Вторая половина Clarkdale: обзор Intel HD Graphics

Введение

В течение последних нескольких лет компании Intel удаётся удерживать уверенное лидерство на процессорном рынке. Новые продукты этой компании раз за разом не только покоряют вершины производительности, но и оказываются первопроходцами во внедрении принципиально новых технологий. Состоявшийся в начале 2010 года анонс процессоров семейства Westmere, включающего десктопных представителей Clarkdale и их мобильных собратьев Arrandale, исключением из этого правила не стал. Эти двухъядерные процессоры, несомненно, вывели быстродействие настольных и мобильных систем среднего ценового диапазона на новый уровень. Но, кроме того, они внесли и существенные изменения в традиционное представление о том, как же такие платформы должны выглядеть с архитектурной точки зрения. Конечно, нельзя забывать, что появление процессоров Clarkdale и Arrandale ознаменовало и приход микроархитектуры Nehalem в средний ценовой сегмент, и начало использования 32-нм техпроцесса для выпуска массовых продуктов. Но наиболее интригующим нововведением стало то, что впервые в процессорах, предназначенных для применения в обычных настольных компьютерах, появилось встроенное графическое ядро. До этого момента встроенной графикой оборудовались либо наборы системной логики, либо узкоспециализированные процессоры, преимущественно нацеленные на использование в различных мобильных устройствах. Intel же пошёл дальше и провозгласил принципиально новый стандарт: отныне интегрированная графика должна стать неотъемлемой частью процессоров нижнего и среднего ценового диапазона, не вторгаясь в вотчину дискретных графических видеокарт лишь в высокопроизводительных игровых и профессиональных системах.

Очевидно, перенося графическое ядро внутрь процессора, в перспективе Intel может значительно увеличить свою и без того немаленькую долю на графическом рынке, превышающую на данный момент 50 %. Благодаря тому, что пользователи теперь будут получать графическое ядро вместе с процессором «бесплатно», многие из них наверняка просто воздержатся от приобретения дополнительной дискретной графической карты. Тем более что предлагаемые компанией Intel новые графические решения вполне подходят для многих общеупотребительных задач, в том числе для ускорения воспроизведения видео высокого разрешения и для запуска широко распространённых казуальных игр. Акцентируя на этом особое внимание, Intel отказалась даже от использовавшегося годами наименования Intel GMA (Graphics Media Accelerotor): новое графическое ядро, являющееся компонентом процессоров Clarkdale и Arrandale, получило название Intel HD Graphics. Этим производитель подчёркивает ориентированность своего ядра на медиацентры и домашние кинотеатры, однако и потребности любителей игр, конечно же, не были проигнорированы.

Процессоры семейства Westmere ориентированы не только на использование в настольных компьютерах. Их же Intel предлагает и в качестве части новой мобильной платформы. Поэтому совершенно неудивительно, что новый GPU получил значительные оптимизации, ориентированные и на мобильные применения. Так, в Intel HD Graphics нашлось место для специальных технологий, направленных на снижение энергопотребления и увеличение времени работы платформы от батареи при сохранении высокой производительности.

Чтобы оценить все прелести встроенного в процессоры семейства Westmere графического ядра Intel HD Graphics, мы провели отдельное исследование, в рамках которого попытались оценить медиа и 3D возможности нового GPU и понять, в каких случаях новые процессоры Clarkdale и Arrandale могут действительно освободить пользователя от покупки дополнительной графической карты.

Место GPU в процессорах Westmere

Подробно о строении и архитектуре процессоров семейства Westmere (на примере его десктопного варианта Clarkdale) мы уже говорили в нашем специальном материале «Двухъядерные процессоры для LGA1156: Core i5-661, Core i3-540 и Pentium G6950». Здесь же лишь напомним вкратце, что процессоры Westmere базируются не на монолитном кристалле, а собираются из двух составных частей — непосредственно процессора и отдельного графического ядра, которые заключаются в единую упаковку. Такое разделение функций на два независимых полупроводниковых кристалла обусловлено желанием производителя снизить стоимость изготовления конечного продукта. Благодаря этому шагу Intel получает возможность предложения процессоров семейства Westmere даже в нижних ценовых категориях.

Более того, хотя Intel говорит о том, что для производства процессоров Westmere используется прогрессивный 32-нм технологический процесс, на самом деле это касается лишь полупроводникового кристалла CPU. Для выпуска же кристалла с GPU применяется старая полупроводниковая технология с нормами производства 45 нм. Использование не самого современного техпроцесса и в данном случае снова оправдывается с позиции себестоимости. Куда более зрелый процесс позволяет получить высокий выход годных кристаллов, а для GPU, который в процессорах Westmere выступает «бесплатным приложением» к процессору, и зачастую не будет использоваться вовсе, это — очень важный аргумент. Иными словами, главной частью Westmere остаётся всё-таки процессорное ядро. Именно поэтому новая графика не сильно ушла по своим возможностям от GMA X4500, а по частотам даже уступает ей.

