Графика: быстрая, медленная и интегрированная. Игры разума

В предыдущей статье мы рассказали вам о новых процессорах из линейки Ivy Bridge, сегодня же коснемся одной из составляющих этих процессоров — встроенной в них графики Intel HD 4000, получившей кодовое имя Carlow.

Графика, как и ее прежний вариант, Intel HD 3000, обладает четырьмя процессорными ядрами, но у нового варианта также появилась и поддержка DirectX 11. Впрочем, рано радоваться. DirectX 11 можно обнаружить лишь в новейших играх, которые настолько требовательны к ресурсам системы, что наша встроенная видеокарта наверняка останется за бортом их системных требований. И это даже несмотря на то, что по сравнению с графикой в Sandy Bridge, наша 4000 увеличила свою производительность аж втрое (во всяком случае, именно так утверждают в Intel). Да и вообще, изменений в графическом ядре столько, что это явный большой шаг вперед по сравнению с предыдущим вариантов.

Появилась возможность подключать к графике аж три монитора одновременно (правда, для этого, возможно, понадобится DisplayPort). Если вам по работе нужно открывать множество окон, и все они должны быть у вас перед глазами — то вам эта функция наверняка пригодится. К тому же производительный процессор даст возможность запускать требовательные графические программы, если вы дизайнер. Вообще здесь вырисовывается достаточно радужная перспектива в плане использования ноутбука или ультрабука на Ivy Bridge. Когда вам нужна мобильность — вы берете его и идете туда, куда вам нужно. Когда же вам нужно поработать на стационарном месте — вы подключаете к мобильному компьютеру большой монитор (или даже несколько) и работаете.

Базовая тактовая частота данной графики может увеличиваться, так как в процессорный чип встроена поддержка технологии Turbo Boost. В зависимости от модели процессора базовая частота и частота при разгоне могут различаться. Например, ее производительность в процессорах с низким энергопотреблением будет на 30% ниже средней. Вообще же она может работать на тактовой частоте от 350 до 1350 МГц.

Тактовая частота тут ниже, чем в предыдущих варинтах, что дало возможность снизить энергопотребление. Так как микроархитектура графического ядра была изменена в лучшую сторону, то в Intel посчитали, что это не снизит ее производительность, которая и без того вполне достаточна.

Графика Intel HD 4000 включает в себя 16 исполнительных блоков, или же унифицированных шейдеров, в то время как Intel HD 3000 могла похвастаться лишь 12-ю. Кроме того, есть поддержка OpenGL 3.1 и OpenCL 1.1 (последнего — силами шейдерных процессоров). Совокупность характеристик новой графики такова, что она практически сравнялась с весьма производительной разработкой от AMD — Llano. По уровню производительности HD 4000 находится на одном уровне с дискретной Nvidia GeForce GT 330M и превышает производительность встроенной Radeon HD 6620G (правда, только в паре с четырехъядерным процессором).

Улучшилось и качество кодирования, вдвое увеличилась скорость видеокодирования. Кстати, аппаратный видеокодер может воспроизводить как минимум 16 видеопотоков, и все в высоком разрешении. Он также может воспроизводить контент сверхвысокого разрешения — 4096×2304.

Впрочем, хоть мы и написали, что в новейшие игры на этой графике вряд ли удастся поиграть, однако некоторые на ней все же запустятся — если, конечно, они не слишком требовательны к графическим ресурсам. Игровая производительность у Intel HD 4000 на 50% выше, чем у 3000. Среди игр, в которые можно на ней играть — Left 4 Dead 2, DiRT 3, Street Fighter 4 и другие. Если вы запускали на Intel HD 4000 игры — пишите в комментариях, что на ней идет, а что — нет. Позже мы сделаем апдейт.

Вот пока что краткая таблица (картинка увеличивается по клику):

Также играбельны:
Fifa 11 (2010)
Battlefield: Bad Company 2 (2010)
F.E.A.R. 2 (2009)
Counter-Strike Source (2004)

Настрой Intel в продвижении HD 4000 был решительным. Интегрированный графический процессор соседствовал на одном чипе с четырьмя ядрами Ivy Bridge каждого Core і5-3570К и Core-і7 3770 (K). По этой причине переход к 22-нм Ivy Bridge от 32-нм Sandy Bridge стал больше, чем просто «тиком» в известной «Тик-так»-стратегии производителя, и указал на то, что американские маркетологи действительно очень довольны тем, с чем они выходят на рынок.

Однако чтобы убедиться в существенном улучшении характеристик видеокарты Intel HD 4000, одной презентации недостаточно, поскольку интегрированные графические предложения производителя часто не соответствуют желаемому. Проверка встроенного ГПУ стала еще более актуальной после появления на рынке конкурирующего гибридного процессора AMD FM1, производительность которого значительно превзошла возможности HD 3000, установленного на большинстве чипов с архитектурой Sandy Bridge.

Intel (R) HD Graphics 4000: характеристики видеокарты

Итак, что же такого сделала компания-производитель, что поднялась такая шумиха по поводу HD 4000? Прежде всего была добавлена ​​поддержка DirectX 11. Это означает, что HD 4000 может воспользоваться всеми прекрасными функциями API, такими как тесселяция и рассеянное затенение высокой четкости. Не менее важным стало увеличение количества шейдерных ядер (или как называет их Intel, исполнительных блоков) на 30% - с 12 до 16.

