APU против GPU: сравнительный обзор
Давненько мы не посещали сектор бюджетных графических процессоров. Внимание тестовых лабораторий приковано к мощным высокопроизводительным GPU, ведь именно в них наиболее ярко проявляется движение прогресса. Изредка в поле зрения попадает видеокарта средней ценовой категории, ну, а все, что ниже, — для энтузиастов попросту мышиная возня. Однако нужно спуститься с небес на землю. Младшие GPU продаются так, как и не снилось флагманам, ведь не все геймеры стремятся играть с бескомпромиссными настройками графики и готовы тратить немаленькие суммы на соответствующее железо. Это во-первых. Во-вторых, в бюджетном секторе сейчас происходят не столь яркие, как на самом верху, но по сути столь же значительные преобразования.
Ряд технологий, которые некогда дебютировали в дорогостоящих продуктах, продержались на рынке достаточно долго, чтобы у обоих основных производителей GPU сформировались модельные линейки, унифицированные по функциям и дифференцированные лишь по производительности. Везде поддерживается DirectX 11 с эффектами, соответствующими по меньшей мере feature level 11_0, из которых наиболее заметный — аппаратная тесселяция. Присутствует аппаратное декодирование видео стандарта H.264 и — за редкими исключениями — порт HDMI 1.2a, обеспечивающий совместимость с 4К-дисплеями и стереоскопическим 3D.
Переход AMD и NVIDIA на технологическую норму 28 нм также позволил бюджетным GPU сделать большой шаг вперед в тактовых частотах и производительности, оставаясь в рамках скромного энергетического бюджета. Не менее важный эффект оказало распространение памяти GDDR5: GDDR3 осталась признаком уж откровенно дешевых видеоадаптеров. Как результат, недорогие GPU демонстрируют в бенчмарках уровень производительности, которого трудно ожидать от невзрачных на вид видеокарточек, зачастую даже без дополнительного питания. В серии групповых тестов, которые мы периодически проводим в известных играх, бюджетные GPU раз за разом пробиваются в диаграммы наряду с более крупными чипами, преодолевая порог в 30 FPS при разрешении 1920×1080, пусть и с минимальными настройками графики.
Разумеется, присутствуют встречные усилия и со стороны производителей игр. Даже проекты класса ААА, которые на максимальных настройках создают существенные трудности для топовых GPU (Crysis 3, Battlefield 4, Metro: Last Light и пр.), хорошо масштабируются с тем, чтобы соответствовать возможностям бюджетного железа, сохраняя при этом большую долю визуальной привлекательности. Другая категория игр изначально лишена тяжелой графической оболочки, что не мешает им пользоваться бешеной популярностью, недоступной хитам одного сезона, которые обычно используются в качестве бенчмарков GPU. Это MMO-игры: классические RPG во главе с непреходящим лидером — World of Warcraft, равно как и всенародно любимые «Танки» с их последователями. Все эти проекты мало выигрывают от железа среднего уровня производительности, а на консервативных настройках вполне сносно работают не то что на бюджетных, а на ультрабюджетных GPU.
Наконец, наиболее важный тренд, побудивший нас обратиться к теме графики начального уровня, — это подъем APU (Accelerated Processing Unit) — процессоров с интегрированным графическим ядром, в терминологии AMD. Чисто технически любой CPU с встроенной графикой квалифицируется как APU, и само по себе это не новое явление. Текущая ситуация интересна тем, что интегрированные графические процессоры в составе APU по вычислительной мощи уже не только превосходят самые слабые из дискретных GPU, выпускаемых сегодня, но и вполне подпадают под определение «игровая графика».
Собственно, только чипы AMD среди десктопных процессоров в полной мере достойны введенного ею термина APU, поскольку относительно мощное ядро Iris Pro с внешним кешем четвертого уровня остается прерогативой ноутбучных моделей Intel, а настольные довольствуются примитивным вариантом в лице Intel HD Graphics. В последней итерации — ядро Kaveri — APU сделали крупный шаг вперед, соединив обновленные ядра x86 и GPU на архитектуре GCN. В результате получился процессор с беспрецедентно большой долей графического компонента — 47% площади кристалла. В наиболее полной конфигурации встроенный GPU Kaveri превышает по числу вычислительных блоков отнюдь не самые дешевые модели дискретных видеоадаптеров AMD уровня Radeon R7 250. И это не предел, ведь в консоли PlayStation 4 и Xbox One поставляются APU с еще более мощной графикой.
