Нужна ли встроенная графика в процессоре. Встроенная графика в процессорах Intel. Лучшие топовые процессоры

В природе существует два вида графических адаптеров: дискретные и интегрированные. Дискретные подключаются к разъемам PCI-E и имеют собственные гнезда для подсоединения монитора. Интегрированные встраиваются в материнскую плату или в процессор.

Если Вы по каким-либо причинам решили воспользоваться встроенным видеоядром, то информация в этой статье поможет сделать это без ошибок.

В большинстве случаев для того, чтобы задействовать встроенную графику, достаточно подключить монитор к соответствующему разъему на материнской плате, предварительно вынув дискретную видеокарту из слота PCI-E . Если разъемы отсутствуют, то воспользоваться интегрированным видеоядром не представляется возможным.

При самом неблагоприятном исходе, при переключении монитора мы получим черный экран при загрузке, свидетельствующий о том, что встроенная графика отключена в БИОСе материнской платы либо для нее не установлены драйвера, либо и то, и другое. В этом случае подсоединяем монитор к дискретной видеокарте, перезагружаемся и входим в БИОС .

БИОС

Драйвер

После поиска найденный драйвер будет установлен и, после перезагрузки, можно будет пользоваться встроенной графикой.

Отключение встроенного видеоядра

Если у Вас возникла мысль об отключении встроенной видеокарты, то лучше этого не делать, так как в этом действии нет особого смысла. В стационарных компьютерах при подключении дискретного адаптера встроенный отключается автоматически, а на ноутбуках, снабженных переключаемой графикой, вовсе может привести к неработоспособности устройства.

«Зачем нужна эта встройка? Дайте больше ядер, мегагерц и кэша! » - вопрошает и восклицает среднестатистический компьютерный пользователь. Действительно, когда в компьютере используется дискретная видеокарта, то необходимость в интегрированной графике отпадает. Признаюсь, я слукавил относительно того, что сегодня центральный процессор без встроенного видео тяжелее найти, чем с оным. Такие платформы есть - это LGA2011-v3 для чипов Intel и AM3+ для «камней» AMD. В обоих случаях речь идет о топовых решениях, а за них надо платить. Мейнстрим-платформы, такие как Intel LGA1151/1150 и AMD FM2+, поголовно оснащаются процессорами с интегрированной графикой. Да, в ноутбуках «встройка» незаменима. Хотя бы потому, что в режиме 2D мобильные компьютеры дольше работают от аккумулятора. В десктопах толк от интегрированного видео есть в офисных сборках и так называемых HTPC. Во-первых, мы экономим на комплектующих. Во-вторых, мы опять экономим на энергопотреблении. Тем не менее в последнее время AMD и Intel всерьез говорят о том, что их встроенная графика - всем графикам графика! Годится в том числе и для гейминга. Это мы и проверим.

Играем в современные игры на встроенной в процессор графике

300% прироста

Впервые встроенная в процессор графика (iGPU) появилась в решениях Intel Clarkdale (архитектура Core первого поколения) в 2010 году. Именно интегрированная в процессор. Важная поправка, так как само понятие «встроенное видео» образовалось гораздо раньше. У Intel - в далеком 1999 году с выходом 810-го чипсета для Pentium II/III. В Clarkdale интегрированное видео HD Graphics реализовали в виде отдельной микросхемы, размещенной под теплораспределительной крышкой процессора. Графика производилась по старому на тот момент времени 45-нанометровому техпроцессу, основная вычислительная часть - по 32-нанометровым нормам. Первыми решениями Intel, в которых блок HD Graphics «поселился» вместе с остальными компонентами на одном кристалле, стали процессоры Sandy Bridge.

Intel Clarkdale - первый процессор со встроенной графикой

С тех пор встроенная в «камень» графика для мейнстрим-платформ LGA115* стала стандартом де-факто. Поколения Ivy Bridge, Haswell, Broadwell, Skylake - все обзавелись интегрированным видео.

