При сравнении видео, полученного при перекодировании через Quick Sync и такого же видео, сделанного на традиционных процессорных мощностях, мы не выявили никаких существенных артефактов, привносимых именно графическим ядром Sandy Bridge.


Intel Quick SyncSoftware

Более того, возникает ощущение, что с использованием Quick Sync видео получилось даже более качественным. При этом размер полученных в результате файлов расходился не более чем на 2 %, а реальный битрейт и разрешение были и вовсе идентичными. Иными словами, Quick Sync действительно работает и работает хорошо.

Не подкачала и скорость перекодирования. Включение в процесс технологии Quick Sync не только снимает нагрузку с вычислительных блоков процессора, но и позволяет быстрее получить конечный результат. Мы провели несколько тестов, производящих транскодирование небольшого H.264 1080p видеоролика в формат, пригодный для воспроизведения на iPhone 4 (H.264, 1280x720, 4Mbps). На приводимых ниже диаграммах отображено время, затрачиваемое на этот процесс при использовании вычислительных мощностей процессора, при активации технологии Quick Sync и при перекодировании через CUDA и Stream /APP с применением внешних графических карт AMD Radeon HD 5570 и NVIDIA GeForce GT 430. Во всех тестах использовалась единая тестовая платформа, построенная на базе процессора Core i5-2400. Для чистоты эксперимента скорость перекодирования измерялась в двух различных программах - Arcsoft Media Converter 7.1.15.55 и Cyberlink Media Espresso 6.5.1229.




Intel не зря гордится своей технологией Quick Sync. Выделение кодера и декодера в отдельные специализированные блоки оказалось полезным для повышения производительности шагом. Как видно по диаграммам, использование этой технологии позволяет получить значительное ускорение по сравнению с перекодированием силами вычислительных ядер процессора. Такую производительность не удаётся достичь и при использовании видеокарт AMD и NVIDIA даже близко, по крайней мере, тех, которые относятся к нижней ценовой категории.
Энергопотребление

Судя по производительности, графическое ядро процессоров Sandy Bridge вполне может заменить видеокарты начального уровня. Очевидно, что в этом случае определённый выигрыш будет достигнут и в энергопотреблении. Чтобы оценить масштабы этого выигрыша, мы провели уже ставшие традиционными отдельные тесты энергопотребления.

На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД же самого блока питания в данном случае не учитывается. Во время измерений нагрузка на процессоры создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.4. Для нагрузки графических ядер использовалась утилита FurMark 1.8.2. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E и Enhanced Intel SpeedStep.


Высокую экономичность процессоров семейства Sandy Bridge в состоянии простоя мы подчёркивали уже не раз. Использование встроенного графического ядра не отменяет этого их свойства. Системы, использующие процессоры Core второго поколения со встроенным графическим ядром, потребляют в покое на 5-10 Вт меньше, чем любые другие платформы.


Более низкое энергопотребление показывают LGA1155 системы со встроенной графикой и при процессорной нагрузке. Это вполне объяснимо – вычислительные ядра Sandy Bridge обладают наилучшим на сегодняшний день соотношением «производительность на ватт», а графическое ядро, встроенное в эти CPU, экономичнее внешних графических карт и других интегрированных ядер как минимум за счёт использования для его производства самого современного техпроцесса с 32-нм нормами.


Тяжёлая графическая нагрузка явно выпячивает тот факт, что графика в Sandy Bridge обладает хорошим уровнем энергоэффективности. Обеспечиваемый ей уровень производительности близок к внешним видеокартам нижнего ценового диапазона, а потребление – меньше на 10-15 Вт. Кстати, заметьте, варианты ядер Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000, число исполнительных устройств в которых различается вдвое, по потреблению разнятся лишь на 6 Вт, а 35-процентный разгон графического ядра по частоте сказывается на энергопотреблении ещё меньше.


Комплексная нагрузка на вычислительные и графические ресурсы системы позволяет связке из процессора Core i5-2500K и видеокарты Radeon HD 5450 выступить на равных с интегрированной платформой на базе Core i5-2500K. Впрочем, учитывая, что встроенное в этот процессор ядро Intel HD Graphics 3000 производительнее данной видеокарты, в этом результате нет ничего выдающегося. Интересно же другое – пиковое энергопотребление современных интегрированных систем, базирующихся на высокопроизводительных процессорах последнего поколения, не выходит за 90-ваттную границу. Так что даже обычные (не энергоэффективные) версии процессоров Core i5 вполне могут применяться в составе компактных домашних систем или HTPC.


