Встроенная графика Intel HD Graphics. Сравнение мобильных и десктопных видеокарт от Intel, AMD и Nvidia

Эволюция графики Intel | Intel вступает в гонку GPU

В мире GPU в плане производительности и внимания к своей продукции центральное место занимают AMD и Nvidia. Хотя эти компании прославились своими технологиями, ни одна из них, по сути, не являются крупнейшим поставщиком графических процессоров. Этот титул принадлежит Intel. Корпорация пыталась конкурировать с AMD и Nvidia по производительности и порой даже выпускала полноценные видеокарты. Но ее сильная сторона – в интеграции графических технологий в свои чипсеты и процессоры. Таким образом, GPU Intel сейчас присутствуют в большинстве современных компьютеров. Но из-за ограничений интегрированных решений графические модули компании, как правило, предлагают производительность начального уровня. Самые последние разработки оказались заметно более впечатляющими. Некоторые решения даже опережают дискретные видеокарты начального уровня от AMD и Nvidia. Intel HD Graphics возможно и отстает от других GPU, но нужно признать, что дни GMA 950 и его предшественников закончились.

Эволюция графики Intel | Первый специализированный GPU Intel: i740 (1998 год)

В 1998 году Intel выпустила свою первую графическую карту – i740 под кодовым названием "Auburn". Она работала на тактовой частоте 220 МГц и использовала относительно небольшое количество видеопамяти VRAM 2 - 8 Мбайт. Сопоставимые видеокарты того времени, как правило, оснащались видеопамятью объемом 8 - 32 Мбайт. Кроме того карта поддерживала DirectX 5.0 и OpenGL 1.1. Чтобы обойти недостачу встроенной памяти, Intel планировала воспользоваться функцией, встроенной в интерфейс AGP, позволяющей карте использовать оперативную память компьютера. Таким образом, i740 использовала интегрированную память как кадровый буфер, а все текстуры хранила в оперативной памяти платформы. Учитывая, что компании не приходилось переплачивать за дорогую память, она могла продавать i740 дешевле конкурентов. К сожалению этот GPU столкнулся с рядом трудностей. Доступ к оперативной памяти осуществлялся не так быстро, как к интегрированной видеопамяти, и это негативно сказывалось на производительности. Кроме того такое решение снижало производительность центрального процессора, так как для работы ему оставалось меньше пропускной способности и объема ОЗУ. Сырые драйверы еще сильнее навредили производительности карты, и качество изображения было под вопросом из-за медленного цифро-аналогового преобразователя. В конечном счете i740 оказалось полностью провальной. Intel пыталась исправить ситуацию, убеждая производителей материнских плат добавлять карту в комплект с платформами на базе 440BX, но это тоже не привело к успеху.

Эволюция графики Intel | Графический чип i752 и чипсеты серии 81x (1999 год)

После провала с i740 Intel разработала и небольшое время продавала вторую видеокарту под названием i752 "Portola". Однако она была выпущена в очень ограниченных количествах. Примерно в то же время Intel начала интегрировать свое графическое ядро в такие чипсеты, как i810 ("Whitney") и i815 ("Solano"). GPU встраивались в северный мост, став первыми интегрированными графическими процессорами Intel. Их производительность зависела от двух факторов: скорость оперативной памяти, которая часто была связана с системной шиной FSB, и в свою очередь зависела от процессора, и скорость самого CPU. На тот момент Intel использовала конфигурации FSB 66, 100 или 133 МГц наряду с асинхронной SDRAM, обеспечивающей системе максимальную пропускную способность 533, 800 или 1066 Мбайт/с соответственно. Хотя пропускная способность делилась с процессором, iGPU никогда не получал доступ ко всему каналу. Производители материнских плат могли размещать на своих платформах дополнительно 4 Мбайта выделенной видеопамяти, подключенной непосредственно к графическому процессору через AGP x4, предоставляя дополнительные 1066 Мбайт/с.

Производительность этих iGPU была низкой. Кроме того, из-за интегрированной графики в чипсете i810 отсутствовал интерфейс AGP, тем самым ограничивая модернизацию медленных видеокарт на базе PCI. Чипсет i815 имел порт AGP наряду с iGPU, но установка дискретной видеокарты отключала iGPU. В результате эти графические решения были ориентированы на пользователей бюджетных ПК начального уровня.

