Как мы и писали, в последнее время тестирования компьютерных систем с дискретными видеокартами из основного продукта, выдаваемого «на-гора» тестовыми лабораториями, по объективным причинам должны переместиться в отдельную нишу. Или, точнее, ниши — все-таки бюджетная игровая и просто игровая системы в настоящее время друг от друга будут отличаться сильно — в первую очередь из-за цены видеокарт. Если человека интересуют наиболее современные и «тяжелые» игры, ему придется быть готовым расстаться с заметной суммой, на фоне которой не так уж остро стоит выбор, например, центрального процессора или конфигурация системы хранения данных. Но если относиться к играм «без особого фанатизма», рассматривая их как простое времяпровождение, то для этого многие ныне вообще применяют планшеты и смартфоны, которые «всегда под рукой». Впрочем, пока еще ассортимент игр и даже жанров игр для последних весьма ограничен, так что без игрового (хотя бы условно) ПК обойтись можно не всегда. Тем более что последний можно использовать и для других целей, а не только для игр.
Правда в данном случае нужно понимать, что чем-то жертвовать обязательно придется. С денежным вопросом все понятно: интегрированное видеоядро обойдется бесплатно, но бюджетных процессоров с мощной интегрированной графикой уже не бывает, а стоимость дискретной видеокарты придется в полном виде «приплюсовать» к стоимости процессора. Производительность в задачах общего назначения — соответственно: за сравнимые деньги у игровой системы будет более низкой. Энергопотребление тоже увеличится как минимум на то, что требуется видеокарте. Но все это может быть скомпенсировано тем, что на компьютере получится не только поработать, но и поиграть. А если не гнаться за высокой производительностью или выдающейся картинкой на экране, обойдется такая система все равно недорого. Тем более, не всегда обязательно покупать новый компьютер — достаточно обновить видеокарту в старой системе иногда.
Сегодня мы попробуем «пристреляться» к теме бюджетных (или даже очень бюджетных) игровых систем. Без претензий на полноту, но с выяснением некоторых общих вопросов, что пригодится позднее.
Конфигурация тестовых стендов
| Процессор | Intel Celeron G3900 | Intel Pentium G2130 |
| Название ядра | Skylake | Ivy Bridge |
| Технология пр-ва | 14 нм | 22 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 2,8 | 3,2 |
| Кол-во ядер/потоков | 2/2 | 2/2 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 64/64 | 64/64 |
| Кэш L2, КБ | 2×256 | 2×256 |
| Кэш L3, МиБ | 2 | 3 |
| Оперативная память | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 |
| TDP, Вт | 51 | 55 |
| Графика | HDG 510 | HDG |
| Кол-во EU | 12 | 6 |
| Частота std/max, МГц | 350/950 | 650/1050 |
| Цена |
Итак, какие процессоры самые дешевые в ассортименте Intel? Celeron и Pentium. Для полноты картины мы взяли самый дешевый Celeron для современной платформы LGA1151 и уже порядком устаревший Pentium G2130 — еще под LGA1155. Для большей корректности и соответствия условиям максимальной бюджетности, Celeron мы тестировали с памятью типа DDR3. Оба процессора, как и положено, снабжены графическим ядром — недорогих моделей без оного Intel не предлагает.
| Процессор | AMD Athlon X4 860K | AMD A10-7850K |
| Название ядра | Kaveri | Kaveri |
| Технология пр-ва | 28 нм | 28 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,7/4,0 | 3,7/4,0 |
| Кол-во ядер(модулей)/потоков вычисления | 2/4 | 2/4 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 192/64 | 192/64 |
| Кэш L2, КБ | 2×2048 | 2×2048 |
| Кэш L3, МиБ | — | — |
| Оперативная память | 2×DDR3-2133 | 2×DDR3-2133 |
| TDP, Вт | 95 | 95 |
| Графика | — | Radeon R7 |
| Кол-во ГП | — | 512 |
| Частота std/max, МГц | — | 720 |
| Цена |
А вот AMD готова продавать практически один и тот же процессор по очень разным ценам: либо как A10-7850K относительно дорого, зато и с отличным (в этом классе и за эти деньги) IGP, либо дешево как Athlon X4 860K. Впрочем, и во втором случае он дороже, чем Celeron, зато поддерживает четыре, а не два потока вычислений, что многие считают принципиальным преимуществом.