Все это побуждает взглянуть на сегмент бюджетной графики непредвзято и определить место APU в этой картине. Ранее мы уже делали подробный обзор архитектуры и тесты производительности двух представителей линейки Kaveri: A10–7850K и A8–7600. Задача этого обзора — более широко раскрыть тему игровой производительности, сравнив APU с набором конкурентов из числа дискретных видеоадаптеров.
⇡#Участники тестирования
В тестировании производительности приняли участие следующие APU и GPU:
AMD A10–7700K AMD A10–7850K AMD Radeon R5 230 AMD Radeon R7 240 (GDDR 5) AMD Radeon R7 250 (GDDR 5) Intel Core i5–4460 (HD Graphics 4600 GT2) NVIDIA GeForce GT 630 NVIDIA GeForce GT 640 (GDDR 5). Модельный ряд Kaveri на текущий момент состоит из девяти APU, разделенных на категории A6, A8 и A10 в порядке возрастания производительности. Наряду с различной конфигурацией x86-ядер, APU различаются и в графической части. Младшие чипы, A6, комплектуются GPU Radeon R5 с 256 вычислительными ALU (потоковыми процессорами). A8 имеют 384 ALU, а A10 — 512. Единственным исключением является A10–7700K, который также включает 384 ALU.
Однако в продаже вы сейчас вряд ли сможете купить что-либо, кроме A10–7700K и A10–7850K, являющихся, соответственно, младшей и старшей моделью линейки AMD A10. Цены на Newegg.com составляют $160 и $190, а в московских интернет-магазинах нашелся только A10–7850K по цене 6 000 руб. Вот эта парочка и будет участвовать в тестировании, что для наших целей вполне удобно: оба чипа включают 4-ядерный CPU, но интегрированную графику различной конфигурации.
Для APU критически важным параметром является пропускная способность оперативной памяти. A10 поддерживает двухканальную DDR3 SDRAM с частотой вплоть до 2133 МГц, причем для нужд графического процессора можно выделить до 2048 Мбайт объема. Таким образом, по части памяти APU соответствуют бюджетным дискретным видеоадаптерам со 128-битной шиной и чипами GDDR3, с поправкой на то, что пропускную способность приходится делить с x86-ядрами. Не вполне официально A10 может работать и с модулями DDR3–2400, которые сама AMD выпускает под маркой Radeon R9 Memory. Именно с такой памятью мы будем тестировать APU, хотя отдельно проверим, много ли потеряет процессор, если использовать ширпотребную DDR3–1600.
Для сравнения с интегрированной графикой мы выбрали дискретные видеоадаптеры в ценовой категории до $90. Участвуют самые младшие из розничных моделей на GPU AMD и NVIDIA, за исключением GeForce GT 610, который уже попросту слишком слаб с его 48 ядрами CUDA. Все карты оснащены памятью типа GDDR5, за исключением Radeon R5 230 и GeForce GT 630, которые используют GDDR 3 (хотя последний существует в варианте с GDDR5).