Встроенная в процессор графика появилась 6 лет назад

В отличие от вычислительной части, «встройка» в решениях Intel заметно прогрессирует. HD Graphics 3000 в настольных процессорах Sandy Bridge K-серии насчитывает 12 исполнительных устройств. У HD Graphics 4000 в Ivy Bridge - 16; у HD Graphics 4600 в Haswell - 20, у HD Graphics 530 в Skylake - 25. Постоянно растут частоты как самого GPU, так и оперативной памяти. В итоге производительность встроенного видео за четыре года увеличилась в 3-4 раза! А ведь есть еще гораздо более мощная серия «встроек» Iris Pro, которые используются в определенных процессорах Intel. 300% процентов за четыре поколения - это вам не 5% в год .

Производительность встроенной графики Intel

Встроенная в процессор графика - это тот сегмент, в котором Intel приходится поспевать за AMD. В большинстве случаев решения «красных» оказываются быстрее. Ничего удивительно в этом нет, ведь AMD разрабатывает мощные игровые видеокарты. Вот и во встроенной графике настольных процессоров используется та же архитектура и те же наработки: GCN (Graphics Core Next) и 28 нанометров.

Гибридные чипы AMD дебютировали в 2011 году. Семейство кристаллов Llano стало первым, в котором встроенная графика была совмещена с вычислительной частью на одном кристалле. Маркетологи AMD смекнули, что тягаться с Intel на ее условиях не получится, поэтому ввели термин APU (Accelerated Processing Unit, процессор с видеоускорителем), хотя идея вынашивалась «красными» еще с 2006 года. После Llano вышли еще три поколения «гибридников»: Trinity, Richland и Kaveri (Godavari). Как я уже говорил, в современных чипах встроенное видео архитектурно ничем не отличается от графики, используемой в дискретных 3D-ускорителях Radeon. В итоге в чипах 2015-2016 годов половина транзисторного бюджета расходуется именно на iGPU.

Современная встроенная графика занимает половину полезной площади центрального процессора

Самое интересное в том, что развитие APU повлияло на будущее… игровых приставок. Вот и в PlayStation 4 с Xbox One используется чип AMD Jaguar - восьмиядерный, с графикой на архитектуре GCN. Ниже приведена таблица с характеристиками. Radeon R7 - это самое мощное интегрированное видео, какое есть у «красных» на сегодняшний день. Блок используется в гибридных процессорах AMD A10. Radeon R7 360 - это дискретная видеокарта начального уровня, которую, согласно моим рекомендациям , можно считать в 2016 году условно игровой. Как видите, современная «встройка» в плане характеристик несильно уступает Low-end-адаптеру. Нельзя сказать, что и графика игровых приставок обладает выдающимися характеристиками.

Само по себе появление процессоров со встроенной графикой во многих случаях ставит крест на необходимости покупать дискретный адаптер начального уровня. Однако уже сегодня интегрированное видео AMD и Intel посягает на святое - игровой сегмент. Например, в природе существует четырехъядерный процессор Core i7-6770HQ (2,6/3,5 ГГц) на архитектуре Skylake. В нем задействованы встроенная графика Iris Pro 580 и 128 Мбайт памяти eDRAM в роли кэша четвертого уровня. Интегрированное видео насчитывает сразу 72 исполнительных блока, работающих на частоте 950 МГц. Это мощнее графики Iris Pro 6200, в которой используется 48 исполнительных устройств. В итоге Iris Pro 580 оказывается быстрее таких дискретных видеокарт, как Radeon R7 360 и GeForce GTX 750, а также в ряде случаев навязывает конкуренцию GeForce GTX 750 Ti и Radeon R7 370. То ли еще будет, когда AMD переведет свои APU на 16-нанометровый техпроцесс, а оба производителя со временем начнут использовать вместе со встроенной графикой память HBM/HMC .