Раз речь зашла про процессоры без IGP, значит нам понадобится дискретная видеокарта. А раз выше несколько раз было повторено слово «бюджетный», должна она быть недорогой. Поэтому мы решили воспользоваться Radeon R7 260X, которая в прошлом году нередко использовалась при тестировании и недорогих, и дорогих процессоров :) Но некоторыми вопросами в прошлогодних тестированиях мы не занимались, так что сегодняшняя статья будет своеобразным дополнением к ним. Какими? Например, не было никак затронуто влияние использование дискретной видеокарты на энергопотребление центрального процессора. Не системы, с которой все понятно — дополнительные компоненты питаются далеко не святым духом, а именно процессора. По поводу, которого есть распространенное мнение, что, дескать, интегрированное видео только зря «греет кристалл», так что отказ от него может снизить температуру и потребление (что в настоящее время для многих моделей процессоров теоретически может и быстродействие повысить — благодаря турборежимам). Это один интересный момент. Второй — влияние GPU на производительность в приложениях общего назначения. В прошлом году мы пришли к выводу, что «ускорять» медленные процессоры все равно бесполезно, но ведь с того момента сменился и тестовый набор. Да — тоже устойчивый к производительности графики, но ведь соответствующее исследование мы проводили на достаточно мощном ноутбучном процессоре, а вовсе не на Celeron и Pentium. Кстати, заодно и сравним игровую производительность при разных процессорах — это вот в паре с Core i7-6700K тот же Radeon R7 260X справился с абсолютно всеми играми набора в любом разрешении при минимальных настройках качества, а вот на максимуме вопросов к частоте кадров не возникло лишь к девяти играм из тринадцати (еще три, впрочем, «условно-играбельны», а вот одна — совсем нет) даже в 1366×768. Что будет на более слабых процессорах? Тем более, двухъядерных двухпоточных. Неизвестно. Собственно, поэтому в этом тестировании (и возможно еще в двух-трех) мы решили использовать именно R7 260X, благо хорошо изучена (впервые этот чип дебютировал три года назад в Radeon HD 7790 с рекомендованной ценой $149), да и на роль решения начального уровня подходит неплохо и сейчас. Собственно, минимальным решением в новой линейке AMD считает Radeon R7 360, стоящий порядка $100, т. е. как раз, как и положено потенциальному компаньону Celeron, Pentium и Athlon, но это решение практически идентично R7 260 и медленнее, нежели 260Х. В общем, для этого материала, равно как и для практического использования в бюджетном сегменте видеокарта подойдет, а как работают дешевые процессоры с дорогими видеокартами — посмотрим как-нибудь позднее.
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:
- Методика измерения производительности iXBT.com на основе реальных приложений образца 2016 года
- Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
- Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
- Методика измерения производительности в играх iXBT.com образца 2016 года
А подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97-2003). Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности, это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (как и в прошлом году, ноутбука на базе Core i5-3317U с 4 ГБ памяти и SSD, емкостью 128 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.
iXBT Application Benchmark 2016
Как показали «проверочные испытания» методики тестирования при использовании процессора Intel Core i7-6820HK ощутимое ускорение при использовании дискретного GPU в этой группе наблюдалось лишь в тесте SVPmark, причем составило оно порядка 10%. Однако это было верно для быстрого процессора с графикой HD Graphics 530 — для Pentium G2130, например, ускорение почти двукратное. В общем и целом, же, как видим, по всей группе система с указанным процессором с дискретной видеокартой стала работать быстрее на 10%, для Celeron G3900 прирост составляет порядка 5%, а A10-7850K дискретный Radeon R7 дал лишь всего 1%. В принципе, все коррелирует со встроенными в эти процессоры GPU — точнее с их производительностью на OpenCL-коде, а также блоками декодирования видео. В любом случае в этих приложениях А10 самый быстрый — из-за поддержки четырех потоков вычисления, что для всех программ актуально. Куда в большей степени, чем видеочасть.
Adobe Photoshop CC тоже ускорялся благодаря видеокарте в «пристрелочных тестах» на 10%, но... Мы использовали и более быстрый процессор, и более мощный GPU — сегодня повторить результат не удалось. А с учетом того, что это не единственная программа в группе, конечный эффект оказался исчезающе малым для всех участников. В отличие от, опять же, обеспечиваемого процессорной составляющей — если G3900 и G2130 примерно равноценны, то два двухпоточных модуля А10-7850К обеспечивают ему порядка 30% превосходства.
