Железный эксперимент: играем в разрешении Full HD на встроенной в процессор графике
»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 обеих 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. Что ж, 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» появилось 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, 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.
В отличие от вычислительной части, «встройка» в решениях Intel заметно прогрессирует. HD Graphics 3000 в настольных процессорах Sandy Bridge 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 игровой. Как видите, современная «встройка» в плане характеристик несильно уступает Low-end-адаптеру. Нельзя сказать, что и графика игровых приставок обладает выдающимися характеристиками.
|
AMD Radeon R7 |
AMD Radeon R7 360 |
Sony PlayStation 4 (обзор) |
|
|
Используется в процессорах |
AMD A10 |
Дискретная видеокарта |
AMD Jaguar |
|
Техпроцесс |
28 нм |
28 нм |
28 нм |
|
Количество унифицированных процессоров |
512 |
768 |
1152 |
|
Количество текстурных блоков |
32 |
48 |
72 |
|
Количество блоков растеризации |
8 |
16 |
32 |
|
Частота |
До 866 МГц |
До 1050 МГц |
До 800 МГц |
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 настольных процессоров я взял четыре современные модели: по две от AMD и Intel. Все чипы производители снабдили разными iGPU. Так, гибридники AMD A8 (плюс A10–7700K) получили видео Radeon R7 с 384 унифицированными процессорами. У старшей серии — A10 — на 128 блоков больше. Выше у флагмана и частота. Есть еще серия A6 — в ней 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.
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.
|
AMD A8–7670K |
AMD A10–7890K |
Intel Core i5–6400 (обзор) |
Intel Core i5–5675C (обзор) |
|
|
Техпроцесс |
28 нм |
28 нм |
14 нм |
14 нм |
|
Поколение |
Kaveri (Godavari) |
Kaveri (Godavari) |
Skylake |
Broadwell |
|
Платформа |
FM2+ |
FM2+ |
LGA1151 |
LGA1150 |
|
Количество ядер/потоков |
4/4 |
4/4 |
4/ |
4/4 |
|
Тактовая частота |
3,6 (3,9) ГГц |
4,1 (4,3) ГГц |
2,7 (3,3) ГГц |
3,1 (3,6) ГГц |
|
Кэш третьего уровня |
Нет |
Нет |
6 Мбайт |
4 Мбайт |
|
Встроенная графика |
Radeon R7, 757 МГц |
Radeon R7, 866 МГц |
HD Graphics 530, 950 МГц |
Iris Pro 6200, 1100 МГц |
|
Контроллер памяти |
DDR3–2133, двухканальный |
DDR3–2133, двухканальный |
DDR4–2133, DDR3L-1333/1600 двухканальный |
DDR3–1600, двухканальный |
|
Уровень TDP |
95 Вт |
95 Вт |
65 Вт |
65 Вт |
|
Цена |
7000 руб. |
11 500 руб. |
13 000 руб. |
20 000 руб. |
|
Купить |
Вызов вертелки: AMD A8–7670K3inline |
Вызов вертелки: AMD A10–7890K3inline |
Вызов вертелки: Intel Core i5–64003inline |
Вызов вертелки: Intel Core i5–5675C3inline |
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.
|
Тестовые стенды |
|||
|
№1: |
№2: |
№3: |
№4: |
|
|
|
|
|
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, хотя мы опять имеем дело с прибавкой в 1,5–2 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 — туда же) сами по себе нетребовательные. 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.
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 галерее. Будем считать играбельным показатель в 24–25 кадров в секунду.
|
Нетребовательные игры |
Игры 2013/14 годов |
Игры 2015 года |
Игры 2016 года |
|
|
|
|
HD
Основная цель тестирования — изучить производительность встроенной графики процессоров в разрешении Full HD, но для начала разомнемся в 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.
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 1280×720 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 таких играх, как Rise of the Tomb Raider, Far Cry 4, «Ведьмак 3» и DiRT Rally. Архитектура GCN хорошо проявляет себя в современных (и не очень) хитах.