A10–7700K A10–7850K AMDRadeon R5 230 AMDRadeon R7 240 AMDRadeon R7 250 NVIDIAGeForce GT 630 NVIDIAGeForce GT 640 Основные компоненты GPU — – Caicos Oland PRO Oland XT GK208 GK107 Число транзисторов — – 0,37 1,04 1,04 1,3 1,3 Техпроцесс, нм 28 28 40 28 28 28 28 Тактовая частота GPU, МГц: Base Clock / Boost Clock 720/– 720/– 625/– 730/780 1000/1050 875/– 950/– Потоковые процессоры / ядра CUDA 384 512 160 320 320 384 384 Текстурные блоки 24 32 8 20 20 16 32 ROPs 8 8 4 8 8 8 16 Видеопамять: тип, объем, Мбайт DDR3 SDRAM, до 2048 DDR3 SDRAM, до 2048 GDDR3 SDRAM, 1024 GDDR5 SDRAM, 1024 GDDR5 SDRAM, 1024 GDDR3 SDRAM, 2048 GDDR5 SDRAM, 1024 Тактовая частота памяти: реальная (эффективная), МГц до 1066 (2133) до 1066 (2133) 533 (1066) 1125 (4500) 1125 (4500) 900 (1800) 1250 (5000) Ширина шины памяти, бит 128 128 64 128 128 64 128 Интерфейс — – PCI-Express 2.0×16 PCI-Express 3.0×16 PCI-Express 3.0×16 PCI-Express 2.0×8 PCI-Express 3.0×16 TDP, Вт 95 95 19 30 75 25 НД Средняя розничная цена, руб. Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 5800 руб.(Найти все предложения) Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 6300 руб.(Найти все предложения) Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 18500 руб.(Найти все предложения) Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 17900 руб.(Найти все предложения) Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 10100 руб.(Найти все предложения) Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 26100 руб.(Найти все предложения) Средняя цена по данным Маркет.3DNews: 29700 руб.(Найти все предложения) Дискретные видеоадаптеры проходили тестирование на платформе Intel с процессором Core i5–4460. Выбор этого чипа не случаен, поскольку при рекомендованной цене $182 он наиболее близок к старшему Kaveri. Влияние платформы на производительность нам еще предстоит проверить. Интегрированный GPU Core i5 также участвует в тестах, хотя в сравнении с APU удача ему явно не светит.
Наконец, у гибридных процессоров AMD есть любопытная опция под названием Dual Graphics, которая представляет собой вариант CrossFire для соединения интегрированного GPU с дискретной графикой. Впрочем, поддерживаются только две модели с архитектурой GCN — Radeon R7 240 и R7 250, которые как раз сопоставимы по конфигурации с графическим ядром Kaveri A8-A10. Тестами Dual Graphics мы также займемся сегодня.
⇡#Тестовый стенд, методика тестирования
Конфигурация тестовых стендов CPU Intel Intel Core i5–4460 AMD A10–7700K / AMD A10–7850K Материнская плата ASUS Sabertooth Z97 Mark 1 ASRock FM2A88X Extreme6+ Оперативная память DDR3 Kingston HyperX 4×2 Гбайт, 1600 МГц, CL9 AMD Radeon R9 Gamer Series 2×8 Гбайт, 2400 МГц, CL11 ПЗУ Intel SSD 520 240 Гбайт Блок питания Corsair AX1200i, 1200 Вт Охлаждение CPU Thermalright Archon Корпус CoolerMaster Test Bench V1.0 Операционная система Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1 ПО для карт AMD AMD Catalyst 14.4 WHQL ПО для карт NVIDIA 335.23 WHQL В настройках драйвера NVIDIA всегда в качестве процессора для вычисления PhysX выбирается CPU. В настройках AMD всегда настройка Tesselation переводится из состояния AMD Optimized в Use application settings. В CrossFire-конфигурациях остается включенной опция Frame Pacing.
Набор бенчмарков Программа API Настройки Разрешение 3DMark 2011 DirectX 11 Профиль Entry - 3DMark DirectX 11 Тест Cloud Gate - Unigine Heaven 4 DirectX 11 DirectX 11, мин. качество 1920×1080 DiRT Showdown. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Среднее качество, Global Illumination выкл. Трасса Nevada, 8 машин 1920×1080 Far Cry 3 + FRAPS DirectX 11 DirectX 11, мин. качество, HDAO. Начало миссии Secure the Outpost 1920×1080 Tomb Raider. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Мин. качество 1920×1080 Bioshock Infinite. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Мин. качество. Postprocessing: Normal 1920×1080 Crysis 3 + FRAPS DirectX 11 Мин. качество. Начало миссии Post Human 1920×1080 Metro: Last Light. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Мин. качество 1920×1080 Company of Heroes 2. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Мин. качество 1920×1080 Batman: Arkham Origins. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Мин. качество 1920×1080 Battlefield 4 + FRAPS DirectX 11 Мин. качество. Начало мисии Tashgar 1920×1080 Thief. Встроенный бенчмарк DirectX 11 Мин. качество 1920×1080 World of Tanks + FRAPS DirectX 11 Качество «среднее». Карта «Энск» 1920×1080 War Thunder. Встроенный бенчмарк
DirectX 11
Качество High. Бенчмарк Eastern Front
1920×1080
Diablo III: Reaper of Souls + FRAPS
DirectX 9
Texture quality: high; shadow quality: medium; physics: high; clutter density: high; anti-aliasing: off. Начало игры
1920×1080
⇡#Дискретные GPU на платформе AMD vs Intel
Две версии теста 3DMark показывают, что платформа с Core i5 имеет чрезвычайно небольшое преимущество перед AMD A10 при использовании дискретного видеоадаптера. В большинстве игровых тестов, напротив, процессор AMD обеспечивает немного лучший результат. По всей видимости, с адаптерами такого класса производительность целиком и полностью упирается в GPU, а x86-ядро не играет большой роли. Исключением является только World of Tanks, который извлекает из платформы Intel огромное преимущество.