Эволюция графики Intel | Intel Extreme Graphics (2001 год)

В 2001 году Intel запустила новое семейство Extreme Graphics, которое было тесно связано с предыдущим поколением, включая два пиксельных конвейера и ограниченное аппаратное ускорение MPEG-2. Программная поддержка API была почти идентичной чипсету i815, хотя поддержка OpenGL была расширена до версии API 1.3.

Производительность iGPU Intel Extreme Graphics в значительной степени зависела от чипсета, памяти и центрального процессора. Первая реализация появились в семействе чипсетов Intel i830 (Almador), разработанных для Pentium III-M. Они по-прежнему использовали устаревающую память SDRAM, которая ограничивала максимальную пропускную способность до 1066 Мбайт/с, как и в ранних GPU. Тактовая частота на чипсетах Almador снизилась с 230 МГц (i815) до 166 МГц для экономии энергии и снижения тепловыделения.

Настольная версия был представлена позже в 2002 году в чипсетах i845 Brookdale , предназначенных для процессоров Pentium 4. Они также работали при более низкой тактовой частоте, чем i815 (200 МГц), но могли использовать память SDRAM или DDR. Благодаря более быстрым центральным процессорам iGPU в чипсете i845 в паре с SDRAM работал быстрее моделей i815, несмотря на более низкие частоты. Версии, использующие ОЗУ DDR, еще сильнее подтолкнули уровень производительности. Интегрированные решения не могли обогнать GeForce 2 Ultra Nvidia, которой на тот момент было уже больше года, но они неплохо подходили для легких игр.

Эволюция графики Intel | Intel Extreme Graphics 2 (2003 год)

Intel повторно использовала графический чип с двумя пиксельными конвейерами в семействе Extreme Graphics 2, выпущенном в 2003 году. Компания вновь представила две версии GPU. Первой появилась мобильная версия в чипсетах i852 и i855, предназначенных для Pentium M. Эти версии чипа работали на частотах 133 и 266 МГц, в зависимости от выбора ОЕМ. Второй вариант чипа использовался в чипсетах i865 Springdale для Pentium 4. Процессор с тактовой частотой 266 МГц кооперировался с более быстрой памятью DDR, которая могла работать при частоте до 400 МГц, обеспечивая ему более высокую пропускную способность, чем для предыдущих iGPU.

Хотя производительность по сравнению со старой линейкой Intel Extreme Graphics заметно увеличилась, графические требования игр также расширились. В результате эти графические чипы (англ.) были способны обеспечить приемлемую частоту кадров только в старых играх.

Эволюция графики Intel | GMA 900 (2004 год)

В 2004 году Intel завершила выпуск линейки Extreme Graphics, отправив на пенсию ядро с двумя пиксельными конвейерами, которое использовалось во всех предыдущих графических процессорах Intel. Следующие несколько лет Intel будет продавать свою графику под именем Graphics Media Accelerator (или GMA). Первым из этой серии был GPU GMA 900, интегрированный в набор микросхем семейства i915 (Grantsdale/Alviso). Он поддерживал DirectX 9.0 и обладал четырьмя пиксельными конвейерами, но ему не хватало вершинных шейдеров, и эти вычисления делались силами центрального процессора. Частота GPU могла быть 333 МГц или 133 МГц для маломощных систем. GPU работал как с DDR, так и с DDR2. Но независимо от конфигурации, производительность была относительно низкой.

Некоторые производители изготавливали специальные карты расширения в дополнение к GMA 900, чтобы добавить выход DVI.

Эволюция графики Intel | GMA 950: Pentium 4 и Atom (2005 год)

Графический процессор GMA 950 интегрировался в чипсеты Intel i945 (Lakeport и Calistoga) и может похвастаться относительно долгим жизненным циклом. Эти чипсеты работали с процессорами Pentium 4, Core Duo, Core 2 Duo и Atom. Однако архитектура была почти идентичной GMA 900 и наследовала многие ее недостатки, включая отсутствие вершинных шейдеров. Ядро получило незначительные программные улучшения совместимости и поддержку DirectX 9.0c. Это было важным обновлением для графического чипа, поскольку оно добавляло поддержку Aero в Windows Vista. Благодаря повышению частоты (400 МГц) и поддержке более быстрых процессоров и памяти немного увеличилась производительность. Мобильные версии GPU могли также работать при тактовой частоте 166 МГц для экономии энергии и снижения тепловыделения.