Желание максимально оптимизировать производственные расходы даёт ключ к пониманию многих архитектурных решений, нашедших место в дизайне Westmere. Например, для уменьшения площади кристалла, производимого по только что освоенному 32-нм техпроцессу, некоторые процессорные функциональные блоки переехали в 45-нм кристалл к GPU. В частности, рядом с графическим ядром соседствуют контроллеры памяти и шин PCI и DMI. В результате, площадь полупроводникового кристалла GPU составляет примерно 117 кв. мм, а это — даже больше площади кристалла процессоров Wolfdale. Площадь же процессорного кристалла при этом существенно меньше — около 79 кв. мм.

В нашем предыдущем материале мы говорили о том, что разлучение процессора с контроллером памяти вызвало крайне негативный эффект, выразившийся в катастрофическом падении скорости операций с памятью. Графическое же ядро от этого только выиграло, именно оно теперь имеет возможность общаться с системной памятью напрямую, а не через промежуточные шины — и это один из факторов, обуславливающий рост производительности Intel HD Graphics по сравнению с Intel GMA X4500.

То, что CPU и GPU находятся в Westmere в различных полупроводниковых кристаллах, отнюдь не означает отсутствие возможности прямого взаимодействия между ними. Intel смог реализовать некоторые любопытные технологии, работающие с двумя кристаллами Westmere как с единым целым. В первую очередь это Dynamic Frequency — аналог технологии Turbo Boost для графического ядра. Суть новой технологии заключается в том, что в приложениях, где нагрузка в первую очередь ложится на графическое ядро, а процессорные ядра при этом загружаются работой не полностью, частота GPU может увеличиваться на один или несколько шагов выше номинального значения.

Встроенный в процессор блок PCU (Power Control Unit) при этом непрерывно отслеживает электрические и тепловые параметры кристаллов CPU и GPU и следит за тем, чтобы энергопотребление и тепловыделение не выходило за установленные для данной модели процессора границы. К сожалению, данная технология работает лишь в мобильных вариантах Westmere, Arrandale; в настольных же процессорах Clarkdale графическое ядро работает на одной и той же постоянной частоте. Впрочем, частоты графических ядер в Clarkdale в любом случае выше частот GPU в Arrandale.

Чипсеты с поддержкой Westmere

Для того чтобы изображение, формируемое GPU, встроенным в процессор, попадало на экран монитора, в процессорах Westmere реализована специализированная независимая шина FDI (Flexible Display Interface), использующая протокол DisplayPort. По этой шине изображение передаётся из процессора в чипсет, откуда уже и «разводится» по цифровым и аналоговым графическим выводам на материнской плате. Соответственно, для поддержки встроенной в процессор графики, чипсеты для Westmere должны иметь шину FDI и средства для маршрутизации видеосигнала. Очевидно, что на этом этапе разграничение возможностей графики выполнено быть не может, а потому любой из чипсетов c поддержкой встраиваемого в процессоры Westmere GPU может предложить один и тот же набор графических характеристик.

Различия же между предлагаемыми Intel наборами логики для процессоров Westmere состоят лишь в поддержке SATA RAID или отсутствии оной, а также в количестве портов USB 2.0. Причём, это касается не только ориентированных на «настольные» применения H57, H55 и Q57, но и их «мобильных» собратьев.

Всё это значит лишь одно: все наборы логики для процессоров Westmere с поддержкой графики предлагают практически одинаковую функциональность. Младшие варианты с числовым суффиксом 55 могут не удовлетворить лишь тех пользователей, которые собираются использовать RAID массивы, основывая их реализацию на «чипсетном» контроллере.

Наборы же логики с литерой P в названии встроенную в процессор графику не поддерживают, зато только они позволяют создавать графические тандемы, использующие технологии SLI или Crossfire по схеме PCI Express x8 + x8.

Говоря о наборах логики с поддержкой процессорных графических ядер, нельзя не обратить внимание на тот факт, что Intel уделил должное внимание взаимодействию встроенного GPU со внешними графическими картами. Но, к сожалению, внимание это оказалось всецело направленным на мобильные применения, для которых и предлагается специализированная технология Intel Switchable Graphics.

Суть технологии проста: она позволяет переключаться с интегрированного GPU на использование внешней видеокарты без перезагрузки. Благодаря этому пользователи получают возможность использовать мощные видеокарты лишь тогда, когда в них есть реальная необходимость, всё остальное время работая на Intel HD Graphics, отличающейся куда более скромными аппетитами в части энергопотребления. Впрочем, подобная технология была реализована некоторыми производителями ноутбуков и со старыми вариантами интеловской графики.

