Игры разума. Разбираемся с Intel HD graphics. И играем? Мобильная видеокарта Intel Graphics Media Accelerator (GMA) HD Graphics

16.02.2010 12:15

История современных графических процессоров Intel GMA началась ещё в 2004-м году, когда публике был представлен чипсет Intel 910\915 со встроенной графикой GMA 900. Данный GPU был намного быстрее морально устаревшего Intel Extreme Graphics 2, однако ввиду архитектурных особенностей так и не смогло составить конкуренцию встроенным решениям конкурентов - Radeon X200 и Geforce 6150.

Дело в том, что данный GPU поддерживал DirectX 9 лишь формально, на программном уровне. У него отсутствовал блок T&L, и блоки вершинных конвейеров. Всю работу по обработке вершин и геометрии совершал CPU.

Всего 4 пиксельных конвейера не давали особо разгуляться, и итоговая производительность решения оказывалась на уровне Radeon 9000 или Geforce 4MX.

Спустя полтора года появилось обновлённое решение - GMA 950. Данный GPU оказался лишь слегка разогнанной и улучшенной версией GMA 900. Из достоинств следует отметить аппаратную поддержку DirectX 9 и Shader Model 2.0

Однако, несмотря на некоторую "эволюцию", блока T&L и вершинных конвейеров у данного видеоядра так и не появилось.

В 2006-м году, вместе с появлением чипсетом Intel 965, был анонсирован новый GPU компании GMA X3100 - достаточно продвинутый видеочип позволяющий без проблем играть в более-менее современные игры при условии наличия современного двуядерного процессора. Новинка была оснащена 8-ю унифицированными шейдерными процессорами, 8-ю блоками ROP"s и поддерживала DX9C и DX10 (который правда был отключён на программном уровне).

Двумя годами позже, Intel анонсировала линейку встроенных видеочипов GMA X4500, которая имела "врождённую" поддержку DirectX 10, и имела уже 10 унифицированных шейдерных процессоров. В паре с процессором Core 2 Duo работающим на частоте ~2500МГц, данный GPU набирал примерно 1000 очков в 3DMark 2006. Конечно, для игры в Crysis или GTA 4 производительности данной системы было недостаточно, однако по сравнению с предыдущими GPU компании Intel прогресс был очевиден.

Итак, прошло ещё полтора года. Компания Intel готовит к продаже процессоры Pentium G6950 под сокет LGA 1156, c интегрированным графическим ядром - GMA HD.

Несмотря на оптимистичные прогнозы, данное видеоядро является логическим продолжением GMA 3000 и GMA 4000 и имеет схожую с ними архитектуру.

Итак, GMA HD теперь имеет 12 потоковых процессоров и 12 блоков ROP"s. В паре с процессором Pentium G6950 и 2-мя гигабайтами DDR3 памяти, удалось получить следующие результаты:

Intel GMA X4500HD

3DMark 2006 - 1169
FarCry 2 - 17.30
Devil May Cry 4 - 31.87
Street Fighter 4 - 35.65

Intel GMA HD

3DMark 2006 - 1560
FarCry 2 - 22.84
Devil May Cry 4 - 39.42
Street Fighter 4 - 38.46

GeForce 9300

3DMark 2006 - 1869
FarCry 2 - 35.02
Devil May Cry 4 - 55.15
Street Fighter 4 - 63.03

Как видите, разница между GMA HD и X4500 крайне мала. И это при том, что в системе с GMA HD использовалась DDR3 память, дающая большую ПСП GPU.

К сожалению, вновь стоит констатировать факт - Intel ещё очень и очень далеко до действительно мощных встроенных решений, которые бы оказывали реальную конкуренцию продуктам от AMD и Nvidia. Пока - уровень производительности GMA HD едва дотягивает до Radeon HD 3200 и Geforce 8200. Ну, что"ж, уже почти неплохо. Дальше будет лучше.

Intel HD Graphics 2000 – интегрированный видеочип, устанавливаемый в процессоры Intel поколения Sandy Bridge. В основном данное видеоядро устанавливается в младшие core i3, core i5 и даже core i7.

Технические характеристики видеоадаптера

Характеристики HD Graphics 2000 не смогут вас особо удивить, ведь они достаточно скромные даже на момент выхода чипа. Это не должно никого обескуражить, ждать чего то особенного от интегрированного решения невероятно глупо.