Эволюция графики Intel | GMA 3000, 3100 и 3150 (2006 год)

В 2006 году Intel вновь изменила наименование своей графики, начав с GMA 3000. Это был значительный шаг вперед по сравнению со старым GMA 950 в плане производительности и технологичности. Предыдущее поколение было ограничено четырьмя пиксельными конвейерами без вершинных шейдеров. Между тем, новый GMA 3000 включал восемь многоцелевых исполнительных блоков EU, способных выполнять несколько задач, включая вершинные вычисления и обработку пикселей. Intel повысила тактовую частоту до 667 МГц, заметно прибавив GMA 3000 скорости по сравнению с GMA 950.

После премьеры GMA 3000 Intel добавила в семейство еще два графических чипа: GMA 3100 и 3150. Несмотря на то, что они появились после GMA 3000, оба GPU фактически были больше похожи на GMA 950. Они имели только по четыре пиксельных конвейера и полагались на центральный процессор для обработки вершин. Повторное использование GMA 950 после ребрендинга в GMA 3100 и 3150 позволило Intel предложить несколько продуктов. До этого Intel сосредотачивала усилия только на одном GPU в своей линейке.

Эволюция графики Intel | GMA X3000 (2006 год)

После GMA 3000 Intel снова изменила наименование, представив четвертое поколение графических процессоров. Однако GMA X3000 был почти идентичен GMA 3000 и включал лишь незначительные изменения. Основное их различие заключалось в объеме используемой памяти – GMA 3000 мог использовать только 256 Мбайт системной памяти для графики, а GMA X3000 увеличил этот показатель до 384 Мбайт. Intel также расширила поддержку видеокодеков в GMA X3000, чтобы включить полное ускорение MPEG-2 и ограниченное ускорение VC-1.

Примерно в то же время Intel представила GMA X3100 и GMA X3500. По сути это были модернизированные чипы GMA X3000, получившие поддержку Pixel Shader 4.0, позволяющую работать с новыми API-интерфейсами, например DirectX 10. Тактовая частота GMA X3100 была ниже, чем у других версий, поскольку он был предназначен для мобильных платформ.

Эволюция графики Intel | Последний GMA (2008 год)

После X3000 Intel разработала только одну серию чипсетов с интегрированной графикой. Семейство Intel GMA 4500 состояло из четырех моделей, все они использовали одинаковую архитектуру с 10-ю исполнительными блоками. Для настольных чипсетов было выпущено три версии GPU. Самым медленным из них был GMA 4500 c частотой 533 МГц. Два других: GMA X4500 и X4500HD, работали на тактовой частоте 800 МГц. Главное отличие X4500HD от X4500 заключалось в использовании полного аппаратного ускорения VC-1 и AVC.

Мобильная версия графического чипа называлась GMA X4500MHD и работала на частоте 400 МГц или 533 МГц. По аналогии с X4500HD, X4500MHD поддерживал полное аппаратное ускорение VC-1 и AVC.

Эволюция графики Intel | Larrabee (2009 год)

В 2009 году Intel сделал еще одну попытку выйти на рынок видеокарт, представив Larrabee . Понимая, что ее основным преимуществом является глубочайшее понимание архитектуры x86, Intel хотела создать GPU на базе шины ISA. Вместо проектирования с нуля разработка Larrabee отталкивалась от первого процессора Pentium, который Intel решила модифицировать для того, чтобы создать скалярный блок внутри GPU. Старая процессорная архитектура была значительно переделана, обзавелась новыми алгоритмами и технологией Hyper-Threading для увеличения производительности. Несмотря на то, что технология Hyper-Threading в Larrabee была похожа на ту, которая использовать в обычных процессорах Intel, Larrabee была способна выполнять задачи в четыре потока на ядро вместо двух.

Для обработки вершин Intel создала необычно большой 512-битный блок вычислений с плавающей запятой, состоящий из 16 отдельных элементов, способных работать как единый компонент или самостоятельные единицы. Это FPU теоретически имел более чем в 10 раз больше пропускной способности, чем аналогичные чипы Nvidia того времени.