3DMark 2011
3DMark
Игровые тесты + Unigine Heaven 4
Итак, в целом от процессора что-либо зависит только в World of Tanks, то есть меньшая производительность CPU-части чипов AMD почти нигде не скажется на итоговых показателях. Учтем эти результаты и перейдем к сравнению производительности интегрированной и младшей дискретной графики.
⇡#Синтетические тесты
3DMark 2011
Между двумя моделями Kaveri выявлена существенная разница. Причем если A10–7700K недалеко ушел от дискретного Radeon R7 240, то A10–1850K стоит ближе к R7 250 или GeForce GT 640.
3DMark
В новой версии бенчмарка отставание APU от лидирующих адаптеров, R7 250 и GT 640, намного больше. А разница между чипами AMD с интегрированной графикой, напротив, выражена слабее.
APU уступили в производительности даже Radeon R7 240, хотя без труда справились с GeForce GT 630 и ядром Intel HD Graphics 4600, встроенным в процессор Core i5.
Unigine Heaven 4
В Unigine Heaven наблюдается похожая картина. Разница между A10–7700K и A10–1850K несущественна, и оба уступают дискретному Radeon R7 240.
Преимущество APU перед Intel HD Graphics и самыми младшими дискретными адаптерами по-прежнему велико.
⇡#Игровые тесты
DiRT Showdown
DiRT принесла успех гибридным процессорам AMD. Старший Kaveri сумел справиться даже с Radeon R7 250, хотя не идет в сравнение с GeForce GT 640.
Младший Kaveri, в свою очередь, немного опередил Radeon R7 240.
Остальные участники теста расположились далеко позади чипов Kaveri.
Обратите внимание, что бенчмарк запускался со средними (а не минимальными, как большинство прочих) настройками графики, при которых APU обеспечивают частоту смены кадров от 50 FPS и выше.
Far Cry 3
Radeon R7 250 доминирует в этой игре.
Оба APU вместе с R7 240 образуют тесную группу, внутри которой разница в производительности минимальна.
Зато, пускай с минимальным отрывом, APU удалось превзойти GeForce GT 640, не говоря уже о заведомо более медленном GT 630.
Оба APU не в силах обеспечить минимально приемлемый фреймрейт в 30 FPS, несмотря на самые низкие настройки графики.
Tomb Raider
A10–7850K уступил место Radeon R7 240, а A10–7700K не справился даже с GeForce GT 630. Хуже только Intel HD Graphics или Radeon R5 230.
Впрочем, оба сохраняют частоту смены кадров на уровне выше 30 FPS.
Bioshock Infinite
Результаты процессоров AMD практически одинаковы и нисколько не отличаются от того, что продемонстрировал Radeon R7 240. Обоим APU очень далеко до R7 250 и GT 640.
Однако преимущество перед самыми младшими дискретными GPU никуда не делось, как и приемлемая частота смены кадров.
Crysis 3
Вновь по абсолютным результатам два APU мало отличаются друг от друга.
Неудачно выступили графические адаптеры на чипах NVIDIA: оба уступили дорогу интегрированной графике AMD, а GT 630 едва ли отличается от Intel HD Graphics.