Что же касается пользователей настольных систем, то они, к сожалению, технологии Intel Switchable Graphics оказались обделены. Несмотря на то, что в современных системах среднего и нижнего уровней Intel HD Graphics теперь присутствовать будет всегда, активация внешней видеокарты в момент прохождения POST полностью отключает встроенный в процессор GPU и наоборот. Поэтому, в настольных системах переключение между видеокартами без перезагрузки и манипуляций в BIOS Setup, к сожалению, невозможно.

Материнские платы, основанные на чипсетах серий H и Q, смогут предложить пользователям полный набор разнообразных мониторных выводов, включая D-Sub, DVI, HDMI и DisplayPort. Максимальное поддерживаемое (через цифровые интерфейсы) разрешение составляет 2560x1600. К этому нужно добавить, что новая интеловская интегрированная графика, в отличие от своих предшественников, наконец-то получила возможность одновременного вывода изображения на два монитора исключительно через цифровые интерфейсы, включая HDMI.

Медиа и 3D возможности

Какие же новые возможности предлагает Intel HD Graphics? Судя по названию этого GPU, логично предположить, что основная масса нововведений касается декодирования видео в различных форматах. Однако аппаратную поддержку декодирования видео во всех актуальных форматах MPEG2, VC-1 и H.264 предлагала и предыдущая версия интеловского GPU, GMA X4500. Естественно, эти возможности унаследованы и в HD Graphics, однако Intel сумел дать им определённое развитие. Графическое ядро, встраиваемое в процессорах семейства Westmere, в отличие от предшественника, стало способно декодировать два независимых видеопотока одновременно, что автоматически означает аппаратную поддержку Blu-Ray дисков с функцией «картинка в картинке».

Похоже, компания Intel всерьёз задумывалась о том, чтобы сделать свои процессоры Clarkdale идеальным вариантом для использования в многофункциональных медиацентрах. Чего, например, стоит появление в Intel HD Graphics возможности передачи звукового потока высокого разрешения (24-бит/96 кГц) через HDMI не только в раскодированном, но и в оригинальном виде в форматах Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio. Аналогичную функцию в данный момент не могут предложить никакие другие интегрированные наборы логики. Альтернативой Intel HD Graphics, способной осуществлять передачу закодированной звуковой дорожки с Blu-Ray диска на внешний ресивер, могу выступать либо специальные звуковые карты, либо внешние видеокарты модельного ряда Radeon HD 5000.

К сказанному необходимо добавить и то, что передача звукового потока платформами на базе процессоров Westmere поддерживается не только через HDMI выходы. Аналогичной возможностью обладают и реализованные в ней порты DisplayPort.

Не менее желанными улучшениями может похвастать и 3D часть графического ядра Clarkdale. Нет, в ней не появилось поддержки DirectX 11 — для интегрированной графики это и не нужно. Зато Intel увеличил число шейдерных процессоров — теперь их стало 12, тогда как в Intel GMA X4500 их было только 10. Казалось бы, изменение незначительное, но благодаря внесённым оптимизациям во внутреннюю архитектуру общее быстродействие вертексных шейдеров выросло примерно вдвое, а производительность текстурирования увеличилась где-то в 1,4 раза. Благодаря близкому соседству GPU и контроллера памяти, которые в процессорах Westmere располагаются на одном полупроводниковом кристалле, Intel HD Graphics может похвастать и более эффективной работой с памятью, из которой для хранения текстур может динамически выделяться до 1,7 Гбайт.

Частота, на которой работает графическая часть процессоров Westmere, варьируется в зависимости модели CPU. Так, основная масса процессоров Core i5 и Core i3 для настольных компьютеров снабжается 733-мегагерцовым GPU. И это — несколько ниже частоты интегрированной графики прошлого поколения, GMA X4500, которая составляла 800 МГц. В то же время среди предложений Intel есть уникальный десктопный процессор Core i5-661, который имеет «разогнанную» до 900 МГц графическую часть. Бюджетный же Pentium G6950 при этом обладает «замедленной» графикой с частотой, сниженной до 533 МГц.

Мобильные процессоры Arrandale в большинстве своём обладают 500-мегагерцовым GPU, частота которого может динамически повышаться до 566 или 766 МГц при работе технологии Dynamic Frequency. Исключение составляют лишь экономичные модели с пониженным TDP, частота графического ядра которых в штатном режиме сильно уменьшена в пользу снижения энергопотребления и тепловыделения.