Full HD
Для большей наглядности давайте к тестированию встроенной графики добавим связку, состоящую из процессора FX-4300 и дискретной видеокарты GeForce GTX 750 Ti. Нечто похожее я предлагаю в начальной сборке в рамках рубрики «Компьютере месяца». Подсчитать стоимость несложно: чип стоит 4000 рублей, адаптер — 8500 рублей. Это на 1000 рублей дороже A10–7890K, на 5500 рублей дороже A8–7670K, на 5000 рублей дороже A10–7800, но на 7500 рублей дешевле Core i5–5675C.
Дискретная графика в паре с дешевым процессором
В Full HD-разрешении с максимальными настройками качества графики играбельный FPS в Dota 2 не оказался ни у кого. Есть серьезные просадки. В таких играх, как MOBA, они будут серьезно сказываться на качестве игры. Решение простое. Снизить настройки качества графики с «Высокое» на «Среднее». В Diablo III и StarCraft II при заданных нами параметрах играть можно. Разве что в случае с HD Graphics 530 есть просадки минимального FPS в StarCraft II.
Результаты тестирования в нетребовательных играх, минимальный/средний FPS
AMD обещала комфортный гейминг в Battlefield 4 в разрешении Full HD еще с выходом первых процессоров Kaveri. Что же, «красные» не обманули. Популярный шутер 2013 года играбелен на встройке процессоров AMD A8/A10 и Core i5–5675C. HD Graphics 530 — в пролете. А вот в остальных играх комфортного количества кадров в секунду нет. В случае с Bioshock Infinite периодически наблюдаются неприятные просадки, Far Cry 4 неиграбелен полностью.
Результаты тестирования в играх 2013/14 годов, минимальный/средний FPS
В категории игр, выпущенных в 2015 году, комфортно играть реально только в GTA V. Причем запаса прочности хватает, чтобы подстроить настройки в сторону улучшения качества графики. Как и говорил, с увеличением нагрузки на встроенную графику уровень FPS между A10–7890K и Core i5–5675C в игре про великие автокражи практически сравнялся. В The Witcher 3: Wild Hunt и Fallout 4 не поиграть, придется снижать разрешение до 1600×900 точек, например.
Результаты тестирования в играх 2015 года, минимальный/средний FPS
В игры, вышедшие в 2016 году, со встроенной графикой лучше вообще не соваться. То есть без дешевой игровой видеокарты все же не обойтись.
Результаты тестирования в играх 2016 года, минимальный/средний FPS
Подведем итоги при помощи моего любимого приема — сухой констатации фактов: HD Graphics 530 и процессор Core i5–6400 продемонстрировали играбельный FPS в двух играх из тринадцати; остальные чипы — только в четырех приложениях. Реально изменить ситуацию с увеличением количества кадров реально лишь в DiRT Rally, Bioshock Infinite и Dota 2, снизив качество графики. В остальных случаях придется менять разрешение. В то же время связка «FX-4300 + GeForce GTX 750 Ti» справилась со всеми играми.
В заключение
Чуда не произошло. Если мы говорим о гейминге в разрешении Full HD, то встроенная графика современных центральных процессоров способна справиться лишь с многопользовательскими нересурсоемкими играми, а также популярными хитами былых времен. С современными играми класса ААА, вышедшими в этом году, ни Radeon R7, ни Iris Pro 6200 не справляются. Остальные — и подавно. Поэтому положиться на гибридный процессор с мощным iGPU есть смысл лишь в случае сборки компактного системного блока. В любой другой ситуации лучше купить более производительную дискретную видеокарту. Банально, но это так.
Встроенная графика центральных процессоров продолжит и дальше стремительно прогрессировать. У Intel уже есть ядро HD Graphics 580. Посмотрим, появится ли что-то похожее в настольном сегменте. AMD скоро выпустит свои первые 16-нанометровые чипы. Конкретных сроков нет, но уверен, что «красные» продолжат развивать свои APU.
Бонус. Сборка компактного компьютера на процессоре AMD
Полный текст статьи читайте на Ferra.ru