Intel Skull Canyon - компактный компьютер с самой мощной встроенной графикой

Тестирование

Для испытания современной встроенной графики я взял четыре процессора: по два от AMD и Intel. Все чипы оснащены разными iGPU. Так, у гибридников AMD A8 (плюс A10-7700K) видео Radeon R7 идет с 384 унифицированными процессорами. У старшей серии - A10 - на 128 блоков больше. Выше у флагмана и частота. Есть еще серия A6 - в ней с графическим потенциалом совсем все грустно, так как используется «встройка» Radeon R5 с 256 унифицированными процессорами. Рассматривать ее для игр в Full HD я не стал.

Самой мощной встроенной графикой обладают процессоры AMD A10 и Intel Broadwell

Что касается продукции Intel, то в самых ходовых чипах Skylake Core i3/i5/i7 для платформы LGA1151 используется модуль HD Graphics 530. Как я уже говорил, он содержит 25 исполнительных устройств: на 5 больше, чем у HD Graphics 4600 (Haswell), но на 23 меньше, чем у Iris Pro 6200 (Broadwell). В тесте использовался младший четырехъядерник - Core i5-6400.

Ниже расписаны конфигурации всех тестовых стендов. Когда речь заходит о производительности встроенного видео, то необходимо уделить должное внимание выбору оперативной памяти, так как от нее тоже зависит, сколько FPS покажет интегрированная графика в итоге. В моем случае использовались киты DDR3/DDR4, функционирующие на эффективной частоте 2400 МГц.

Поддержка оперативной памяти для процессоров AMD Kaveri

Такие комплекты выбраны неспроста. Согласно официальным данным, встроенный контроллер памяти процессоров Kaveri работает с памятью DDR3-2133, однако материнские платы на чипсете A88X (за счет дополнительного делителя) поддерживают и DDR3-2400. Чипы Intel вкупе с флагманской логикой Z170/Z97 Express взаимодействуют и с более скоростной памятью, пресетов в BIOS заметно больше. Что касается тестового стенда, то для платформы LGA1151 использовался двухканальный кит Kingston Savage HX428C14SB2K2/16, который без каких-либо проблем работает в разгоне до 3000 МГц. В других системах задействовалась память ADATA AX3U2400W8G11-DGV.

Выбор оперативной памяти

Небольшой эксперимент. В случае с процессорами Core i3/i5/i7 для платформы LGA1151 применение более быстрой памяти для ускорения графики не всегда рационально. Например, для Core i5-6400 (HD Graphics 530) смена комплекта DDR4-2400 МГц на DDR4-3000 в Bioshock Infinite дала всего 1,3 FPS. То есть при заданных мною настройках качества графики производительность «уперлась» именно в графическую подсистему.

Зависимость производительности встроенной графики процессора Intel от частоты оперативной памяти

При использовании гибридных процессоров AMD ситуация выглядит лучше. Увеличение скорости работы ОЗУ дает более внушительный прирост FPS, в дельте частот 1866-2400 МГц мы имеем дело с прибавкой в 2-4 кадра в секунду. Думаю, использование во всех тестовых стендах оперативной памяти с эффективной частотой 2400 МГц - это рациональное решение. И более приближенное к реальности.

Зависимость производительности встроенной графики процессора AMD от частоты оперативной памяти

Судить о быстродействии интегрированной графики будем по результатам тринадцати игровых приложений. Я их условно разделил на четыре категории. В первую входят популярные, но нетребовательные ПК-хиты. В них играют миллионы. Поэтому такие игры («танки», Word of Warcraft, League of Legends, Minecraft - сюда же) не имеют права быть требовательными. Мы вправе ожидать комфортного уровня FPS при высоких настройках качества графики в разрешении Full HD. Остальные категории были просто разделены на три временных отрезка: игры 2013/14, 2015 и 2016 годов.