Говоря о 3D производительности графического ядра процессоров Westmere, Intel утверждает, что её более чем достаточно для визуального комфорта в таких общеупотребительных играх как FiFA 2009, Football Manager 2009, The Sims 3, Sim City Deluxe, Warcraft III и World of Warcraft. При этом компания не обещает хорошую производительность в современных 3D шутерах, но число воспроизводимых кадров в секунду должно быть вполне приемлемо при снижении настроек качества. Иными словами, на данный момент Intel HD Graphics может претендовать на то, чтобы войти в число наиболее производительных интегрированных графических ядер, но конкурировать с дискретными видеокартами этот GPU, естественно, не может.

Драйверы

Выводя на рынок новое интегрированное графическое ядро, которое к тому же позиционируется в качестве решения, специально оптимизированного для новой операционной системы Windows 7, разработчики Intel не поленились кардинально обновить драйверную поддержку. Мы по достоинству оценили новую панель управления, которую предлагает Intel в новых версиях драйверов. Она стало выглядеть гораздо приятнее и современнее.

Надо заметить, что никаких особых новшеств среди опций панели управления нет, но структурирована она, вне всяких сомнений, гораздо лучше, чем панель управления старых графических драйверов Intel.

Заслуживает внимания, пожалуй, лишь появившиеся впервые возможности установки произвольного разрешения монитора.

Как мы тестировали

В рамках тестирования мы поставили перед собой цель сравнить производительность нового встроенного в процессоры Westmere графического ядра Intel HD Graphics со скоростью работы других интегрированных GPU. Актуальных интегрированных платформ для настольных компьютеров, помимо Clarkdale, на данный момент на рынке присутствует две: AMD 785G и Intel G45 (все их многочисленные производные мы в данном случае в рассмотрение не принимаем). Именно с платформами, основывающимися на этих чипсетах, мы и сравнили систему, в основе которой лежал процессор Core i3-540 — характерный десктопный представитель семейства Westmere, обладающий ядром Intel HD Graphics, работающим на типичной частоте 733 МГц.

Для построения подобных платформ, использующих наборы логики AMD 785G и Intel G45 (с интегрированными ядрами ATI Radeon HD 4200 и Intel GMA X4500 HD соответственно), необходимо было выбрать примерно такие же по производительности и стоимости процессоры в LGA775 и Socket AM3 исполнении. Мы решили использовать четырёхъядерные процессоры, так как главный герой исследования, Core i3-540, хотя и является формально двухъядерным, способен выполнять четыре потока одновременно благодаря поддержке технологии Hyper-Threading. Для платформы AMD мы выбрали Athlon II X4 635, а противостоял Clarkdale в составе LGA775 системы — процессор Core 2 Quad Q8400.

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

Процессоры:

AMD Athlon II X4 635 (Propus, 2,9 ГГц, 4 x 512 Кбайт L2);
Intel Core 2 Quad Q8400 (Yorkfield, 2,66 ГГц, 1333 МГц FSB, 2 x 2 Мбайта L2);
Intel Core i3-540 (Clarkdale, 3,06 ГГц, 2 x 256 Кбайт L2, 4 Мбайта L3).

Материнские платы:

Gigabyte GA-EG45M-UD2H (LGA775, Intel G45 Express, DDR2 SDRAM).
Gigabyte GA-H55M-UD2H (LGA1156, Intel H55 Express, DDR3 SDRAM);
Gigabyte GA-MA785GT-UD3H (Socket AM3, AMD 785G + SB710, DDR3 SDRAM).

Память:

2 x 2 Гбайта, DDR2-800 SDRAM, 5-5-5-15 (GEIL GX24GB8500C5UDC);
2 x 2 Гбайта, DDR3-1333 SDRAM, 7-7-7-20 (Mushkin 996601).

Жёсткий диск: Western Digital WD3000HLFS.
Операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64.
Драйверы:

ATI Catalyst 9.12 Display Driver;
Intel Graphics Driver 15.16.5.2021.

Разгон

Перед тем, как перейти к тестам производительности, пару слов хочется сказать и о ещё одной интересной особенности Intel HD Graphics. Заключается она в том, что этот GPU может быть подвергнут разгону. Опции для изменения частоты работы графической части процессоров Clarkdale обнаруживаются в BIOS Setup большинства материнских плат на базе наборов логики Intel H55 и H57. На использовавшейся нами при написании этого обзора материнской плате Gigabyte GA-H55M-UD2H это выглядит так.

Частота графического ядра, также как и базовая частота BCLK, изменяется в широких пределах с шагом в 1 МГц. При этом частота GPU не связана ни с какими другими частотами, изменять её можно совершенно независимо.

Естественно, не опробовать процедуру разгона на практике мы не могли. И, как показала проверка, даже при использовании штатного коробочного кулера для Core i3-540, частоту графической части можно увеличить достаточно солидно. Со штатного значения 733 МГц нам удалось увеличить частоту Intel HD Graphics до 900 МГц — именно на такой частоте работает графическая часть в уникальном процессоре Core i5-661, снабжённым наиболее быстрой версией интеловского графического акселератора. Поэтому, совершенно неудивительно, что никаких затруднений, связанных со стабильностью системы с разогнанной графикой, в процессе испытаний не возникло.