Чтобы гарантировать полную загрузку дополнительных вычислительных возможностей, производитель увеличил количество текстурных конвейеров с одного до двух. По сравнению с ядрами HD 3000 конвейеры в основном не изменились, но увеличение их числа означает, что каждый из них разделяется 8, а не 12 ядрами, следовательно, увеличивается теоретическая пропускная способность.

Интересно отметить, что в результате добавления одного конвейера компания Intel вынуждена была выделить часть кэша L3 специально для графического процессора, так как нет смысла удваивать количество блоков обработки текстуры и оставлять неизменной пропускную способность. Доступны 256 КБ, хотя для ГПУ, конечно же, потребуется также и часть системного ОЗУ DDR3.

Характеристики Intel HD Graphics 4000: память

Поскольку у ГПУ нет выделенного оперативного запоминающего устройства, процессор должен работать вместе с основной памятью и ее тактовой частотой. Обычно ОЗУ работают на частоте 1333 МГц, нередко встречается и немного более высокая скорость - 1600 МГц.

Интегрированный графический процессор теперь имеет больший кэш, используемый совместно с L3 ЦПУ, от которого зависит, какой будет выделен видеокарте. Двухъядерные и четырехъядерные чипы Ivy Bridge имеют 3-4 МБ и 6-8 МБ кэша 3-го уровня соответственно, что обуславливает теоретическое влияние объема памяти на характеристики Intel HD Graphics 4000.

Энергоэффективность

Помимо архитектурных изменений, характеристики Intel HD 4000 обусловлены переходом на новый 22-нм процесс, что, по мнению компании, позволило обеспечить тот же уровень производительности при вдвое меньшем потреблении энергии. В режиме холостого хода ГПУ расходует 54,3 Вт энергии, а под нагрузкой - 113 Вт (в составе процессора і7-3770К).

При этом не обошлось без побочных эффектов. По отзывам пользователей, чипы на базе Ivy Bridge обладают высокой тепловой плотностью. Это означает, что они могут нагреваться сильнее своих технически более слабых предшественников.

Тестовая конфигурация

Пользователи проверили характеристики Intel HD 4000 Graphics в составе i5-2570K и сравнили результаты с параметрами ГПУ, который он заменяет - HD 3000, интегрированного в i5-2500k, а также с чипсетом AMD A8-3870K, который обеспечивает жесткую конкуренцию в нижнем сегменте рынка благодаря встроенному графическому процессору Radeon HD 6550D и дискретной видеокарте Сравнивать не так просто, поскольку HD 650 может похвастаться 512 МБ встроенной памяти и современной архитектурой семейства ГПУ Northern Islands.

Выбор подходящих процедур проверки синтетической продуктивности работы графики является непростой задачей. Индекс производительности Windows 7 и оценки CineBench R10/11 не так точны, как хотелось бы, а тесты 3DMark, как правило, более оптимизированы и отдают предпочтение Intel.

По отзывам пользователей, хорошим вариантом является тест DirectX11 Unigen Heaven 2.1.

Синтетическая производительность

Unigen Heaven является одним из самых сложных тестов на выносливость для HD 4000. Поэтому неудивительно, что интегрированный графический процессор Intel с трудом справляется даже с низкими настройками. Разрешение 1280 х 1024 пикселей и обычные параметры тесселяции позволяют получить среднюю частоту кадров 13 к/с. Тем не менее HD 4000 почти в 2 раза быстрее, чем некоторые низкопроизводительные специализированные графические процессоры, такие как Radeon HD 7450 и GeForce 610M, каждый из которых в тех же тестах и с теми же настройками достигает фреймрейта на уровне всего 7 к/с. Видеокарта GeForce 630M лидирует с 14 к/c.

Left 4 Dead 2

По отзывам пользователей, процессор i5-3570K последовательно демонстрирует минимальные 26 к/с в игре Left 4 Dead 2 при разрешении 720р. Этот результат превосходит AMD Radeon HD 6550D, интегрированный в A8-3870K, который показывает производительность, равную 31 к/с, что намного выше 25 к/с, которые принято считать пороговым значением. Та же история повторяется при повышении разрешения до 1920 x 1080 пикселей - предложение от AMD снова выходит победителем. Но не все так плохо: HD 4000, интегрированный в i5-3570K, намного опережает старый HD 3000 в составе i5-2500k. Это подтверждает заявления производителя о том, что графическая часть архитектуры Ivy Bridge «больше, чем тик».

Dirt 3

Пользователи отмечают, что впечатляющие характеристики видеокарты Intel HD Graphics 4000 подтверждаются и игрой Dirt 3, в которой ГПУ снова опережает HD 3000 на 40%. Такого огромного преимущества достаточно, чтобы взять верх над дискретной графической картой, участвовавшей в тестировании. Это стало еще одним гвоздем в гроб дискретных видеокарт базового уровня.

Опять же HD 4000 с отрывом уступает HD 6550D при разрешении 720р, но важно отметить более высокую расчетную тепловую мощность процессора AMD. Это не представляет серьезной проблемы для настольного ПК (хотя при тестировании чипа Intel вентилятор вращается с заметно меньшей скоростью, поэтому построенная на его основе система должна работать гораздо тише, чем на базе A8-3870K), но является серьезной заявкой на мобильные вычисления, где мощность и возможности охлаждения значительно ограничены.