В конечном счете инициатива Larrabee была отменена, хотя Intel продолжает развивать эту технологию.

Эволюция графики Intel | Первое поколение Intel HD Graphics (2010 год)

Intel представила линейку HD Graphics в 2010 году, чтобы восстановить позиции, которые потеряла семейство GMA. Графическое ядро HD Graphics в первом поколении процессоров Core i3, i5 и i7 было похоже на GMA 4500, за исключением двух дополнительных исполнительных блоков. Тактовая частота осталась примерно на том же уровне и стартовала с 166 МГц в маломощных мобильных системах и останавливалась на отметке 900 МГц в более дорогих CPU для настольных ПК. Хотя 32-нанометровый процессор и 45-нанометровый GMCH были не полностью интегрированы на одном кремниевом кристалле, оба компонента находились в корпусе процессора. Это позволило снизить задержки между контроллером памяти внутри GMCH и ЦП. Поддержка API со времен GMA существенно не изменилась, хотя общая производительность увеличилась более чем на 50 процентов.

Эволюция графики Intel | Sandy Bridge: второе поколение Intel HD Graphics (2011 год)

В Sandy Bridge Intel HD Graphics сделала еще один шаг вперед в плане производительности. Вместо двух отдельных кристаллов под крышкой Intel объединила процессоры на одном кристалле, еще больше сократив задержку между компонентами. Кроме того Intel расширила функциональность графического чипа, добавив технологию Quick Sync для ускорения перекодирования и более эффективный видеодекодер. Поддержка API расширилась только до DirectX 10.1 и OpenGL 3.1, но значительно увеличилась тактовая частота – теперь она варьировалась в пределах 350 - 1350 МГц.

Благодаря более широкому набору функций Intel решила сегментировать линейку чипов. Младшие модели получили метку HD (базировались на ядре GT1 с шестью EU и ограниченным видеодекодером), решения среднего уровня носили название HD 2000 (тот же GT1 с шестью EU, но полнофункциональный блок кодирования/декодирования), а чипы верхнего уровня назывались HD 3000 (ядро GT2 с 12 EU плюс все преимущества Quick Sync).

Эволюция графики Intel | Xeon Phi (2012 год)

В то время как концепция Larrabee была более ориентирована на игры, компания увидела ее будущее в приложениях с тяжелыми вычислительными задачами и создала в 2012 году сопроцессор Xeon Phi . Одна из первых моделей под названием Xeon Phi 5110P содержала 60 процессоров x86 с большими 512-битными блоками расчета векторов с тактовой частотой 1 ГГц. На такой скорости они могли обеспечить более 1 TFLOPS вычислительной мощности, потребляя в среднем 225 Вт.

В результате высокой скорости вычислений по отношению к потребляемой мощности Xeon Phi 31S1P использовался при создании суперкомпьютера Тяньхэ-2 в 2013 году, который по сегодняшний день считается одним из самых быстрых суперкомпьютеров в мире.

Эволюция графики Intel | Ivy Bridge: Intel HD 4000 (2012 год)

С появлением Ivy Bridge Intel переработала свою графическую архитектуру. По аналогии с iGPU в Sandy Bridge графическое ядро в Ivy Bridge продавалась в трех различных версиях: HD (GT1 с шестью EU и ограниченным блоком кодирования/декодирования), HD 2500 (GT1 с шестью EU и полнофункциональным блоком кодирования/декодирования) и HD 4000 (GT2 с 16 EU и полнофункциональным блоком кодирования/декодирования). HD 4000 работал при более низкой частоте 1150 МГц, чем Intel HD 3000, но имел четыре дополнительных исполнительных блока и был значительно быстрее своего предшественника. В среднем прирост скорости в Skyrim составил 33,9 процента. Отчасти прирост производительности связан с улучшенной архитектурой, которая впервые перешла на Pixel Shader 5.0, плюс появилась поддержка DirectX 11.0 и OpenCL 1.2.

Производительность технологии Intel Quick Sync также значительно увеличилась. Транскодирование видео файлов H.264 из одного формата в другой выполнялось в два раза быстрее. Аппаратное ускорение видео также было усовершенствовано и Intel HD 4000 технически способен декодировать одновременно несколько видеопотоков в 4K.