Повышение частоты графического ядра неминуемо сказывается и на производительности графики. Именно поэтому система с Core i3-540 была протестирована дважды: с графикой, работающей в штатном режиме и при её разгоне до 900 МГц.

Для того чтобы сделать тестирование более интересным и справедливым, в разгоне мы протестировали и интегрированный чипсет компании AMD, 785G. В номинальном режиме частота встроенного в этот набор логики ускорителя Radeon HD 4200 составляет 500 МГц. Но и при повышении частоты GPU до 700 МГц стабильность работы системы на базе использовавшейся нами платы Gigabyte GA-MA785GT-UD3H не нарушалась. Именно такое значение частоты графической части мы и устанавливали при тестах платформы на базе AMD 785G в разогнанном режиме.

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 Clarkdale и их конкурентов можно найти в другом нашем обзоре, здесь же мы воспользовались тестом PCMark Vantage, который показывает скорость работы типичных алгоритмов.

Результаты явно указывают на то, что выбор четырёхъядерных процессоров в качестве конкурентов Core i3-540 был верен: во многих тестах новые двухъядерные CPU вполне способны опередить четырёхъядерные процессоры прошлых поколений.

Игровая производительность

3DMark06

Futuremark 3DMark06 явно показывает, что по производительности Intel HD Graphics существенно превосходит интеловскую графику прошлого поколения. Преимущество доходит до 50 %, что позволяет системе на базе процессора Clarkdale даже обойти интегрированную систему, построенную на компонентах AMD.

3DMark Vantage

Более новый тест, 3DMark Vantage, достаточно высоко оценивал и графический акселератор Intel предыдущего поколения, GMA X4500. Результаты же Intel HD Graphics стали ещё выше: прирост составляет порядка 30 %. Кстати, сравнительно блеклое выступление AMD 785G, по всей видимости, связано не с оптимизацией драйверов Intel для этого теста. По крайней мере, переименование исполняемого файла 3DMarkVantage.exe никак не сказалось на выдаваемом по результатам тестов рейтинге.

Quake 4

Хотя Quake 4 — игра далеко не новая, для интегрированной графики она продолжает составлять достаточно существенную проблему, связанную, очевидно, с высокими требованиями к пропускной способности видеопамяти. В результате, более-менее приемлемыми результатами может похвастать лишь платформа, основанная на AMD 785G, да и то, только в разрешении 1024х768. Intel HD Graphics же существенно отстаёт, причём разгон графического ядра почти не сказывается на производительности системы, основанной на Core i3-540.

Unteal Tournament 3

Хотя в Unreal Tournament 3 новая графика компании Intel опережает по производительности Radeon HD 4200, количество кадров в секунду остаётся сравнительно невысоким.

TrackMania Nations Forever

В популярной гоночной аркаде TrackMania Nations Forever интегрированные графические адаптеры демонстрируют на удивление неплохие результаты. Фактически, при среднем уровне качества они обеспечивают очень хорошее быстродействия, позволяя достаточно комфортно играть даже в разрешении 1280х1024. Наилучшую же производительность в данном тесте показывает система, построенная на базе нового процессора компании Intel. Даже при номинальной частоте GPU ей удаётся опередить систему с разогнанным чипсетом 785G, который до этого момента носил звание одного из самых производительных интегрированных наборов логики.

Street Fighter IV

Ещё одна игра, неплохо «идущая» в системах с интегрированной графикой — бойцовская аркада Street Fighter IV. Однако для достижения приемлемого уровня кадров в секунду приходится использовать низкие настройки качества, которые достаточно сильно вредят визуальной привлекательности этой игры. Лучшие же результаты по итогам данного теста показывает система, базирующаяся на компонентах AMD и использующая встроенное графическое ядро Radeon HD 4200. Новая графика компании Intel, хотя и оказывается существенно лучше GMA X4500, до уровня производительности, устанавливаемого продуктом ATI, серьёзно «не дотягивает».

Tom Clancy's H.A.W.X.

Аркадный военный самолётный симулятор, на удивление, идёт на современной интегрированной графике весьма достойно. Правда, речь идёт о возможности комфортной игры только при установке низкого уровня качества. Однако 40 fps в разрешении 1024x768 — весьма достойный результат. Конечно, заядлых игроков такая скорость совершенно не удовлетворит, но для эпизодических «полётов» на компьютере неигрового назначения можно смело выбирать как системы на базе AMD 785G, так и на Intel H55 или H57.