Как и следовало ожидать, влияния видеокарты здесь нет, а небольшие флуктуации находятся на грани погрешности измерений. При этом определяющее влияние на производительность оказывает «однопоточная» производительность, по которой, к сожалению, лучшие решения для FM2+ соответствуют всего лишь современным Celeron.
То же самое касается и работы со звуком, где определенный эффект от поддержки большого количества потоков вычисления присутствует, но недостаточный для компенсации архитектурных различий. А улучшить что-либо переходом к дискретной видеокарте вообще невозможно, хотя разная производительность интегрированной графики и имеет значение — слишком уж велики накладные расходы на обмен данными между двумя чипами.
Вот задача распознавания текста хорошо распараллеливается — следовательно, для ее решения предпочтительны многопоточные процессоры. Вывести же «параллелизм» на «гетерогенный уровень» пока не выходит.
Это верно и для архиваторов. Причем и надежды на то, что дискретный GPU «освободит» для процессора дополнительные резервы пропускной способности памяти, тоже не оправдываются — потребности интегрированного слишком малы, чтобы обращать на них внимание в задачах общего назначения.
Производительность работы с файлами на процессорах этого уровня в основном уже определяется возможностями накопителя — даже если в качестве такового используется быстрый SSD. Впрочем, мы их специально подобрали довольно близкими по части характеристик — возможна и другая картина, что мы еще не раз увидим в других тестах, но пока так.
Расчеты в SolidWorks неплохо параллелятся, но программа предпочитает «настоящие» ядра SMT, да и архитектурные различия все еще никуда не деваются. Равно как и какого-либо участия GPU в данном случае не наблюдается.
В итоге мы приходим к тому, что процессоры с разными видеокартами (и неважно — интегрированными или дискретными) сравнивать «в лоб»... можно. В некоторых задачах они, конечно, сказываются, но усредненная производительность по-прежнему была и остается характеристикой процессора (в тех случаях, конечно, когда другие компоненты ему не мешают — уменьшение объема памяти или существенно различающиеся накопители тоже могут повлиять на производительность во многих приложениях). Это хороший результат для тестирований оборудования. Но плохой для конфигураций с дискретными видеокартами: ведь цену и энергопотребление системы они увеличивают всегда, а положительный эффект обеспечивают только в игровых приложениях.
Энергопотребление и энергоэффективность
Впрочем, вопрос с энергопотреблением — отдельный. Сколько конкретно нужно видеокарте, «питающейся» от отдельной линии, мы пока измерить не можем, а вот все остальное — вполне. Начнем с процессоров «в чистом виде».
Процессоры под LGA1150 и LGA1151 полностью обходятся линией EPS12V, на LGA1155 это заведомо не выполняется, так что нет ничего удивительного в том, что полное энергопотребление Celeron G3900 оказывается равным частичному Pentium G2130. Но нам сегодня важно не это, а то, что использование дискретного GPU ни в одном, ни в другом случае какого-либо заметного эффекта не дает. Вот на FM2+ четко видно снижение в загруженных режимах на 2-3 Вт, но процессорам для этой платформы оно как слону дробина. Пара ватт на фоне 10-11 была бы заметна, но от 80 это менее 3%.
Лирическое отступление. Можно возразить, что измеряли мы на FM2+ в любом случае энергопотребление А10, а вот Athlon X4 может оказаться более экономичным, поскольку GPU в его случае заблокирован еще на заводе. В принципе, замечание верное, но только если считать, что отключенное пользователем видеоядро по ночам просыпается и жрет колхозных поросят вредит целенаправленно. А вне конспирологических теорий в духе усиления классовой борьбы возможен только один способ дать преимущество именно Athlon: если вдруг эти процессоры будут иметь существенно более низкое напряжение питания, чего не наблюдается. Впрочем, по возможности мы постараемся этот вопрос уточнить, но пока не появятся дополнительные факты в пользу версии о том, что «фабричное» и «ручное» отключение GPU — разные вещи, эту версию будем считать несостоятельной. Ну а для младших процессоров Intel и гипотезы строить не на чем.