Максимальная тактовая частота чипа достигает значения в 1250MHz, более точное значение частоты зависит от модели процессора, в котором используется данное графическое ядро. Количество универсальных процессоров, имеющихся в Intel HD Graphics 2000, равняется шести. Количество текстурных блоков - 128.

Видеопамять

Объём памяти данной видеокарты равен нулю, для своей работы она использует ОЗУ. Скорость работы графического чипа напрямую зависит от частоты оперативной памяти. Разрядность шины составляет жалкие 64 бит.

Из коробки адаптер поддерживает следующие API: DirectX версии 10.1 и OpenGL 3.3 (только на Linux или OS X, на Windows поддерживается лишь OpenGL 3.1), поэтому мало какие игры пойдут на HD Graphics 2000, особенно это относится к современным проектам. Ни о какой поддержки API Vulcan или DirectX 12 даже речи быть не может, чип слишком стар для такого.

Поддержка OpenCL или Cuda отсутствует вовсе, вместо них присутствует аппаратный декодер Intel Quick Sync. Он позволит получить неплохое ускорение во время кодирования или декодирования видео, хотя с полноценными видеокартами это всё же не сравнится.

Для каких задач пойдёт?

Intel HD Graphics 2000 идеально подойдёт для офисных задач, таких как работа в офисных приложениях, открытие сайтов или интернет-ресурсов, а также других подобных действий.

Кроме того графический чип сможет обеспечить комфортный просмотр HD/FullHD видео или фильмов, с данным типом контента возможностей видеоадаптера хватит с лихвой. А вот для просмотра видео в разряшении 4K производительности HD Graphics 2000 может уже не хватить, поэтому для таких задач стоит приобрести что-нибудь мощнее.

О запуске практически любой современной игры на данном графическом ядре можно даже не мечтать. Либо не хватит производительности видеоадаптера, либо в игре будет требоваться поддержка одной из последних версий DirectX или OpenGL, чем HD Graphics 2000 похвастаться не может.

Зато вы сможете спокойно насладиться старыми играми, с большинством из них чип сможет справиться без каких-либо проблем. Увы, но это относится не ко всем старым проектам, некоторые из них наотрез отказываются запускаться на интегрированных решениях, даже не смотря на высокую производительность такого чипа. Из-за этого в такой игре могут появляться различные графические артефакты, или она попросту не запустится.

Драйвера

На операционные системы семейства Windows установка драйверов не отличается ничем особенным. Для этого достаточно перейти на официальный сайт Intel и загрузить установочный пакет для своей модели видеоядра. Обновление можно произвести вручную или через настройки драйвера.

С операционными системами, основанными на ядре Linux, всё несколько сложнее. На официальном сайте отсутствует установочный пакет для Linux, поэтому вам придётся воспользоваться драйверами, изначально присутствующими в операционной системе. При необходимости обновить драйвер для Linux стоит произвести обновление пакета Mesa 3D и ядра операционной системы, хотя в большинстве случаем это делать не нужно.

В целом Intel выпускает достаточно посредственные драйвера для своих интегрированных решений, из-за чего в них отсутствует некоторые функционал и присутствуют проблемы в некоторых играх.

Что же с разгоном?

В большинстве чипов HD Graphics 2000 присутствует автоматический, очень незначительный буст, которого большинство пользователей просто не заметит. Ручной разгон отсутствует полностью. Единственное, что вы сможете перенастроить в данном чипе - количество потребляемой оперативной памяти.

Сравнение Intel HD Graphics 2000 с бюджетными видеокартами

Производительность данного встроенного ядра оставляет желать лучшего. Единственные видеокарты, которым интегрированный чип сможет составить хоть какую-то конкуренцию - дискретные решения низшего ценового сегмента. К таким видеокартам можно отнести Nvidia GT 510 или Radeon HD 6450.

Сравнение с видеокартами более высокого ценового сегмента абсолютно бессмысленно, HD Graphics 2000 проиграет буквально во всём.

Вывод

Intel HD Graphics подойдёт исключительно для вывода картинки на монитор, просмотра FullHD видео и запуска большинства старых игр. В данных задачах чип сможет составить достойную конкуренцию видеокартам низшего ценового сегмента. Для более сложных задач стоит приобрести решение по мощнее.