Call of Duty: World at War

3D-шутеры — явно не лучшая среда для использования интегрированных GPU. Впрочем, взяв не самый свежий продукт в сериале Call of Duty, выкрутив настройки качества на минимум, установив разрешение 1024x768 и разогнав видеоядро, на Core i3 можно-таки получить уровень кадров в секунду, позволяющий поиграть без слёз.

Far Cry 2

Примерно такие же манипуляции, как и в Call of Duty, приходится проделывать для получения удовлетворительной производительности и в Far Cry 2. Отличие же этой игры от предыдущей состоит в том, что здесь уже более высокими результатами может похвастать система с чипсетом AMD 785G.

Left 4 Dead 2

Достаточно типичная картина. Более-менее приемлемые результаты получаются только при разгоне графических ядер, и только в низком разрешении при установке минимального качества. Впрочем, в отличие от других шутеров, в Left 4 Dead 2 платформы и на AMD 785G, и на Intel H55 показывают примерно одинаковую скорость работы.

Профессиональная графика

Тестируя графическую производительность современных интегрированных чипсетов, мы решили уделить внимание и скорости их работы в профессиональных 3D пакетах. Ведь за последнее время скорости встраиваемых в чипсеты и процессоры GPU сильно выросли, да и к тому же профессиональные приложения не предъявляют высоких требований к пропускной способности видеопамяти. Иными словами, Radeon HD 4200 или Intel HD Graphics могут оказаться вполне применимы для работы с профессиональными CAD/CAM пакетами хоть в каком-нибудь виде. Для проверки в разрешении 1280x1024 мы запустили тест SPECviewperf 10, являющийся индустриальным стандартом при оценке быстродействия профессиональных ускорителей.

Интеловская графика откровенно разочаровала. Очевидно, её драйверы совершенно не оптимизируются с прицелом на профессиональные применения, что приводит к тому, что в них она совершенно неприменима. Иное дело — Radeon HD 4200. Благодаря тому, что все видеократы ATI используют единый унифицированный драйвер, система, построенная на интегрированном наборе логики AMD 785G, продемонстрировала весьма неплохой (для встроенного в чипсет GPU) результат. Этот результат, конечно, существенно ниже, чем у «настоящих» профессиональных ускорителей, но он вполне может быть сравним с числами, выдаваемыми тестом SPECviewperf 10 при его запуске на некоторых дискретных игровых картах. Иными словами, если Intel HD Graphics для работы в CAD/CAM системах заведомо не подходит, Radeon HD 4200 может обеспечить быстродействие, позволяющее поработать в таких пакетах хоть как-то.

Воспроизведение HD видео

С формальной точки зрения в части проигрывания видео высокого разрешения к Intel HD Graphics нельзя предъявить никаких претензий. Этот видеоакселератор предлагает аппаратное ускорение декодирования видео во всех распространённых форматах: MPEG2, VC-1 и H.264. Позаботилась Intel и о том, чтобы аппаратные возможности нового видеоядра получили необходимую программную поддержку. Ведущая тройка коммерческих программных медиапроигрывателей, включающая такие приложения как Corel WinDVD, Cyberlink Power DVD и ArcSoft Total Media, способна без каких либо проблем задействовать мощности GPU для снижения процессорной нагрузки при просмотре HD-видео.

Несколько хуже обстоит дело с программными проигрывателями бесплатными. Например, в используемом нами в тестах популярном медиаплеере Media Player Classic Home Cinema, который способен через DirectX Video Acceleration (DXVA)использовать аппаратные возможности GPU при проигрывании видео в форматах VC-1 и H.264, ускорение декодирования силами графического акселератора включается только для H.264 контента. Впрочем, в том-то и заключается преимущество программных плееров. Даже если формат не поддерживается аппаратно, или видео закодировано с какими-то нетипичными отклонениями в настройках, воспроизведение не становится проблемой: всю работу по декодированию контента всегда готов принять на себя центральный процессор. А мощностей современных CPU, в особенности относящихся к семейству Westmere, для работы с видео высокого разрешения хватает с лихвой.

Для тестирования процессорной загрузки при воспроизведении видео мы воспользовались 64-битной версией плеера Media Player Classic Home Cinema 1.3.1249, использующей аппаратные возможности GPU по ускорению видео стандартным образом — через DXVA. Все применявшиеся в тестах ролики имели разрешение 1080p и видеопоток порядка 30 Мбит/с (пиковые значения потока достигали 35 Мбит/с).