Diablo III

Удивительно, но для графического процессора не все оказалось таким радужным при запуске Diablo III, поскольку характеристики Intel HD 4000, по отзывам владельцев, оказались недостаточными, чтобы справиться с игрой. Этого не наблюдалось при использовании бортовой графики A8-3870K либо дискретной HD 6450. Карты HD 4000 и HD6450 здесь поменялись местами - последняя превзошла первую, хотя ни одна из них не смогла продемонстрировать нормальную работу даже при разрешении 720р.

Возможно, этот результат объясняется тем, что Diablo III в то время являлась довольно новой игрой и компании Intel еще предстояло оптимизировать свой драйвер. Однако это не может служить оправданием довольно плохой производительности, тем более что драйвер AMD не имел серьезного падения производительности.

Известные проблемы

ГПУ Intel в прошлом славились плохой поддержкой драйверов. Пользователи жаловались на артефакты и другие сбои в широком диапазоне игр, которых обычно не наблюдалось в работе графических процессоров Nvidia и AMD.

Пользователи, тестировавшие характеристики Intel HD 4000, обнаружили, что компания-производитель начала медленно, но уверенно улучшать свои драйверы. Например, игра Alan Wake имела проблемы совместимости с HD 3000, но может правильно работать на HD 4000. Тем не менее несовместимость с рядом игр осталась нерешенной.

В Black Ops у пользователей возникают проблемы с прерывистыми зависаниями независимо от графических настроек. Проблема наблюдается даже на самых низких настройках. При этом фреймрейт падает до 22 к/с. В FIFA 12 имеет место необычно длительное время загрузки (при использовании 2-ядерного Core i5-3xxx). Игра Metro 2033 с определенными настройками зависает во время запуска (справедливо только для 2-ядерного Core i5-3xxx).

Угроза для бюджетных видеокарт

В целом пользователи впечатлены интегрированным графическим процессором ​​Intel HD 4000. Характеристики ГПУ улучшились по сравнению с HD 3000 в среднем на 30%. Эта разница возрастает до 40% в случае сопряжения встроенной графики с мощным 4-ядерным процессором Ivy Bridge, таким как i7-3610QM. Даже лучшие чипы AMD Llano не могут конкурировать с HD 4000. Intel имеет преимущество примерно на 15% по сравнению с предложениями Fusion Llano.

Еще более впечатляет то, что процессор превосходит Radeon HD 7450. Это говорит о том, что дискретные видеокарты базового уровня от AMD или Nvidia больше не являются выгодной альтернативой.

Случайные геймеры, которые могут смириться с низким разрешением, отключенным полноэкранным сглаживанием и приглушенными графическими эффектами, могут найти процессор HD 4000 отличным вариантом.

Компания-производитель проделала отличную работу, по крайней мере с точки зрения интегрированной графики. Характеристики Intel (R) HD Graphics 4000 не составляли угрозы дискретным видеокартам среднего и высокого класса, но базовые модели Nvidia и AMD получили серьезного конкурента. Поскольку встроенные графические процессоры использовались в подавляющем большинстве ноутбуков, данный продукт грозил отнять у конкурентов большую часть рынка. Этим планам могло помешать продвижение AMD Trinity c новым ядром ​​Fusion.

Перспектива для мобильных применений

Пользователей впечатлили не столько характеристики Intel HD 4000, сколько открывшиеся перспективы применения процессора.

Вместе с тем желающие создать медиакомпьютер или небольшой дешевый ПК, которым была важна производительность графики, отдавали предпочтение более дешевому чипу FM1, который превосходил по производительности HD 4000 i5-3570K во всех тестах. Сравняться по стоимости не позволяло даже снижение класса видеокарты, поскольку ГПУ поставлялся только с і5-3570К и і7-3770К, а все остальные чипсеты линейки оборудовались урезанными ядрами HD 2500.

Возможно, это немного несправедливое сравнение - компания Intel запустила HD 4000 в микросхемах для настольных ПК, но настоящее место ГПУ в мобильных процессорах. Здесь устройство могло бы оказаться на высоте благодаря хорошей производительности и низкому энергопотреблению. Этого нельзя сказать о A8-3870K, так как его высокий нагрев означает, что он может работать исключительно в настольных системах.

Очередная уступка

Видеопроцессор HD 4000, возможно, получил бы более высокую оценку, если бы производитель уделял больше внимания своему продукту. Тем временем AMD еще некоторое время мог наслаждаться статусом самой высокопроизводительной интегрированной графической карты.

На сегодняшний день модель 4400 является одним из лучших графических ускорителей для создания мультимедийной станции начального уровня или офисного персонального компьютера. Принадлежит данная модель к линейке Intel HD Graphics. Отзывы об этом продукте, его спецификации и возможности будут довольно детально рассмотрены.

Intel HD Graphics 4000: причины появления

Intel HD Graphics 4000 был выпущен для снижения стоимости ПК начального уровня. В отзывах о данном устройстве пользователи отмечают крайне низкий уровень производительности. Это интегрированное решение, которое предназначается для реализации более простых задач. В данный список входит воспроизведение видео, офисные приложения и наиболее простые игрушки. В данном случае снижение стоимости достигается за счет того, что отсутствует необходимость в приобретении дискретной видеокарты начального уровня. Если сравнивать данный ускоритель с более ранними интегрированными графическими решениями, то перенос на полупроводниковый кристалл центрального процессорного устройства благоприятно сказывается на уровне быстродействия. При этом компоновка системной платы существенно упрощается. Это существенно уменьшает ее стоимость.