Эволюция графики Intel | Intel расширяет графические линейку чипами Haswell (2013 год)

В архитектурном плане ядро HD Graphics в Haswell похоже на графическое ядро в Ivy Bridge и может рассматриваться как его расширение. Чтобы получить больше производительности из GPU для Haswell Intel использовала грубую силу. На этот раз компания предпочла установить в GT1 Haswell десять исполнительных блоков вместо шести в предыдущем поколении. Было включено полное декодирование видео, но отключены функции ускоренного кодирования и Quick Sync. Кроме того Intel еще сильнее разнообразила ассортимент GPU. Версия GT2 c 20 EU использовалась в трех различных графических ядрах: HD Graphics 4200, 4400 и 4600. В основном они различались по тактовой частоте.

Также Intel представила GPU более высокого класса под названием GT3. Он вмещал в себя 40 исполнительных блоков и обеспечивал значительно более высокий уровень производительности. Процессоры с ядром GT3 продавались под маркой HD Graphics 5000 и 5100. Редкая версия GT3e Intel Iris Pro 5200 включала 128 Мбайт памяти eDRAM в корпусе процессора и была первым воплощением семейства Intel Iris Pro. Несмотря на то, что Iris Pro 5200 работал быстрее решений без дополнительной eDRAM, его влияние на рынок было ограничено, так как GPU появился лишь в нескольких топовых процессорах.

Версия iGPU Haswell с низким энергопотреблением имела только четыре EU и использовалась в процессорах Intel Atom под кодовым названием Bay Trail . С появлением высокопроизводительного GT3 и экономичного Bay Trail, iGPU Haswell насчитывал восемь различных моделей. Для сравнения в поколении Sandy Bridge и Ivy Bridge было всего по три версии.

Эволюция графики Intel | Broadwell (2014 год)

В Broadwell Intel снова модернизировала iGPU для более эффективного масштабирования. В новой архитектуре исполнительные блоки были организованы в восемь подсекций. Таким образом добавлять EU было еще проще, так как Intel могла дублировать подсекции несколько раз. Версия GT1 содержала две подсекции (хотя только 12 EU были активны). Следующие три продукта: HD Graphics 5300, 5500, 5600 и P5700 использовали чип GT2 с 24 EU (но некоторые версии имели только 23 активных EU).

Более быстрые ядра GT3 и GT3e содержали по 48 EU и использовались в HD Graphics 6000, Iris Graphics 6100, Iris Pro Graphics 6200 и Iris Pro Graphics P6300. Подобно чипам Haswell Iris Graphics, модели линейки Broadwell Iris Graphics включали графическое ядро GT3e со 128 Мбайт встроенной памяти eDRAM. Каждая группа из восьми исполнительных блоков имела 64 Кбайт общей кэш-памяти. Эти графические процессоры поддерживали DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0.

Эволюция графики Intel | Skylake (2015 год)

Последняя версия интегрированной графики Intel реализована в процессорах на архитектуре Skylake . Эти графические чипы близки с iGPU Broadwell, имеют одинаковое архитектурное построение и равное количество EU почти во всех моделях. Основные изменения коснулись именования. Intel изменила названия на HD Graphics 500. GPU начального уровня стали называться HD Graphics и HD Graphics 510 и использовать кристалл GT1 с 12 EU. HD Graphics 515, 520, 530 и P530 используют чип GT2 с 24 EU.

Начиная со Skylake Intel еще сильнее разделила продукты серии Iris и Iris Pro. Iris 540 и 550 будут поставляться с 48 исполнительными блоками в чипе GT3e. Пока не ясно, какое название ядра будет у Iris Pro 580, но оно будет содержать в общей сложности 72 EU и, вероятно, окажется значительно быстрее, чем графический процессор Iris Pro 6200 в CPU Broadwell. Не ясно, сколько eDRAM будет в этих чипах, но Intel, скорее всего, будет и дальше разделять графику Iris и Iris Pro по уровню производительности. Iris 540 будет иметь только 64 Мбайт памяти eDRAM, то есть половину от GT3e в Broadwell. Что касается Iris Pro или Iris 550, Intel пока не объявляла их точных характеристик.