Компания Intel, являющаяся одной из старейших и в то же время самых крупных фирм на рынке ИT, в начале этого года анонсировала долгожданную новинку - центральные процессоры с интегрированной в них графической составляющей. Безусловно, трудно сказать, какая именно компания определяет будущее компьютерной индустрии. Большинство производителей компьютерных комплектующих постоянно предлагают новые идеи и пытаются воплотить в жизнь далеко не ординарные решения. Однако будущее как новинки, так и, порой, самой компании-производителя зависит от того, как покупатели отреагируют на новый продукт. Для такой компании, как Intel, счастливая судьба новинки зачастую предопределена, поскольку, прежде чем появиться на рынке, продукт проходит множество тестов и, что немаловажно, учитывает требования потребительского рынка в мировых масштабах.

Начиная с первых интегрированных решений, которые стали появляться в конце ХХ века, тенденции на рынке компьютеров таковы: все производители пытаются предложить экономичные, достаточно мощные и в то же время максимально компактные устройства. Интеграция разнообразных компонентов в единое целое - это тот путь, который был выбран большинством производителей компьютерных комплектующих. Если рассматривать, какие компоненты были интегрированы с начала популярности домашних компьютеров, то получится достаточно большой список. Сначала в системную плату были встроены сетевые и звуковые контроллеры, затем - дисковые контроллеры с возможностью создания RAID, потом - контроллеры передачи данных (USB, FireWire).

В уже далеком 2003 году AMD стала первой компанией, в процессорах которой появились модели с интегрированным контроллером оперативной памяти Athlon 64. Ее решение получилось удачным, однако новые процессоры Intel Core быстро обрели популярность за счет возросшей производительности, и AMD отошла на второй план. Компания Intel хотя и является главным новатором в области производства центральных процессоров, но начала использовать встроенный в процессор контроллер оперативной памяти относительно недавно. Первые процессоры с интегрированным контроллером памяти основывались на архитектуре Nehalem. Следующая серия процессоров - Core i5 750 и Core i7 8xx - в дополнение к встроенному контроллеру памяти получила интегрированный контроллер PCI-Express. Это позволило в значительной степени упростить дизайн материнских плат и фактически избавиться от самого понятия «северный мост чипсета». Однако справедливости ради стоит отметить, что в процессорах Core i7 для разъема LGA 1366 интегрируется также контроллер шины QPI, которая отсутствует у младших моделей.

В начале 2010 года компания Intel сделала очередной шаг на пути к тотальной интеграции всего и вся. Теперь настала очередь и без того интегрированных графических процессоров Intel переместиться в корпус центрального процессора. По всей видимости, в ближайшем будущем домашний компьютер как платформа будет стремиться к варианту ноутбука, где большинство компонентов интегрировано в системную плату и некоторые из них заменить невозможно. Удачный это подход или плохой - покажет время, а мы обратимся к новому графическому чипу Intel, ведь дискретная графика от Intel так и не увидит свет.

В этом небольшом тестировании мы сравним по производительности новое интегрированное решение компании Intel и бюджетное решение одного из основных производителей дискретных видеокарт компании NVIDIA - видеокарту Palit GeForce 210.

Дискретная видеокарта Palit GeForce 210

Новый графический чип GeForce 210, вышедший совсем недавно, не отличается по числу вычислительных блоков от своего предшественника - видео карты GeForce 9400 GT. В нем содержится 16 потоковых процессоров, восемь текстурных блоков и четыре блока рендеринга. Основное отличие нового графического ядра, получившего кодовое название GT218, - это новый технологический процесс и урезанная до 64 бит шина памяти. Новые видеокарты на базе GeForce GT 210 позиционируются как экономичное и компактное решение для маленьких компьютеров и различных домашних медиацентров, от них не требуется большой производительности в современных играх, поскольку они ориентированы лишь на работу в мультимедийных приложениях и необходимы для вывода высококачественной картинки. Большинство видеокарт этой серии выполнено в низкопрофильном формате для установки в нестандартные корпуса. Нельзя не отметить и полноценную поддержку стандарта HDMI, по которому теперь передается звуковой сигнал. Отметим, что ранее карты GeForce необходимо было подключать через переходник S/PDIF к звуковой карте или же использовать отдельный звук, что доставляло определенные неудобства при подключении телевизоров и других медийных устройств. Даже видеокарты высшего ценового сегмента - GeForce GTS250 - создавали подобные проблемы, но теперь они наконец решены.

Графический процессор этой видеокарты - GT218 - работает на частоте 589 МГц, а унифицированные процессоры - с частотой 1402 МГц. В этой видеокарте используется видеопамять стандарта GDDR2, которая представлена микросхемами производства Elixir, работающими на частоте 405 МГц. Общий объем видеопамяти составляет 512 Мбайт.