Intel HD Graphics 4000: сегмент рынка, на который ориентирован данный ускоритель

Intel HD Graphics 4000 ориентирован на решение наиболее простых задач. Пользователи в своих отзывах подтверждают эту информацию. Данный ускоритель прекрасно справляется с офисными приложениями типа Excel иWord. Адаптер также позволяет выводить изображение на телевизор или монитор в качестве HD. Также на нем пойдут самые простые компьютерные игры. К этому списку также можно отнести устаревшие приложения данного плана. Так, например, HeroesIII в любой версии точно будет работать. Для более требовательных компьютерных игр нужно будет покупать дискретный графический адаптер.

Intel HD Graphics 4000: процессоры с таким ускорителем

Видеокарта Intel HD Graphics 4000 входила в состав ЦПУ Corei3 четвертого поколения. Данные чипы принадлежали к средней ценовой категории. Они включали в себя два ядра, а данные могли обрабатывать в четырех программных потоках.

Intel HD Graphics 4000: режим работы

Intel HD Graphics 4000 поддерживает внушительный список режимов вывода изображения. В своих отзывах владельцы устройства указывают на то, что в данном списке присутствуют все существующие на сегодняшний день разрешения мониторов. Ускоритель может работать в режимах с меньшим разрешением, но при этом частота все равно будет ограничена значением в 60 Гц. Для комфортной работы этого будет вполне достаточно.

Intel HD Graphics 4000: технические спецификации

Для модели Intel HD Graphics 4000 тактовые частоты ограничены значениями 350 МГц и 1,1 ГГц. По отзывам пользователей можно сделать вывод, что устройство отличается низким уровнем энергопотребления. Видеочип в зависимости от нагрузки может динамически менять свою тактовую частоту. Данный показатель также оказывает влияние на степень нагрева полупроводникового кристалла. Чем выше температура, тем ниже частота, а значит, тем меньше быстродействие графической системы. В данном случае сам кристалл изготавливается по нормам 22 нм технологического процесса. Максимальное число подключаемых мониторов в данном случае равняется трем.

Intel HD Graphics 4000: память

Все видеокарты серии Intel HD Graphics заточены под оперативную память, которая соответствует спецификациям стандарта DDR3. Владельцы устройства в своих отзывах указывают на то, что для нужд ускорителя выделяется часть установленной в компьютерной системе оперативной памяти. Для героя данного обзора максимальный объем оперативной памяти составляет 2 Гб. Необходимо отдельно отметить, что частоты модулей обычной ОЗУ ниже, чем те, которые используются в дискретных видеокартах. В результате любой ускоритель по производительности будет проигрывать внешнему. Это без учета частотных формул самого чипа и некоторых архитектурных особенностей.

Intel HD Graphics 4000: драйвера

Невозможно будет раскрыть полный потенциал любого ускорителя IntelHDGraphics без специально установленных драйверов. Отзывы пользователей о видеокарте указывают на то, что без установки драйверов она превращается в стандартную карту VGA с разрешением 1024×768 в лучшем случае. В случае установки операционной системы обязательно нужно будет установить специальные драйвера видеоускорителя в панели управления. В этом случае картинка будет выводиться на экран монитора с разрешением до 4096×2304.

Intel HD Graphics 4000: увеличение производительности и разгон

У данной модели видеокарты присутствует возможность разгона. Однако данная манипуляция в лучшем случае позволить добиться дополнительных 5% производительности. Компьютер при этом все равно будет относиться к решениям начального уровня. В такой ситуации требования к комплектации персонального компьютера существенно возрастают. В данном случае потребуется блок питания с запасом мощности, улучшенная система охлаждения кристалла и продвинутая материнская плата.

Intel HD Graphics 4000: конкурирующие решения

Intel HD Graphics 4000 был признан наиболее производительным графическим ускорителем предыдущего поколения. Данный ускоритель входил в состав чипов на основе архитектуры Core третьего поколения. Он обладал улучшенной частотной формулой. Данное графическое решение могло функционировать в диапазоне частот 650 МГц-1,15 ГГц. Частотным диапазоном Intel HD Graphics 4400 в свою очередь является – 350МГц – 1,1 ГГц. В своих отзывах пользователи подчеркивают более высокий уровень производительности последнего решения. В этом случае ответ заключается в большом количестве исполнительных блоков. Ускоритель Intel HD Graphics 4600 обеспечивал чуть больший уровень быстродействия. Данные видеокарты имеют идентичную частотную формулу, однако большее количество блоков обработки информации обеспечивает большую производительность.

Intel HD Graphics 4000: отзывы

Герой нашего сегодняшнего обзора имеет уровень быстродействия ниже, чем у того же Intel HD Graphics 4600. В свою очередь отзывы владельцев указывают на то, что в плане производительности разница между интегрированными решениями не столь ощутима. Для задач, на решение которых ориентировано данное решение, уровня быстродействия вполне достаточно. Если необходимо запустить более требовательные приложения, то вам не обойтись без использования полноценной дискретной видеокарты.

Заключение

Модель Intel HD Graphics 4000 можно по праву назвать одним из самых лучших интегрированных графических ускорителей. В отзывах пользователей можно найти мнение о том, что данная модель имеет высокий уровень энергоэффективности и неплохое быстродействие при решении простых задач. А вот для чего-то большего возможностей данного продукта будет не достаточно. Для этого он не предназначен. Сегодня уже появились чипы шестого поколения на основе архитектуры Coreс более быстрыми интегрированными видеоускорителями. Однако даже их возможностей будет маловато. Для нормального запуска Photoshop и компьютерных игр вам придется докупать внешний ускоритель. В остальных случаях разница между интегрированными продуктами не столь ощутима.