Речь идет о встроенной интегрированной графике в процессорах линейки Haswell. В производительности intel HD Graphics 4600 можно провести сравнение с видеокартами типа nVIDIA GeForce GT 630M. Однако встроенная графика Интел может воспроизводить до 16 операций, что опережает GeForce.

Характеристики и сравнение с Geforce GT 630

Если провести расчеты пиковой производительности для сравнения между HD 4600 и GeForce, можно увидеть такую картину:

И в скорости растеризации:

Исходя из этого можно сделать вывод что GeForce является все же серьезным соперником для Intel. В HD 4600 используется двадцать исполнительных устройств, что в свою очередь позволяет улучшить работу на 20%, если сравнивать с HD 4000. Стандартная тактовая частота графики HD 4600 составляет 400 МГц. Однако стоит учитывать поддержку ядром Turbo Boost, поэтому, в зависимости от задачи он может взять разгон и до 1350 МГц. Основные характеристики Intel HD 4600 выглядят таким образом:

К тому же в данном чипе присутствует усовершенствованный видео декодер в 4К формате, а также поддержка Shader 5.0 и Open CL 1.2 Open GL 4.0.

Intel HD 4600 в играх

Исходя из вышесказанного, попытаемся понять какие игры пойдут на данном чипе. По сути своей Intel HD 4600 это не новое изобретение, а постепенно развивающаяся система, которая была создана в начале 2010 года. На данный момент чип превратился из слабого бюджетного варианта в достойный конкуренции с не дорогими видеокартами, имеющими родную память. Если ранее он был доступен для работы в интернет и просмотра видео, на данный момент стало возможным играть в некоторые определенные игры. В теории Intel HD graphics 4600 может потянуть и самые современные игры, за счет поддержки DirectX 11.1, однако будучи всего лишь встроенной графической картой, может потянуть далеко не все. Ниже указаны несколько вариантов игр с итогами многократных испытаний. Для гораздо более яркого сравнения тестирование прошла так же графика Intel HD graphics 4400.

Aliens vs. Predator

Повышенное качество:
4400 - 10,2 fps
4600 - 13,6
Не вариант.

При разрешении - 800х480:
4400 - 69,3
4600 - 103,4
Вполне играбельно.

Batman: Arkham Asylum GOTY Edition

Повышенное качество:
4400 - 26,6
4600 - 41,2
В принципе возможно, однако игра явно будет лагать.

При разрешении 800х480:
4400 - 105,2
4600 - 196,3
Игра пойдет очень хорошо.

Crysis: Warhead x64

Повышенное качество:
4400 - 9,8
4600 - 14,6
Абсолютно не приемлемо.

При настройках расширения 720х480:
4400 - 106,0
4600 - 156,8
Можно смело играть и с комфортом.

F1 2010

Повышенное качество:
4400 - 12,5
4600 - 15,1
Абсолютно не играбельно.

При настройках разрешения 720х480:
4400 - 33,9
4600 - 50,9
Возможны лаги в игре.

Far Cry 2

Повышенное качество:
4400 - 17,1
4600 - 27,2
В принципе играть можно.

При разрешении 800х480:
4400 - 42,6
4600 - 89,8
Можно смело и с комфортом играть.

Metro 2033

Повышенное качество:
4400 - 6,5
4600 - 9,8
При всем желании расслабиться и вникнуть в игру никак не удастся.

При низких настройках, а именно разрешении не более 1024х768:
4400 - 24,4
4600 - 46,5
Можно попробовать, однако лаги вполне вероятны.

Видеокарты-затычки не нужны

По результатам тестов и исследований можно смело сказать что новый графический чип сделал огромный скачок вперёд в сравнении с ядром прошлого поколения HD 4000. Средний процент отрыва по всем тестам составил практически 40 процентов. Успешно соперничая с бюджетными дискретными видеокартами типа GeForce GT 630, новая интегрированная графика Intel позволяет отказаться от бесполезной покупки подобных видеокарт, ведь производительность их приблизительно равна. К тому же данная графика может смело соперничать с самыми новыми дешевыми видеокартами. При несравнимо высоких энергозатратах, производительность их будет варьироваться в тех же пределах, если не ниже. Также немаловажной деталью является тот момент, что использование этой графики возможно как в составе Core i7 4770K, так и в более доступном Core i5.

«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.