А вот энергопотребление платформы увеличивается всегда. Максимальное, впрочем, достигается в разных приложениях, поэтому на него можно не обращать особого внимания. С другой стороны, при использовании дискретной видеокарты самым «прожорливым» становится SVPmark, что уже дает повод для размышления ;) Полной информации о том, сколько потребляет вся система с дискретной видеокартой у нас на данный момент, как уже сказано выше, нет, однако и та, что есть достаточна для того, чтобы сделать соответствующие выводы. Действительно — пусть даже в массовых приложениях потребление по дополнительной линии питания нулевое, и что? Считается, что с разъема PCIe большинство видеокарт берет немного энергии, но это «немного» на фоне собственного потребления современных процессоров, памяти и т. п. уже весьма заметно. Для настольных платформ AMD — менее, хотя и больше 5%, старый Pentium — уже +15%, а новый Celeron — и вовсе +25%. При той же, напомним, производительности.
Что соответствующим образом бьет и по «энергоэффективности» платформ, причем чем таковая эффективнее в обычных условиях — тем больше ей мешает дискретная видеокарта (даже если считать, что по линии дополнительного питания в этих задачах электроэнергии не поступает вовсе). То есть «затычка для сокета» вовсе не безобидна. И использовать ее стоит лишь тогда, когда без этого обойтись совсем нельзя: платформа вовсе лишена интегрированной графики, либо есть потребность в каких-то специальных программах, где нужна производительность дискретной. Но до сих пор более-менее массовым классом таких приложений являются игры, которыми мы сейчас и займемся.
iXBT Game Benchmark 2016
Для начала посмотрим — на что процессоры способны «своими силами», т. е. без привлечения дискретной видеокарты, для чего воспользуемся нашим «индексом играбельности»:
Что ж — давно известный факт: если А10 что-то могут (хотя бы в режиме минимальных настроек), то младшие интегрированные решения Intel (особенно образца 2012 года) проще считать неигровыми в принципе. Поэтому в тестах мы их использование совместно с IGP рассматривать сегодня не будем. Но вот с дискретной видеокартой протестируем в режиме минимальных настроек и полного разрешения, а также максимальных и редуцированного. А10-7850К нами в последнем варианте не тестировался, однако это и не нужно (почему — тесты покажут хорошо).
Игра предъявляет серьезные требования к «однопоточной производительности», поэтому процессорам AMD в ней «ловить» особо нечего. Впрочем, А10-7850К вполне достаточно для того, чтобы играть на минималках в высоком разрешении, но все равно с меньшей частотой кадров, чем обеспечивает Athlon с дискреткой. Последняя же позволяет использовать и максимальные настройки, причем при снижении разрешения с любым из сегодняшних испытуемых обеспечивая высокую частоту кадров.
Судя по предварительному тестированию, 72-74 FPS — это максимум в этой игре, независимо от процессора или видеокарты. Какие-то различия можно искать лишь в тех случаях, когда производительности «не хватает», чтобы достичь указанного уровня, причем «виновником» в первую очередь может являться видеокарта, а вот когда ее «достаточно», можно сравнивать и процессоры. А10-7850K способен обеспечить комфортную игру при минимальных настройках, но «до потолка не дотягивается». R7 260X в таком режиме достаточно с любым процессором. А вот в максимальном качестве сниженного разрешения, как видим, игре тоже в первую очередь нужна «однопоточная производительность» — серьезных требований к количеству ядер у нее нет.
Зато движки линейки EGO давно уже отлично распараллеливаются, так что A10/Athlon имеют преимущество. При использовании интегрированной графики, впрочем, «насладиться» им не удается из-за слабости самой графики. Дискретная карта и минимальные настройки — случай, когда «всех много». А на максимальных даже при сниженном разрешении опять начинает «не хватать» видео, так что разница между процессорами сильно сокращается, хотя все они по-прежнему остаются достаточными для того, чтобы играть с комфортом, а не выискивать разницу в частоте кадров.
Казалось бы, EGO 4.0 должен еще больше «тяготеть к многоядерности», нежели его предшественник, однако в итоге в связках с дискретной видеокартой самым быстрым оказался Celeron G3900, а A10-7850K с IGP еле справился даже с настройками на минимальное качество.
Зато в этой игре два двухпоточных модуля AMD лучше двух однопоточных ядер Intel. К сожалению, опять это проявляется там, где «всех много», а увеличение требований к видеокарте быстро нивелирует разницу. Но в общем и целом видно, что без дискретки в этой игре все равно делать особо нечего, пусть она новинкой рынка уже давно не является.