Ещё несколько лет тому назад разговор о производительности встроенных графических ядер не имел практически никакого смысла. Полагаться на такие решения можно было лишь в тех случаях, когда работа с трёхмерной графикой не входила в число возможных применений компьютера, потому что встроенные графические ядра по сравнению с дискретными видеоакселераторами обладали минималистичной функциональностью в 3D-режимах. Однако к сегодняшнему дню эта ситуация в корне изменилась. Начиная с 2007 года зачинщик основной массы изменений на компьютерном рынке, компания Intel считает наращивание возможностей и производительности собственной интегрированной графики одной из важнейших задач. И её успехи впечатляют: встроенные графические ядра не только более чем на порядок увеличили своё быстродействие, но и стали неотъемлемой составной частью современных процессоров. Причём на достигнутом компания явно останавливаться не собирается и вынашивает амбициозные планы по увеличению скорости встраиваемой графики ещё на порядок к 2015 году.

Внезапно появившийся у разработчиков процессоров интерес к совершенствованию графических ядер стал отражением желания пользователей иметь в своём распоряжении достаточно компактные, но при этом вполне производительные вычислительные системы. Казалось бы, совсем недавно термин «мобильный компьютер» ассоциировался с системой, которую можно просто перенести с места на место одной рукой, а вопрос её размеров и веса волновал мало кого. Сегодня же, даже глядя на достаточно небольшие двухкилограммовые ноутбуки, многие потребители недовольно морщат нос. Тренд повернулся в сторону планшетных компьютеров и ультракомпактных решений, которые Intel величает ультрабуками. И именно такое стремление к легкости и миниатюрности стало основной движущей силой в интеграции графики в центральные процессоры и в увеличении её производительности. Один чип, полноценно заменяющий собой и CPU, и GPU и имеющий при этом невысокое тепловыделение — это именно тот базис, который необходим для создания прельщающих современных пользователей мобильных решений. Поэтому мы и наблюдаем бурное развитие гибридных процессоров, с существованием которых мириться приходится и приверженцам настольных систем. Последние, надо сказать, от такого прогресса тоже получают определённые дивиденды.

Процессоры Ivy Bridge — это уже второй вариант интеловской микроархитектуры, характеризующейся гибридным дизайном, объединяющим в одном полупроводниковом кристалле вычислительные ядра с графическим. По сравнению с предыдущей версией микроархитектуры, Sandy Bridge, изменения произошли кардинальные, причём касаются они в первую очередь именно графического ядра. Intel даже пришлось давать специальные разъяснения по поводу нарушения принципа «тик-так»: Ivy Bridge должен был стать результатом переноса предыдущего дизайна на новый, 22-нм технологический процесс, но, по факту, с точки зрения графических возможностей произошёл очень существенный шаг вперёд. Именно поэтому рассмотрение нового видеоядра, входящего в Ivy Bridge, мы сделали в виде отдельного материала — количество всевозможных нововведений чрезвычайно велико, да и улучшение 3D-производительности носит совсем нешуточный характер.

Отличное представление о том, насколько существенны произошедшие изменения, можно получить, просто сопоставляя полупроводниковые кристаллы Ivy Bridge и Sandy Bridge.

Sandy Bridge — площадь 216 кв.мм; Ivy Bridge — площадь 160 кв.мм

Оба они выполнены по различным технологическим процессам и имеют различную площадь. Но, обратите внимание, в то время как в дизайне Sandy Bridge на долю графического ядра было отведено примерно 19 процентов площади кристалла, в Ivy Bridge эта доля возросла до 28 процентов. А это значит, что сложность входящей в состав процессора графики увеличилась более чем вдвое: со 189 до 392 млн транзисторов. Совершенно очевидно, что такой заметный рост транзисторного бюджета впустую уйти не мог.

Необходимо подчеркнуть, что политика Intel в отношении объединения вычислительных и графического ядер и наращивания мощности последнего несколько расходится с концепцией APU, предложенной компанией AMD. Интеловский конкурент рассматривает внутрипроцессорное графическое ядро в качестве дополнения к вычислительным, рассчитывая, что гибкие программируемые шейдерные процессоры смогут стать подспорьем в деле увеличения общей производительности решения. Intel же возможность широкого использования графики для вычислений в расчет не берет: с традиционно процессорным быстродействием у Ivу Bridge всё в порядке и так. При этом первоочередная роль графического ядра — совершенно традиционная, а борьба разработчиков за приумножение его мощности обусловлена желанием максимально снизить число случаев, когда дискретная видеокарта выступает необходимым системным компонентом, особенно в мобильных компьютерах.

Впрочем, что подход AMD, что Intel — результат оказывается один и тот же. Рыночная доля дискретной графики неуклонно сокращается, уступая место интегрированной графике новых поколений, которая к настоящему времени приобрела поддержку DirectX 11 и получила производительность выше, чем у целого ряда бюджетных видеокарт. В данном материале мы посмотрим на реализованные в Ivy Bridge графические акселераторы Intel HD Graphics 4000 и Intel HD Graphics 2500 и попробуем оценить, использование каких дискретные видеокарт потеряло свой смысл с появлением интеловской графики нового поколения.