В процессорах Intel также, как и у конкурентов, есть интегрированная (встроенная) графика. Она позволяет отказаться от покупки дорогой видеокарты, если в ней нет никакой нужды. Также встроенная в процессор графика полезна в ноутбуках, так как позволяет экономить заряд батареи за счет использования этой графики только в мощных приложениях. Все остальное время отдувается графическое ядро процессора.

Введение

Выбору встроенной графики уделяется особое внимание в 2 случаях:

• вы не собираетесь покупать отдельный адаптер, так как вам не нужна высокая производительность для вашего стационарного ПК

В основном именно эти две ситуации заставляют людей обратить особое внимание на интегрированную графику.

Здесь, как и в остальных наших статьях не будут рассмотрены чипы до 2010 года выпуска. А значит коснемся лишь Intel HD Graphics, Iris Graphics и Iris Pro Graphics

Непонятным остается вопрос установки встроенной графики в мощные игровые процессоры, ведь их используют лишь в паре с мощной видеокартой, которой и в подметки не годится даже самая мощная встроенная графика. Скорее всего это происходит из-за дороговизны перестройки линии сборки процессоров, ведь ядра у многих чипов идентичны и собраны они почти одинаково, а менять сборку ради пары моделей никто не собирается. Но в таком случае мы бы получили большую производительность в связи с тем, что большее число транзисторов будут работать на процессор, но и цена в таком случае поднимется.

Все знают, что встроенная графика от AMD мощнее, чем у Intel. Скорее всего это связано с тем, что они раньше задумались над созданием гибридных «камней» (с видеоядром). Если хотите узнать про про маркировку и линейки всей графики AMD (в том числе и встроенной), то вам , а подобная статья про , также доступна по ссылке.

Интересный факт: в PS4 стоит интегрированная в процессор графика, а не отдельный графический чип.

Классификация

Ошибка, которую допускают множество людей заключается в том, что интегрированная графика – это не обязательно встроенное в процессор графическое ядро. Интегрированная графика – это графика, которая встроена в материнскую плату или в процессор.

Таким образом встроенную графику разделяют на:

• Графика с разделяемой памятью – эта графика встроена в процессор и использует оперативную память вместо отдельной видеопамяти. Эти чипы отличает низкое энергопотребление, тепловыделение и стоимость, но производительность в 3D не сравнится в другими решениями.
• Дискретная графика – аппаратная часть представляет собой отдельный чип на материнской плате. Имеет отдельную память и, как правило, быстрее, чем предыдущий тип.
• Гибридная графика – это комбинация двух предыдущих типов.

Теперь понятно, что в чипах от Intel применяется графика с разделяемой памятью.

Поколения

Впервые Intel HD Graphics появилось в процессорах Westmere (но и до этого была встроенная графика).

Для определения производительности видеопроцессора надо рассматривать каждое поколение в отдельности. Лучшим способом определения производительности будет просмотр количества исполнительных блоков и их частоты.

Вот так обстоят дела с поколениями графики:

Где Graphics заменено на *.

Если стало интересно узнать про сами микроархитектуры, то вам можете глянуть эту .

Буквенный индекс P означает, что речь идет о процессоре Xeon (серверные чипы).

В каждом поколении до Skylake есть модель HD Graphics, но эти модели отличаются друг от друга. После Westmere просто HD Graphics ставится лишь в Pentium и Celeron. И стоит отличать отдельно HD Graphics в мобильных процессорах Atom, Celeron, Pentium, которые построены на мобильной микроархитектуре.

В мобильных архитектурах до недавнего времени примялись только одинаковые модели HD Graphics, соответствующим разным микроархитектурам. Графика разных поколений отличается по производительности, и в скобках обычно указывается это самое поколение, например Intel HD Graphics (Bay Trail). Теперь же при выходе нового 8 поколения втроенной графики они также будут различаться. Так по производительности отличаются HD Graphics 400 и 405.

Внутри одного поколения производительность возрастает с увеличение цифры, что логично.

С поколения Haswell начала действовать немного другая маркировка чипов.

Новая маркировка c Haswell

Первая цифра:

• 4 – Haswell
• 5 – Broadwell

Но у этого правила есть исключения, и в нескольких строках ниже мы все объясним.