Как видно по результатам тестов, аппаратное ускорение декодирования видео силами GPU заработало на системе с процессором Core i3-540 лишь в одном случае: при воспроизведении контента в формате H.264. При этом использование ресурсов графического ускорителя при работе с видео, закодированном в формате MPEG2 , не поддерживается самим проигрывателем, а вот о причинах проблем, возникших с форматом VC-1, остаётся только догадываться. Тем более что в системе с интегрированным чипсетом AMD 785G никаких подобных проблем с этим форматом не наблюдается. И, похоже, что проблемы эти возникают из-за какой-то программной несовместимости, так как с аппаратной точки зрения у Intel HD Graphics всё в порядке.

Впрочем, даже без задействования DXVA загрузка процессора оказывается незначительной, так что у владельцев медиасистем на базе любых из протестированных платформ никаких проблем с выпадением кадров при просмотре фильмов наверняка не будет.

Помимо тестирования загрузки процессоров при просмотре видео в привычных программных плеерах, было уделено внимание и ещё одному варианту медианагрузки — воспроизведению видео через онлайновые сервисы посредством размещённых на сайтах приложений, написанных на Flash. К счастью, компания Adobe предусмотрела возможность использования DXVA и в Adobe Flash Player 10.1 (который пока что представлен в виде публичной беты). Для тестирования поведения систем во время воспроизведения видео онлайн мы воспользовались роликом с сайта youtube.com в формате 1080p.

Ранее просмотр видео высокого разрешения через Flash-приложения был достаточно тяжёлой задачей, способной существенно загрузить даже сравнительно мощные компьютеры. Но с выходом обновлённого Flash Player ситуация изменилась — теперь загрузка процессора оказывается примерно такой же, как и при просмотре видео через обычные программные плееры. Иными словами, здесь платформа на базе процессора Clarkdale показывает себя вполне подобающе.

Вычислительные возможности GPU

В последнее время наметилась тенденция использовать мощности, предлагаемые шейдерными блоками GPU, не только для отображения 3D-графики, но и для ускорения решения некоторых вычислительных задач. На данный момент достаточно широкое распространение завоевали алгоритмы, использующие ресурсы графических акселераторов для перекодирования видео. В качестве примера приложения, способного подключать к процессу перекодирования не только центральный, но и графический процессор, можно привести Cyberlink MediaShow Espresso. Преимущество этой программы перед многими другими утилитами аналогичного назначения состоит в том, что она может предложить поддержку Intel HD Graphics уже сегодня. И именно благодаря этой поддержке процесс перекодирования в системах с процессорами семейства Westmere идут значительно проворнее.

Для иллюстрации этого эффекта мы провели тестирования времени перевода видеоролика высокого разрешения 1080p в формат 720p для закачки на youtube.com.

Результаты недвусмысленно указывают на то, что Intel HD Graphics обладает вполне серьёзными вычислительными возможностями. Ведь благодаря этому интегрированному GPU системе на базе процессора Core i3-540 удалось обогнать платформу с четырёхъядерным процессором Athlon II X4 и чипсетом AMD 785G, в которой перекодирование также происходит при взаимодействии центрального и графического процессоров. Старый же интеловский интегрированный чипсет Intel G45 в Cyberlink MediaShow Espresso не поддерживается, в результате чего перекодирование в LGA775 системе занимает чуть ли не вдвое больше времени даже несмотря на то, что в ней используется мощный четырхъядерный процессор.

Измерение энергопотребления

Немаловажным аргументом в пользу интегрированных платформ является их более высокая экономичность по сравнению с системами, в которых используется отдельная дискретная видеокарта. Поэтому, в завершение тестирования, мы провели подробное исследование энергопотребления системы, использующей процессор Clarkdale со встроенным графическим ядром, ведь этот параметр указывает не только на энергетические характеристики системы, но и тепловые. То есть, определяет, насколько хорошо она приспособлена для использования в составе тихих HTPC, собирающихся обычно в корпусах небольшого объёма.

Приводимые далее цифры представляют собой полное энергопотребление тестовых платформ в сборе (без монитора) «от розетки». Для создания максимальной нагрузки на процессор мы пользовались 64-битной версией утилиты LinX 0.6.3. Для создания полной нагрузки на видеоподсистему использовался тест FurMark 1.7.0. При измерении потребления во время проигрывания видео мы запускали плеер Media Player Classic Home Cinema с фильмом в формате H.264 1080p. Энергосберегающие процессорные технологии C1E, Cool'n'Quiet 3.0 и Enhanced Intel SpeedStep во время тестов были активированы.

Когда системы находятся в состоянии покоя, интегрированная LGA1156 платформа не выделяется по потреблению среди соперников.

Зато при нагрузке на процессор, Clarkdale, при производстве которого применяется прогрессивная 32-нм технология, оказывается куда экономичнее конкурентов.

При нагрузке на видеоядро потребление Clarkdale по сравнению с состоянием простоя возрастает примерно на 21 Вт. Аналогичный прирост, характеризующий «прожорливость» интегрированных GPU составляет 16 Вт для GMA X4500 и 35 Вт для Radeon HD 4200.