⇡ Графическая архитектура Intel HD Graphics 4000/2500: что нового

Увеличение производительности интегрированных графических ядер — далеко не такая простая задача. И то, что Intel смогла поднять её за несколько лет более чем на порядок — на самом деле результат серьёзной инженерной работы. Основная проблема здесь заключается в том, что интегрированные графические акселераторы не могут воспользоваться выделенной высокоскоростной видеопамятью, а делят с вычислительными ядрами обычную системную память с достаточно низкой по меркам современных 3D-приложений пропускной способностью. Поэтому оптимизация работы с памятью — это самый первый шаг, который необходимо сделать при проектировании быстродействующей встраиваемой графики.

И этот важный шаг компания Intel осуществила в прошлом варианте микроархитектуры — Sandy Bridge. Внедрение кольцевой внутрипроцессорной шины, связывающей воедино все компоненты CPU (вычислительные ядра, кеш третьего уровня, графику, системный агент с контроллером памяти), открыло для встроенного видеоядра короткий и прогрессивный маршрут для обращений в память — через быстродействующий кеш третьего уровня. Иными словами, интегрированное графическое ядро наряду с вычислительными процессорными ядрами стало равноправным пользователем L3-кеша и контроллера памяти, что существенно уменьшило простои, обусловленные ожиданием графических данных для обработки. Кольцевая шина оказалась до того удачной находкой прошлого дизайна, что в новую микроархитектуру Ivy Bridge она перекочевала без каких бы то ни было изменений.

Что же касается внутреннего строения графического ядра Ivy Bridge, то в целом его можно считать дальнейшим развитием идей, заложенных в акселераторах HD Graphics предыдущих поколений. Архитектура актуального интеловского графического ядра уходит своими корнями к представленным в 2010 году процессорам Clarkdale и Arrandale, но каждая новая её реинкарнация представляет собой не простое копирование предыдущего дизайна, а его совершенствование.

Архитектура графического ядра HD Graphics поколения Ivy Bridge

Так, при переходе от микроархитектуры Sandy Bridge к Ivy Bridge рост производительности графики достигается в первую очередь за счёт увеличения количества исполнительных устройств, тем более что внутреннее строение HD Graphics изначально подразумевало техническую возможность их простейшего добавления. В то время как в старшем варианте графики из Sandy Bridge, HD Graphics 3000, было реализовано 12 устройств, наиболее производительная модификация встраиваемого в Ivy Bridge видеоядра, HD Graphics 4000, получила 16 исполнительных устройств. Однако только лишь этим дело не ограничилось, сами устройства тоже были улучшены. В них добавился второй текстурный сэмплер, а пропускная способность возросла до трёх инструкций за такт.

Увеличение скорости обработки данных графическим ядром потребовало от разработчиков вновь задуматься и об их своевременной доставке. Поэтому в графическом ядре Ivy Bridge появилась и своя собственная кеш-память. Объём её не разглашается, однако, судя по всему, речь идёт о небольшом, но высокоскоростном внутреннем буфере.

Хотя нововведения в микроархитектуре графического ядра и кажутся на первый взгляд не слишком значительными, в сумме они выливаются в хорошо заметный невооружённым глазом прирост 3D-производительности, оцениваемый самой компанией Intel как двукратный. Кстати, примерно такой же прирост должно будет предложить и следующее поколение акселераторов HD Graphics, которые будут встраиваться в процессоры семейства Haswell. В них количество исполнительных устройств вырастет до 20, а в борьбу за уменьшение латентностей при работе графического ядра с памятью включится кеш четвёртого уровня.

Что же касается графики Ivy Bridge, то наращивание её быстродействия было далеко не единственной целью инженеров. Параллельно с ним в соответствие современным требованиям приведены и формальные спецификации нового графического ядра. Это означает, что в HD Graphics 4000 наконец появилась полная поддержка Shader Model 5.0 и аппаратной тесселяции. То есть теперь интеловская графика полностью совместима «в железе» с программными интерфейсами DirectX 11 и OpenGL 3.1. Ну и конечно, не станет проблемой работа HD Graphics 4000 в грядущей операционной системе Windows 8 — необходимые драйверы уже доступны на сайте Intel.

Также Intel добавила в новое графическое ядро и возможность выполнения его средствами вычислительной работы, для этого в новом поколении HD Graphics появилась поддержка DirectCompute 5.0 и OpenCL. В процессорах Sandy Bridge эти программные интерфейсы также поддерживались, но на уровне драйвера, который переадресовывал соответствующую нагрузку на вычислительные ядра. С выходом Ivy Bridge полноценные вычисления на GPU стали доступными и в системах с интеловской графикой.

В свете современных реалий инженеры Intel уделили внимание и поддержке становящихся всё более популярными многомониторных конфигураций. Графическое ядро HD Graphics 4000 стало первым интеловским интегрированным решением, способным работать с тремя независимыми дисплеями. Но имейте в виду, для реализации этой функции потребовалось увеличение ширины шины FDI, по которой изображение передаётся из процессора в набор системной логики. Так что поддержка трёх мониторов возможна только с новыми материнками, использующими чипсеты седьмой серии.