В эту игру уже в принципе можно поиграть на А10-7850К в высоком разрешении, но сравнения с дискретными видеокартами и его видеоядро не выдерживает. Также хорошо видно, что модернизация игрового движка, о которой много говорилось, изменила требования к видеочасти, оставив на уровне десятилетней давности предпочтения к процессорам.
Зато пришедший с консолей Hitman: Absolution однозначно голосует за четыре потока вычислений во всех случаях, когда производительность видео становится достаточной. Соответственно, Athlon X4 будет демонстрировать в этой игре более высокие результаты с более мощными видеокартами. (впрочем, это мы и так знали), но дополнительное подтверждение не повредит).
Игра, которой мало интегрированной графики (практически любой) и которой, как и многим другим, требуется максимальная производительность одного потока вычислений. В сумме это, впрочем, дает возможность владельцу бюджетной видеокарты вообще не заботиться выбором процессора.
 |
 |
 |
 |
 |
Еще пять примеров игр, восприимчивых только к видеокарте, а от процессора если чего и требующих, так это один быстрый поток вычисления. Ну или пару таковых. В общем и целом, способность игрового движка распределять нагрузку на несколько ядер процессора вовсе не обязательно обеспечивает преимущества моделям с несколькими, но медленными ядрами перед имеющими пару быстрых. Вот если ядра одинаковые, хуже от увеличения их количества точно не станет. В прочих же случаях добиться снижения производительности на «малоядерных» устройствах получается лишь тогда, когда фоновая нагрузка от всех порождаемых игрой процессов начинает мешать выполнению основного — собственно и взаимодействующего с пользователем. Да и то происходит такое обычно тогда, когда видеочасть имеет запас производительности — и выражается в том, что результаты оказываются ниже потенциально достижимых (а не низкими в абсолютном выражении). Что интересно, пока ожидания тех пользователей, кто рассчитывал на новые игры и новые движки в плане требовательности к процессорам тоже не оправдываются — видеокарты им нужнее, а приемлемая частота кадров в нормальных режимах достигается на вовсе не бюджетных моделях последних (как правило, стоящих столько, что на фоне этого сильно девальвируется и разница в цене между Celeron и Core i5, не говоря уже о меньших крайностях).
Однако не получить и эти самые «потенциально достижимые» результаты, заплатив слишком много за видеокарту, все-таки обидно. Поэтому для быстрых (и дорогих) моделей последних вопрос оптимального процессора продолжает иметь смысл. Хотя, впрочем, в первом приближении можно ориентироваться и на показатели быстродействия в задачах общего назначения — хуже точно не будет. Но более подробное изучение данного вопроса мы отложим пока на более поздний срок.
Итого
Итак, что же мы имеем в сухом остатке? Во-первых, использование дискретной видеокарты не бесплатно не только в плане денежных затрат на нее, но и с точки зрения потребления энергии. «Отдача» же в приложениях массового назначения практически отсутствует: есть отдельные случаи, где разница с интегрированным видео велика, но они ограничиваются процессорами с медленными и старыми интегрированными GPU. При этом сэкономить хотя бы на потреблении и тепловыделении самого́ центрального процессора (на что рассчитывают некоторые пользователи) не выйдет в любом случае. Таким образом, дискретная видеокарта нужна только тогда, когда она и правда необходима для каких-то программ, а в остальных случаях — не просто бесполезна, но и вовсе вредна. По сути же, в 99% случаев требующими видеокарту программами являлись и являются (вполне возможно, что еще годы будут являться) игры. И если они вам интересны, то ни о каком серьезном применении интегрированной графики речь как не шла, так и не идет. В то же время, и существенной необходимости в слишком мощных процессорах игровые приложения не испытывают. Как видим, для моделей начального уровня вполне достаточно и старого Pentium — играть получится во многие игры. Причем в те (и в тех режимах), которые недоступны интегрированной графике вообще. Впрочем, если говорить о бюджетных предложениях AMD и Intel, то для систем с дискретной видеокартой (что для игр, повторимся, практически обязательно) Athlon X4 выглядят интереснее: дешевое решение с поддержкой четырех потоков вычислений иногда ведет себя в играх лучше, чем радикально двухпоточные Celeron и Pentium, да и вообще часто оказывается несколько более быстрым. А если удается загрузить работой все ядра — то намного более быстрым. Но чудес на свете не бывает, так что Athlon X4 при выполнении той же работы является и более прожорливым.