Остальные цифры имеют следующее значение:

*- означает, что разряд тысяч увеличивается на единицу

GT3e отличает дополнительный кэш eDRAM, который увеличивает скорость памяти.

Но с поколения Skylake классификация вновь изменилась. Распределение моделей по производительности можно увидеть в одной из предыдущих таблиц.

Связь маркировки процессора и встроенной в него графики

Вот такими буквами маркируются процессоры с особенностями встроенной графики:

• P – означает отключенное видеоядро
• C – усиленная интегрированная графика для LGA
• R – усиленная интегрированная графика для BGA (неттопы)
• H – усиленная интегрированная графика в мобильных процессорах (Iris Pro)

Как сравнивать видеочипы

Их сравнение на глаз довольно затруднительно, поэтому рекомендуем вам заглянуть на эту , где можно увидеть информацию обо всех интгегрированных решениях Intel, и , где можно посмотреть рейтинг производительности видеоадаптеров и их результаты в бенчмарках. Чтобы узнать о том, какая графика стоит нужном вам процессоре, зайдите на сайт Intel, ищите ваш процессор по фильтрам, а затем загляните в графу «Встроенная в процессор графика».

Заключение

Надеемся, что данный материал помог вам разобраться в интегрированной графике, в особенности от Intel, а также поможет вам в выборе процессора для компьютера. Если возникли вопросы, то сначала посмотрите указания в разделе «Введение», а если вопросы остались, то милости просим в комментарии!

Вам наверняка попадалась эта встроенная графическая карта в ноутбуках. Однако за этим именем скрывается сразу несколько чипов, которые были встроены в самые разные процессоры, а первая в своем поколении так и вообще была в материнской плате.

До Intel HD Graphics мы имели дело по большей части с Intel Graphics Media Accelerator (GMA), и вы можете почитать материал об . Эта графика совсем не подходила для игр, что, конечно же, не устраивало многих пользователей. А раз пользователи хотят встроенную графику, на которой можно играть — значит, производители стараются им это дать. Так что была выпущена Intel HD Graphics.

Впервые она появилась в 2010 году вместе с мобильными процессорами . Тогда они изготавливались уже по 32-нм техпроцессу, ну а графика, пока еще не встроенная в сам процессор, а впаянная в материнскую плату, изготовлялась по 45-нм техпроцессу. Ее графическая производительность (в частности, обработка трехмерного изображения) была выше на 70%, чем у Intel GMA.

В 2011 году появилась платформа . Здесь уже в процессор, изготавливаемый по 32-нм техпроцессу, был встроен и графический чип. В мобильном варианте это была Intel HD 2000 для Core и Intel HD Graphics для Pentium и Celeron. Это было второе поколение Intel HD.

Третье поколение появилось одновременно с в 2012 году. В Celeron и Pentium пошел вариант без индекса — просто Intel HD Graphics, в Core — Intel HD Graphics 2500 и . Она поддерживала DirectX 11 — а это важно для игр. Это графическое ядро также было использовано для встроенной графики в процессорах .

Линейка же показала нам достаточно большое количество вариантов Intel HD. Самый простой, без индекса, как водится, пошел в Pentium и Celeron, а те, что индексом — в остальные процессоры. О них мы расскажем вам в отдельном материале.

Ну а пока что — подробнее об Intel HD Graphics, встроенной в процессоры Haswell. Она включила в себя 10 исполнительных устройств и 40 шейдерных процессоров. По своей производительности она примерно равна AMD Radeon HD 6450 — как видите, вполне неплохой вариант. Кроме того, она обгоняет NVIDIA GeForce GT 620.

Точно так же есть поддержка DirectX 11.1, Shader 5.0, OpenCL 1.2 и OpenGL 4.0. Есть декодер для видео в высоком разрешении 4К. Тактовая частота различается в зависимости от модели процессора. Точную тактовую частоту (как в обычном режиме, так и в турбо) можно посмотреть на в самом ее конце, 7 колонка.

В какие же игры можно поиграть на этой видеокарте? На минимальных настройках — практически в любые, но не самые современные. Вполне идет Dota 2. Если в вашем ноутбуке установлена именно эта видеокарта — поделитесь, в какие игры вы играете. Данный материал касается именно Intel HD Graphics без индекса. Напомним — в Haswell ее можно найти в процессорах Pentium и Celeron.