Кроме того, существуют некоторые ограничения в разрешениях и способах подключения мониторов. В настольной платформе, базирующейся на процессорах семейства Ivy Bridge, теоретически можно получить три выхода: первый — универсальный (HDMI, DVI, VGA или DisplayPort) с максимальным разрешением 1920x1200, второй — DisplayPort, HDMI или DVI с разрешением до 1920x1200 и третий — DisplayPort с поддержкой высоких разрешений вплоть до 2560x1600. То есть популярный вариант с подключением WQXGA-мониторов через Dual-Link DVI с Intel HD Graphics 4000 реализовать всё ещё невозможно. Зато версия протокола HDMI доведена до 1.4а, а протокола DisplayPort — до 1.1а, что в первом случае означает поддержку 3D, а во втором — способность интерфейса к передаче аудиопотока.

Инновации затронули и другие составные части графического ядра процессоров Ivy Bridge, в том числе и их мультимедийные возможности. Качественное аппаратное декодирование форматов AVC/H.264, VC-1 и MPEG-2 было успешно реализовано ещё в прошлом поколении HD Graphics, но в графике Ivy Bridge алгоритмы AVC-декодирования были скорректированы. За счёт нового дизайна модуля, отвечающего за контекстно-адаптивное кодирование, выросла производительность аппаратного декодера, что вылилось в теоретическую возможность одновременного воспроизведения нескольких потоков с высоким разрешением, вплоть до 4096x4096.

Немалый прогресс затронул и технологию Quick Sync, предназначенную для быстрого аппаратного кодирования видео в формат AVC/H.264. Введённая в строй в Sandy Bridge, она была признана колоссальным прорывом ещё полтора года назад. Благодаря ей процессоры Intel выдвинулись на первые места в скорости транскодирования видео высокого разрешения, для выполнения которого теперь отводится отдельный аппаратный блок, являющийся частью графического ядра. В рамках HD Graphics 4000 технология Quick Sync стала ещё лучше и получила усовершенствованный медиасэмплер. В результате обновлённый движок Quick Sync обеспечивает по сравнению с его прошлой Sandy Bridge-версией примерно двукратное преимущество в скорости перекодирования в формат H.264. При этом в рамках технологии улучшилось и качество выдаваемого кодеком видео, а также стали поддерживаться сверхвысокие разрешения видеоконтента, вплоть до 4096х4096.

Впрочем, у Quick Sync остаются и слабые стороны. На данный момент эта технология задействуется лишь в коммерческих приложениях для транскодирования видео. Популярных свободно распространяемых утилит, работающих с этой технологией, на горизонте не видно. Ещё один недостаток технологии — это её тесная совмещённость с графическим ядром. Если в системе используется внешняя графическая карта, отключающая в общем случае интегрированную графику, использовать Quick Sync невозможно. Правда, решение этой проблемы может предложить сторонняя компания LucidLogix, разработавшая технологию графической виртуализации Virtu.

И тем не менее Quick Sync остаётся уникальной технологией для рынка. Реализованный в её рамках узкоспециализированный аппаратный кодек оказывается существенно лучше по всем показателям, чем кодирование с использованием мощностей шейдерных процессоров современных видеокарт. Реализацию же аналогичного утилитарного аппаратного решения для кодирования вслед за Intel смогла осилить лишь NVIDIA. И то специализированное средство этой компании, NVEnc, появилось лишь совсем недавно — в ускорителях поколения Kepler.

⇡ Intel HD Graphics 4000 против Intel HD Graphics 2500: в чём же разница?

Как и раньше, Intel интегрирует в Ivy Bridge два варианта графического ядра. На этот раз это HD Graphics 4000 и HD Graphics 2500. Старшая и высокопроизводительная модификация, про которую в первую очередь шла речь в предыдущем разделе, впитала в себя все заложенные в микроархитектуре улучшения. Младшая же версия графики направлена не на установление новых стандартов быстродействия для интегрированных решений, а на простое обеспечение для современных процессоров минимально необходимого уровня графической функциональности.

Разница между HD Graphics 4000 и HD Graphics 2500 кардинальная. Быстрая версия видеоядра обладает шестнадцатью исполнительными устройствами, в младшей же их количество урезано до шести. В результате, в то время как HD Graphics 4000 обеспечивает примерно двукратное превосходство в теоретической 3D-производительности над видеоакселератором прошлого поколения HD Graphics 3000, преимущество HD Graphics 2500 перед HD Graphics 2000 прогнозируется на уровне 10-20 процентов. То же самое касается и скорости работы Quick Sync — двукратный рост скорости по сравнению с предшественниками обещан лишь только применительно к старшим версиям видеоядра.

«Полноценное» ядро HD Graphics 4000 при этом можно встретить далеко не во всех представителях поколения Ivy Bridge, а главным образом лишь в мобильных, где интегрированная в CPU графика наиболее востребована. В десктопных же моделях HD Graphics 4000 присутствует либо в процессорах серии Core i7, либо в оверклокерских Core i5 (с суффиксом K в модельном номере) с единственным исключением из этого правила — процессором Core i5-3475S. Во всех же остальных случаях пользователям настольных систем приходится либо иметь дело с HD Graphics 2500, либо прибегать к услугам внешних графических ускорителей.

К счастью, увеличение разрыва между старшими и младшими модификациями интеловской графики произошло исключительно в производительности. Функциональность HD Graphics 2500 нисколько не пострадала. Так же как и в HD Graphics 4000, в младшей версии есть поддержка DirectX 11 и трёхмониторных конфигураций.