Производительность встроенной графики зависит от частоты оперативной памяти

Качество графики подбиралось индивидуально для каждой программы. Для нетребовательных игр - это преимущественно высокие настройки. Для остальных приложений (за исключением Bioshock Infinite, Battlefield 4 и DiRT Rally) - низкое качество графики. Все же тестировать будем встроенную графику в разрешении Full HD. Скриншоты с описанием всех настроек качества графики расположены в одноименной. Будем считать играбельным показатель в 25 кадр/с.

HD

Основная цель тестирования - изучить производительность встроенной графики процессоров в разрешении Full HD, но для начала разомнемся на более низком HD. Вполне комфортно в таких условиях чувствовали себя iGPU Radeon R7 (как для A8, так и A10) и Iris Pro 6200. А вот HD Graphics 530 со своими 25 исполнительными устройствами в ряде случаев выдавала совершенно неиграбельную картинку. Конкретно: в пяти играх из тринадцати, так как в Rise of the Tomb Raider, Far Cry 4, «Ведьмак 3: Дикая Охота», Need for Speed и XCOM 2 снижать качество графики уже некуда. Очевидно, что в Full HD интегрированное видео чипа Skylake ожидает полный провал.

HD Graphics 530 сливает уже в разрешении 720p

Графика Radeon R7, используемая в A8-7670K, не справилась с тремя играми, Iris Pro 6200 - с двумя, а встройка A10-7890K - с одной.

Результаты тестирования в разрешении 1280x720 точек

Интересно, что есть игры, в которых интегрированное видео Core i5-5675C серьезно обходит Radeon R7. Например, в Diablo III, StarCraft II, Battlefield 4 и GTA V. В низком разрешении сказывается не только наличие 48 исполнительных устройств, но и процессорозависимость. А также наличие кэша четвертого уровня. В то же время A10-7890K обошел своего оппонента в более требовательных Rise of the Tomb Raider, Far Cry 4, «Ведьмак 3» и DiRT Rally. Архитектура GCN хорошо проявляет себя в современных (и не очень) хитах.

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.

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.

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.

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)

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.

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.

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 5x00

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.

Встроенная видеокарта (ее еще часто называют интегрированной или «onboard» видеокартой) является частью набора микросхем системной логики компьютера (частью чипсета). Встроенная видеокарта, как правило, располагается внутри микросхемы его "северного моста".

Не волнуйтесь, если пока не совсем понимаете о чем идет речь (какие-то "мосты" и т.д.) Об устройстве материнской платы мы с Вами поговорим более подробно в следующих разделах. Пока нас интересует исключительно встроенная видеокарта. На фото представлен типичный пример интегрированного видео на материнской плате.

Цифрой «1» у нас здесь и обозначен этот таинственный "северный мост". Как видите - ничего особенного в нем нет: большая микросхема, под крышкой которой и расположена (кроме всего прочего) встроенная видеокарта. Маркировка чипсета (надписи на нем) может быть совершенно разная, в зависимости от производителя. В данном случае мы видим что эту микросхему выпустила фирма "SIS" цифры ниже - ее серийный номер и модель.

Примечание : в современных компьютерах микросхемы чипсета часто прикрывают радиаторами для рассеивания тепла. Так что посмотреть маркировку бывает не так-то просто.

Под цифрой «2» на фото выше у нас - процессорный сокет (весь в дырочках под процессорные "ножки"). Цифрой «3» обозначены два разъема под модули .

Сейчас давайте посмотрим какие же есть особенности, которыми отличается встроенная видеокарта. Давайте разберем этот момент подробнее. Что есть и чего нету у двух различных типов видеокарт: интегрированной и внешней (дискретной)?

Вот эти отличия: внешнюю карту можно заменить на более новую. Все современные внешние видеокарты имеют мощное и производительное графическое ядро, прикрытое высокопроизводительной системой охлаждения. Имеют свою собственную (напаянную на самой видеоплате) память, причем память более быструю, чем оперативная. Также - высокоскоростную шину передачи данных, характеристики которой зависят от типа разъема для подключения видеокарты к материнской плате (PCI, AGP, PCI-Express и т.д). Дискретные решения также оснащены различными выходами для подключения мониторов и телевизоров.