Интегрированный графический чип Intel

Информации о точных характеристиках нового интегрированного в центральный процессор графического решения от Intel практически нет. Как обычно, компания не сообщает основные составляющие своей архитектуры, и пользователям доступны лишь общие данные о технических характеристиках этих графических процессоров. Стоит отметить, что графический контроллер, интегрированный в мобильные версии процессоров Core i5/i3, динамически изменяет свою рабочую частоту в зависимости от степени нагрузки. Такая схема работы построена на основе технологии Turbo Boost, которая применяется в центральных процессорах. Из-за этого нельзя судить о точной частоте работы процессора для данного типа графического контроллера. Однако данная технология не применяется в настольных процессорах. Причины отказа от использования этой популярной и в большинстве случаев эффективной системы непонятны и не объясняются производителем, но факт остается фактом. Из информации о графических чипах, которая доступна в виде слайдов, известно, что новые интегрированные графические решения Intel для настольных процессоров различаются только по частоте работы графического ядра. Так, в одном из самых мощных центральных процессоров - Intel Core i5 661 серии Core i3/i5 с интегрированным графическим ядром - графическое ядро работает на тактовой частоте 900 МГц. В младших моделях центральных процессоров этой серии графическое ядро работает на частоте 733 МГц. И наконец, в самом младшем процессоре Pentuim-G 6950 интегрированный графический контроллер работает на частоте 533 МГц. Отметим, что в нашем тестировании принимал участие процессор Intel Core i5 661, который имеет самый производительный интегрированный графический чип Intel.

Совершенно очевидно, что интегрированная графика, как и видеокарты сегмента low-end, не способна обеспечить приемлемого уровня производительности при максимальных настройках качества в современных компьютерных играх. Именно поэтому основной упор производители делают на мультимедийных возможностях своих бюджетных решений. Новая модификация графики Intel под кодовым названием Intel GMA HD обзавелась более совершенными технологиями по работе с HD-мультимедиаконтентом. Поддерживается вывод изображения на несколько устройств одновременно, улучшены алгоритмы обработки видео высокого качества, появилась полноценная поддержка интерфейса HDMI, а также технологий Dolby TrueHD и DTS Master Audio. В то же время заявлена поддержка аппаратного декодирования HD-видео, так что данные процессоры с интегрированной графикой могут найти применение в полноценных мультимедийных центрах для воспроизведения видео высокого разрешения.

Нельзя не сказать и о том, что некоторые изменения в новых графических контроллерах Intel коснулись и 3D. Так, по данным компании Intel, в новом графическом чипе с 10 до 12 увеличилось количество вычислительных блоков, были усовершенствованы алгоритмы обработки вершин, а также алгоритмы работы с буфером глубины. Кроме того, немного подросли тактовые частоты и увеличился объем оперативной памяти, выделяемой для графических операций. Отметим, что в предыдущем графическом контроллере максимальная тактовая частота графического чипа не превышала 800 МГц, при этом максимальный объем памяти составлял 768 Мбайт. Теперь максимальная планка частоты для графического ядра повышена до 900 МГц. Максимальный объем оперативной памяти, который может задействовать графический контроллер, достигает 1,7 Гбайт. Также новое графическое ядро Intel получило полную поддержку операционной системы Windows 7 и стандарта OpenGl 2.1.

После краткого изложения технических характеристик исследуемых моделей рассмотрим тестовый стенд и результаты тестирования.

Методика тестирования

Методика тестирования видеокарт подробно изложена в статье «Новая методика тестирования процессоров, компьютеров и видеокарт», опубликованной в сентябрьском номере журнала за 2009 год, а потому не станем повторяться. Отметим лишь, что в этом тестировании в качестве операционной системы мы использовали новую ОС Windows 7 Ultimate. Для тестирования применялся стенд следующей конфигурации:

процессор - Intel Core i5 661 с частотой 3,06 ГГц;
системная плата - Gigabyte GA-H55M-UD2H;
чипсет системной платы - Intel H55 Express;
оперативная память - DDR3-1066;
объем памяти - 2 Гбайт (два модуля по 1024 Мбайт);
режим работы памяти - DDR3-1066, двухканальный;
тайминги памяти - 7-7-7-20;
жесткий диск - Western Digital WD3200AAKS;
монитор Acer P243W с максимальным разрешением 1920x1200 (Full HD);
операционная система - Windows 7 Ultimate;
блок питания компании Tagan мощностью 750 Вт.