Ещё один вариант комплексной нагрузки – воспроизведение HD видео. Благодаря тому, что в процессорах Sandy Bridge появился специализированный аппаратный видеодекодер, нагрузка на вычислительные ядра в этом случае практически отсутствует, потребление системы при проигрывании HD видеоконтента лишь на 6 Вт превышает потребление в состоянии покоя для систем на базе Sandy Bridge с любой версией графического ядра. В результате, расход энергии на проигрывание HD видеоконтента в таких системах оказывается даже меньше, чем прочие платформы потребляют, ничего не делая.
Выводы

Новому поколению интегрированной графики Intel трудно дать чрезмерно лестную оценку. Встроенные в процессоры семейства Sandy Bridge графические ускорители Intel HD Graphics 2000 и Intel HD Graphics 3000 – это, фактически, интегрированная графика нового уровня. Сращивание на едином полупроводниковом кристалле традиционных процессорных блоков с видеоядром, их соединение высокоскоростной кольцевой шиной, а также сделанные в исполнительных устройствах интеловского GPU оптимизации привели к тому, что новые графические ядра стали не просто самыми быстрыми решениями в своём классе. Более того, их стало возможно сравнивать с современными дискретными видеокартами. В первую очередь это касается старшей версии графики из Sandy Bridge, Intel HD Graphics 3000 – она, например, серьёзно превосходит по быстродействию AMD Radeon HD 5450.

Иными словами, Intel HD Graphics 3000 может служить серьезным соперником для видеокарт стоимостью до $50-$60. В этой ситуации единственной сильной стороной дискретных видеокарт в сравнении с интеловским графическим ядром может служить разве только поддержка DirectX 11 отсутствующая в Intel HD Graphics. Впрочем, для того уровня производительности, что могут обеспечить такие решения, данная функциональность скорее всего неактуальна.

Младшая версия новой интеловской графики, HD Graphics 2000, существенно медленнее. Но, тем не менее, на фоне прочих интегрированных решений она всё равно смотрится достаточно выгодно, и до выхода процессоров AMD Llano вряд ли что-то сможет поколебать лидирующие позиции Intel HD Graphics 3000 и Intel HD Graphics 2000 в своей нише.

Блестяще проявила себя и появившаяся в новых интеловских ядрах технология Quick Sync. Intel предложила принципиально новый подход к ускорению кодирования и декодирования видеоконтента высокого разрешения, применив для этой цели узкоспециализированные аппаратные блоки. Ценой небольшого увеличения процессорного кристалла производителю удалось добиться поразительно высокой производительности и хорошего качества кодирования и декодирования HD видео. Причём, технология Intel Quick Sync на задачах транскодирования видео явно выигрывает и у перекодирования через NVIDIA CUDA, и у AMD Stream /APP.

Правда, впечатления от новых графических ядер оказались несколько подпорчены политикой Intel по их продвижению. Старшую версию графического ядра получили лишь пользователи мобильных компьютеров, а для того, чтобы стать её обладателем в десктопе, необходимо приобрести дорогой оверклокерский процессор. Так что, фактически, можно говорить о том, что Intel HD Graphics 3000 нацеливается производителем на мобильные применения, в то время как для настольных компьютеров предназначается более медленный вариант ускорителя – Intel HD Graphics 2000.

С одной стороны это означает, что ноутбуки, построенные на процессорах Core второго поколения, получили довольно производительное графическое ядро, присутствующее в них, что называется, по умолчанию. И новые мобильные компьютеры, не имеющие в своём составе видеокарт AMD или NVIDIA, теперь будут способны демонстрировать приемлемую производительность в подавляющем большинстве 3D приложений.

С другой стороны, в настольных компьютерах ситуация несколько иная. Здесь графические ядра семейства Intel HD Graphics пока не имеют шансов вытеснить дешёвые дискретные видеокарты. Встроенная в подавляющее большинство процессоров Sandy Bridge для настольных компьютеров версия графики может стать хорошим выбором для мультимедийного компьютера, особенно благодаря технологии Quick Sync, но её 3D возможностей по сегодняшним меркам будет всё-таки недостаточно даже для непритязательных пользователей.