Следует отметить, что, как и ранее, в разных процессорах Core третьего поколения графическое ядро может функционировать на различных частотах. Например, производительность встроенной графики заботит Intel больше, когда речь идёт о мобильных решениях, и это отражается на частотах. В целом мобильные процессоры Ivy Bridge имеют ядро HD Graphics 4000, работающее на слегка более высокой частоте, чем в случае их десктопных модификаций. Кроме того, разница в частоте встроенной графики может быть обусловлена и ограничениями в тепловыделении разных моделей CPU.

К тому же частота работы графики — величина переменная. В процессорах Ivy Bridge реализована специальная технология Intel HD Graphics Dynamic Frequency, которая интерактивно управляет частотой видеоядра в зависимости от нагрузки на вычислительные ядра процессора и их текущего энергопотребления и тепловыделения.

Поэтому в числе характеристик конкретных реализаций HD Graphics указывается две частоты: минимальная и максимальная. Первая характерна для состояния простоя, вторая же — это целевая частота, до которой графическое ядро стремится разогнаться, если это позволяет текущее энергопотребление и тепловыделение, под нагрузкой.

Intel HD 4000 – встроенная графика, устанавливаемая в процессоры Intel Core i3, Core i5 а также Core i7 поколения Ivy Bridge, появившегося в 2011 году. Видеоядро уже довольно старое и не может похвастаться приличными характеристиками и производительностью.

Технические характеристики видеокарты

Характеристики HD 4000 достаточно скромны даже на момент выхода графического чипа, на данный момент они выглядят по настоящему смехотворными.

Устройство может предоставить 16 унифицированных процессоров. Наибольшая тактовая частота работы графического чипа может достигать величины в 1350MHz. Реальная частота зависит от множества факторов, среди которых можно выделить модель процессора, в который будет интегрирован чип, а также тип устройства. Ноутбуки и другие непроизводительные девайсы почти всегда урезаются по частоте работы CPU и видеоядра.

Объём памяти, доступной для нужд видеоадаптера, будет зависеть от двух факторов: настроек BIOS и количества оперативной памяти, установленной на компьютер. Если вы всерьёз собираетесь использовать именно данный графический чип, стоит раскошелиться на хорошие планки ОЗУ, обладающие повышенной частотой.

Разрядность шины памяти достигает величины в 128 бит (в двухканальном режиме работы ОЗУ, одноканальный режим позволит получить лишь 64 бита).

Intel HD 4000 имеет поддержку DirectX 11.1, OpenGL 4.1 и Quick Sync. Ни о каких DirectX 12, OpenGL 4.5, OpenCL и Vulcan с данной видеокартой можно даже не мечтать, она их не поддерживает.

Для каких задач подойдёт Intel HD 4000?

В первую очередь - офисная работа в нетребовательных приложениях или обеспечение работы браузера. В таких задачах справится практически любая более-менее актуальная видеокарта, и Intel HD 4000 не стал в этом исключением.

Для просмотра фильмов подойдёт, но для высоких разрешений её уже лучше не использовать. Она отлично воспроизведёт фильмы и другое видео в разрешении HD или FullHD, но с набирающим популярность UltraHD (4K) она не справится, попросту не хватит производительности. Если у вас нет монитора или телевизора с поддержкой UltraHD, тогда Intel HD 4000 вполне хватит для просмотра фильмов. Владельцам современных 4K-панелей лучше присмотреться к видеокарте, обладающей лучшей производительностью, чем HD 4000.

С играми у HD 4000 всё ещё хуже. Даже на момент выхода (в 2011 году) видеокарта не могла запускать абсолютно все актуальные игры с достаточной производительностью.

С играми 2010 года или более ранними Intel HD 4000 справится очень неплохо, хотя не идеально. Некоторые проекты принципиально отказываются нормально запускаться на старых интегрированных видеокартах, из-за чего могут возникать довольно странные проблемы.

Для работы в специфическом (видеоредакторы, 3D-моделирование, рендер) софте Intel HD 4000 практически не подходит. Видеоядро имеет поддержку лишь технологии Intel Quick Sync, которую нельзя назвать особо распространённой. Более распространённый OpenCL на данном графическом чипе не поддерживается. Даже если нужное приложение позволяет использовать возможности Quick Sync, Intel HD 4000 не обладает достаточной производительностью для работы в таком ПО.

Драйвера

Установить драйвер на Windows достаточно просто, для этого потребуется его скачать и запустить установочный пакет, большего от вас не потребуется. Обновление можно произвести двумя способами. Первый - воспользоваться настройками Intel или автоматическим обновлением программ. Второй - вручную скачать новую версию драйвера и выполнить его переустановку.

В операционных системах семейства Linux всё достаточно печально. Проприетарный драйвер (разработанный компанией Intel) доступен лишь на более новых моделях видеокарт Intel HD, данный видеоадаптер поддержку не получил. Поэтому под Linux остаётся пользоваться лишь свободным драйвером, который практически во всех аспектах уступает драйверу на Windows. Обновляется проприетарный драйвер автоматически вместе с операционной системой, но если вы хотите установить версию, недоступную на вашем дистрибутиве, потребуется обновить ядро и библиотеки Mesa 3D.

Сравнение с дискретными видеокартами

Если проводить сравнение с , то Intel HD 4000 сможет составить конкуренцию лишь самым слабым видеоадаптерам, таким как или GT 620. Более мощные графические адаптеры уже мощнее, чем HD 4000.

В целом Intel HD 4000 может предоставить лишь самый базовый функционал видеокарты и служить вместо самой слабой «затычки».