О комфортной частоте смены кадров применительно к APU в Crysis 3 говорить не приходится — несмотря на широкое масштабирование, это все же слишком тяжелый движок.
Metro: Last Light
APU заняли промежуточное положение между GeForce GT 630 и Radeon R7 240 и, в отличие от R7 250 и GT 640, не обеспечивают играбельной частоты смены кадров.
На встроенной графике Core i5 игра попросту не запустилась, поэтому на диаграмме соответствующая строка осталась пустой.
Company of Heroes 2
В порядке счастливого исключения APU AMD заняли почетные второе и третье место на диаграмме, уступив Radeon R7 250.
Тест создал большие трудности для видеоадаптеров NVIDIA, отбросив GT 640 на уровень младшего чипа Kaveri.
И все же среди всех соперников только R7 250 взял планку в 30 FPS. Интегрированной графике это не под силу.
Batman: Arkham Origins
APU, вновь показавшие близкие результаты, уступают даже Radeon R7 240, и намного, а разница с R7 250 и GT 640 попросту колоссальна.
Впрочем, свои 30 FPS процессоры AMD по-прежнему выдают.
Battlefield 4
Чипы Kaveri сравнимы по производительности с Radeon R7 240, а между собой, в очередной раз, различаются слабо. Минимально приемлемый фреймрейт обеспечивается.
Продукты AMD в этом тесте явно доминируют над конкурентами от NVIDIA. Игра не видит разницы между GT 630 и GT 640. Оба адаптера стоят далеко позади интегрированных GPU AMD.
Thief
APU заняли привычное место чуть позади Radeon R7 240. Уровень производительности R7 250 или GT 640 остается недосягаемой вершиной.
Несмотря на относительное преимущество графики Kaveri перед GeForce GT 630, принципиальной разницы между ними нет, ведь в любом случае полученный фреймрейт находится намного ниже порога комфортной игры.
World of Tanks
«Танки» выделяются среди всех игровых бенчмарков тем, что до крайности зависимы от производительности CPU.
На платформе Intel все дискретные видеоадаптеры мало отличаются друг от друга, и только совсем слабые Radeon R5 230 да интегрированный GPU Intel HD Graphics проседают вниз.
Не имея поддержки в виде столь качественного x86-ядра, как в Intel Haswell, графический процессор Kaveri уступает дорогу даже Intel HD Graphics. Частота смены кадров, однако, более чем достаточна для комфортной игры.
War Thunder
В игре, следующей по стопам World of Tanks, оба APU показали лучший результат, чем дискретный Radeon R7 240 и обеспечивают больше 30 FPS даже на высоких настройках качества графики.
Более слабые дискретные видеоадаптеры не годятся в соперники гибридам.
Diablo III: Reaper of Souls
Diablo III — достаточно демократичная игра, чтобы даже GeForce GT 630 при неплохих графических опциях выдавал играбельную частоту смены кадров. Впрочем, отметим, что для измерения производительности использовалась довольно легкая начальная сцена игры.
A10–7700K недалеко ушел от GT 630, а вот A10–7850K занял место между Radeon R7 240 и R7 250.
По итогам тестов можно смело утверждать, что обе модели APU чувствуют себя уверенно среди геймерских видеоадаптеров младшей ценовой категории. По производительности в ряду дискретных видеокарт AMD с гибридными процессорами граничит Radeon R7 240 в модификации GDDR5 — младшая модель на базе архитектуры GCN. Radeon R5 230, которая также продается в рознице, базируется на 40-нм ядре Caicos с устаревшей архитектурой WLIV5 и сегодня представляет собой немногим более чем видеоадаптер в изначальном смысле слова — то есть устройство, обеспечивающее вывод изображения на экран. В ряде тестов APU даже превосходят R7 240, несмотря на ограничитель в виде системной памяти DDR3. Среди продуктов NVIDIA гибриды AMD A10 вписываются в промежуток между GeForce GT 630 и GT 640 (GDDR5), безоговорочно опережая первый и не в силах дотянуться до второго. Встроенная графика Intel HD Graphics остается слабым местом десктопных процессоров Intel и для игрушек совершенно непригодна.
Следующая страница →
Материалы по теме
Полный текст статьи читайте на 3DNews