Встроенная видеокарта - это неотъемлемая часть набора системной логики чипсета материнской платы, не подлежащая замене (разве с заменой самого чипа). Встроенное видео, по определению, намного менее производительное чем его дискретный аналог. Удел таких видеокарт - недорогие офисные компьютеры, не требующие мощного графического процессора.

Встроенная видеокарта не имеет своей оперативной памяти, а пользуется памятью, установленной на материнской плате. Отсюда - дополнительное снижение быстродействия (данные от видеокарты передаются сначала контроллеру оперативной памяти, затем - в саму память компьютера, а затем уже поступают на обработку в центральный процессор). Короче говоря, - долгая история! :) Да, и передаются они не по специализированной шине данных, а по общей системной шине на материнской плате, что дополнительно снижает скорость быстродействия таких систем.

Интегрированное решение имеет на задней стенке системного блока один стандартный разъем VGA для подключения монитора или телевизора (в современных моделях встречаются экземпляры, имеющие и цифровой DVI/HDMI разъем).

На фото выше под номером «1» мы видим видео выход, которым оснащена встроенная видеокарта. Под номером «2» - один из видео выходов видеокарты дискретной (выполненной в виде отдельной платы расширения).

Как мы уже упоминали, встроенная видеокарта - удел офисных компьютеров средней мощности. Вы не сможете запустить на такой карте компьютерную игру с реалистичной трехмерной графикой и сложными эффектами. Точнее так: запустить-то, при определенных обстоятельствах, сможете, но вот "тормозить" она будет - безбожно! А оно Вам надо? Лучше, если не можете без игр, - приобретите себе хороший графический ускоритель долларов за 150-200 и на несколько лет забудете об этой проблеме:)

К примеру, на хорошие материнские платы, которые, по мнению производителя, будут использоваться в мультимедийных игровых конфигурациях встроенные видеокарты даже не устанавливаются (и правильно, зачем они там нужны, если их все равно не будут использовать?).

Как определить встроенное у Вас видео или нет? А - на глаз:) Еще раз внимательно посмотрите на заднюю стенку системного блока (фото выше), примечаете, как расположен разъем под номером «1», а как - под номером «2 »? Теперь мысленно представьте, что корпус прозрачный и "увидите" как в нем расположена материнская плата (параллельно боковой крышке), соответственно, и VGA выход интегрированного видео - так же.

Теперь смотрим на цифру «2» - разъем ориентирован перпендикулярно по отношению к материнской плате, - именно так, как устанавливается в слот графического ускорителя внешняя (дискретная) видеокарта.

На материнской плате, по сути, остаются только различные вспомогательные элементы: формирователи напряжения, системы его сглаживания и фильтрации (конденсаторы, дроссели), элементы, отвечающие за запуск платы и контроль ее температуры (мультиконтроллер). Все основные контроллеры и микросхемы собраны в одном APU чипе.

Вот этот же мага-чип со снятой системой охлаждения:

Очевидно, что подобная конструкция дает минимальные временные задержки в передаче потоков данных между всеми перечисленными выше узлами. А это, в свою очередь, обеспечивает весьма неплохую производительность этим встроенным видеокартам. Можно сказать так: встроенное графическое ядро в «Sandy Bridge» имеет ту же производительность, что и начального уровня, а то и больше. И, конечно же, - аппаратная поддержка видеопотока в HD качестве! :)

Хочу добавить небольшую ремарку: при традиционном подходе считается, что встроенная видеокарта никоим образом не может работать совместно с внешней, ни расширять ни дополнять ее функционал. Либо та, либо - другая. При наличии внешней встроенная видеокарта просто отключается.