Предельное потребление, полученное при создании процессорной и графической нагрузки одновременно, у платформы с процессором Clarkdale оказывается значительно ниже, чем у других интегрированных платформ. Таким результатом она обязана 32-нм техпроцессу, используемому для выпуска даже одного из двух кристаллов, находящихся внутри процессорной упаковки.

Проигрывание видео создаёт на системы достаточно специфическую нагрузку. Благодаря тому, что интегрированные GPU имеют в своем распоряжении средства для аппаратного декодирования видеопотока, процессор во время воспроизведения остаётся практически без работы. Основная нагрузка ложится на плечи GPU. Именно поэтому Core i3-540 в данном тесте показывает относительно средний результат.

Иными словами, вся экономичность Clarkdale обеспечивается исключительно низким энергопотреблением процессорного кристалла. Видеоядро же по сравнению с предшествующими предложениями компании Intel не может похвастать особенно выдающимися усовершенствованиями с точки зрения экономичности. В то же время, к мобильным процессорам Arrandale подобные претензии предъявить мы не можем. В отличие от десктопных Clarkdale они снабжены технологией Dynamic Frequency, интерактивно изменяющей частоту графического ядра. Поэтому, производители ноутбуков наверняка смогут обеспечить в своих новых продуктах увеличенное время работы компьютера от аккумулятора не только при процессорной, но и при графической нагрузке.

Выводы

Встроенное в процессоры семейства Westmere графическое ядро Intel HD Graphics, несмотря на отказ Intel от использования привычной аббревиатуры GMA в названии, по сути, не несёт в себе ничего революционного. Фактически, с точки зрения архитектуры и возможностей, Intel HD Graphics можно назвать обычным эволюционным обновлением графического процессора GMA X4500, который используется в наборах логики Intel G45. Да, графическое ядро перекочевало из северного моста чипсета в процессор, но это изменение существенно лишь с инженерной точки зрения. Для обычных же пользователей оно абсолютно незаметно, их гораздо больше заинтересуют практически значимые улучшения нового GPU: небольшой рост числа шейдерных блоков и аппаратная поддержка декодирования двух независимых HD видеопотоков.

Впрочем, с точки зрения 3D производительности Intel HD Graphics может предложить куда больше, чем интегрированные в чипсеты графические ядра прошлых поколений. Так, оптимизация архитектуры позволила инженерам Intel добиться примерно 30-процентного прироста скорости. И теперь по уровню быстродействия Intel HD Graphics смогла догнать интегрированную графику, предлагаемую компанией AMD, что само по себе выглядит весьма значительным достижением. В результате, в интегрированной системе, основанной на процессоре Core i3-540, при установке невысокого уровня качества изображения мы смогли получить приемлемое число кадров в целом ряде современных игр.

Развитие получили и медийные возможности графического ядра. Intel HD Graphics предлагает полный набор аппаратных средств, необходимый для декодирования и воспроизведения видеоконтента высокого разрешения, закодированного при помощи актуальных кодеков. Кроме того, это ядро поддерживает все современные цифровые интерфейсы для подключения мониторов и телевизоров, а также способно предложить передачу звукового потока высокого разрешения как в раскодированном, так и в закодированном виде. Иными словами, с учётом сравнительно невысокого энергопотребления и тепловыделения процессоры Clarkdale представляют собой прекрасный вариант для использования в составе медиацентров.

В итоге, мы должны поздравить компанию Intel с тем, что с выпуском процессоров семейства Westmere она перехватила технологическое лидерство на рынке интегрированных графических решений. На сегодня Intel HD Graphics выглядит наилучшим вариантом со всех точек зрения, кроме, разве только, цены. Ведь это графическое ядро встраивается в процессоры со стоимостью, превышающей сотню долларов, которые вряд ли подходят для построения бюджетных компьютеров. Именно здесь-то и таится главное слабое место новых процессоров с интегрированной графикой. Они попали в ту ценовую категорию, в которой интерес к интегрированным решениям крайне ограничен, а потому широкое распространение Intel HD Graphics в настольных компьютерах пока что не ожидается.

Тем не менее, в мобильном сегменте новое интегрированное в процессор видеоядро наверняка окажется куда более востребованным, тем более что там поддерживается технология Intel Switchable Graphics, позволяющая оснащать ноутбуки интегрированной и внешней видеокартой одновременно.

Другие материалы по данной теме

Двухъядерные процессоры для LGA1156: Core i5-661, Core i3-540 и Pentium G6950
Palit GT 240 Sonic и Gainward GeForce GT240 1024MB GDDR5 GS: достойная замена GeForce 9600 GT
NVIDIA GeForce 210 и GeForce GT 220: попытка реванша в сверхлёгком весе