Мы использовали последние на момент тестирования драйверы для графических карт. Для тестирования видеокарт мы применяли тестовый скрипт ComputerPress Game Benchmark Script v4.0, который позволяет полностью автоматизировать весь процесс тестирования и выбирать игры для тестирования, разрешение экрана, при котором они запускаются, настройку игр на максимальное качество отображения или максимальную производительность, а также задавать количество прогонов для каждой игры. Поскольку данные видеоадаптеры не предназначены для игры при максимальных настройках качества, мы тестировали их только в режиме максимальной производительности, то есть с минимальными настройками качества. Поскольку каждый из тестов запускался при различном широкоформатном разрешении, общая картина результатов отражала различие в производительности этих графических контроллеров достаточно точно. Абсолютные показатели производительности видеокарт (кадры в секунду) показаны на рис. 1-10.


Рис. 1. Результаты тестирования в игре Quake IV (Patch 1.42)	Рис. 2. Результаты тестирования в игре Half-Life: Episode 2 при настройке на минимальное качество

Разработка игр

Напоследок, выборка из общей таблицы результатов синтетических тестов, сделанная для разных Intel GPU. Обратите внимание на изменение позиции в рейтинге прозводительности карт:

Вывод notebookcheck: «В целом, мы впечатлены новым графическим ядром Intel. Производительность по сравнению с HD 3000 улучшилась на 30%. Эта разница может быть даже больше - до 40%, если GPU спарено с мощным четырехядерным Ivy Bridge CPU, например, i7-3610QM.

Так что же делать, если ваша любимая игра на Intel HD не работает должным образом? Советы, даваемые www.intel.com/support/graphics/sb/cs-010486.htm , на первый взгляд выглядят Капитаном Очевидность: поменять настройки игры, проверить наличие новых патчей к игре, установить свежий драйвер Intel. Но на деле эти советы работают. Инженеры Intel тесно сотрудничают с разработчиками игр, в том числе и при создании патчей для совместимости с Intel GPU. Также, как заметил notebookcheck, „slowly but surely“ („медленно, но верно“) улучшаются драйвера Intel как по корректности, так и по производительности работы, что приводит к решению проблем с играми.

На этом месте пост для простых игроков оканчивается (спасибо за внимание, добро пожаловать в комментарии), и начинаются

1. Корректно определяйте параметры графической системы и ее возможности - поддержку шейдеров, расширений DX и доступную видеопамять (учтите, что у Intel GPU нет отдельной видеопамяти, она совместно с CPU использует память системную).

Посмотреть на пример исходного кода и бинарника приложения для корректного и полного определения параметров системы с Intel GPU - GPU Detect можно .
Кроме того, Microsoft DirectX SDK (июнь 2010) включает пример Video Memory для определения размера доступной видеопамяти. Советуем также поискать в Интернете „Get Video Memory Via WMI“.

2. Учитывайте возможности Turbo Boost . Благодаря Turbo Boost частота Intel GPU может увеличиваться в два раза, давая существеный прирост производительности. Но только если это позволяет термальное состояние системы. А это происходит по понятным причинам только когда не сильно занят, то есть, не сильно нагрет CPU.

Вытекающий отсюда совет - как можно реже использовать запрос состояния CPU - GetData(). Учтите, что вызов GetData() в цикле с ожиданием результата - это 100% загрузка CPU. В случае крайней необходимости делайте запросы к CPU в начале отрисовки кадра и загружайте CPU какой-нибудь полезной работой перед получением результатов GetData. В этом случае ожидание CPU будет минимально.

3. Используйте реализуемое Intel GPU раннее отсечение по Z (Early Z rejection). Эта технология позволяет заранее отбрасывать из дальнейшей обработки, т.е. не выполняя дорогостоящие с точки пиксельные шейдеры, фрагменты, не проходящие тест глубины, - загораживаемые другими объектами.

Для результативного использования Early Z существуют два метода:
- сортировка и отрисовка объектов от ближних к дальним по глубине (front to back)
- предпроход без отрисовки с заполнением буфера глубины и маскированием заведомо невидимых на финальном изображении областей.
Понятно, что первый способ не подойдет для сцен с (полу)прозрачными объектами, а второй имеет значительные накладные расходы.
Исходный код примеров использования Early Z можно посмотреть з