Но, как говорится, из любого правила есть исключения. В нашем случае это ноутбуки с двумя видеокартами. Первой и основной, как правило стоит какая-либо модификация "Intel HD". Второй видеокартой ставят более мощную видеокарту от «AMD» или «NVidia». Она включается в работу, когда первая (интегрированная) видеокарта "не тянет". В трехмерных играх, например.

Вы спросите, почему бы не поставить одну мощную видеокарту, которая справится со всеми задачами? А энергопотребление? Это же ноутбук, ему важно максимально долго работать от батареи, а мощная видеокарта и энергии потребляет много. Вот и пошли производители на такой компромисс. Пока вы работаете в , изображение на экран выводит экономичная интеловская видеокарта. Запустили игрушку, - включился в работу мощный 3D-GPU от «AMD» или «NVidia», отстранив временно основную.

Но здесь, опять же, видеокарты работают по очереди, хоть и научились переключаться между собой автоматически и без перезагрузки. По настоящему совместная работа встроенной и дискретной видеокарт началась с появлением технологии NVidia Optimus. В ней встроенная интеловская видеокарта не отключается, а предоставляет свой кадровый буфер для дискретной соседки. Такое вот сотрудничество. Мощная карта от NVidia формирует изображение и "кладёт" его в кадровый буфер встроенной карты, а та берет на себя обязанности по выводу изображения на экран.

Так что если у вас на ноутбуке мощная дискретная видеокарта, а игры с 3D-графикой сильно тормозят, в первую очередь проверьте переключается ли ноутбук на нее. Может быть, слабенькая интеловская пытается 3D просчитывать, а у нее это получается, все таки, не очень.

Доброго времени суток друзья.

Темой нашего сегодняшнего разговора будет графическое ядро в процессоре - что это такое и когда используется. Статья особенно актуальна для тех, кто выбирает между интегрированной и дискретной видеокартой или просто заморачивается над качеством изображения.

Объяснение понятия

На моём сайте уже была статья о том, что такое . Но не стоит путать те ядра с этими. Сейчас речь пойдет о графике. Она встраивается не в каждый . Это лишь их разновидность.

Постараюсь объяснить как можно проще.

Данные устройства выполняют одновременно функции процессора, то есть обрабатывают все вычислительные задачи, и видеокарты, которая отвечает за воспроизведение картинки на вашем мониторе.

Вы можете встретить еще такое обозначение этого чипа как IGP. Это аббревиатура от «Integrated Graphics Processor», то есть «интегрированный графический процессор».

Зачем объединяют проц с видюхой внутри?

Для того чтобы:

• 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 .

Сейчас более популярно компоновать их с центральными процессорами, чтобы максимально разгрузить материнку. Вдобавок за счет уменьшения сейчас удается делать девайсы того же размера, но большей мощности.

Минусы

Будем считать упомянутые выше пункты плюсами графических ядер. Теперь расскажу о недостатках.

Лучшими в плане качества изображения, выводимого на экран, являются дискретные , так как они являются самостоятельными устройствами, созданными специально для этого.

В свою очередь, встроенные ядра не располагают такими собственными ресурсами. В частности, они используют не отдельную, свою оперативную память, а общую. Также пользуются совместно с процем одной шиной данных. Это, естественно, снижает быстродействие всего компьютера, потому что тормозит работу ЦП.

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.

Примечание

Хочу предупредить, что если вы хотите прибавить производительности своему чипу со встроенным графическим ядром, докупив внешнюю видюху, то потратите зря деньги. Будет работать либо та, либо другая.

Правда, есть исключения - ноуты с двумя видеоустройствами. Основным служит обычно какая-то модель Intel HD. А когда она не справляется, помогает ей более сильный девайс от AMD или NVidia. Такое решение позволяет одновременно наслаждаться качественной графикой и снизить энергопотребление. Так как мощное устройство отдыхает во время интернет-серфинга или работы с офисными программами.

Подписывайтесь на обновления, чтобы не пропускать новую полезную информацию.