Графика: быстрая, медленная и интегрированная

Часть 9: вся четверка GMA HD — 2000, 2500, 3000 и 4000


Совсем недавно мы с вами познакомились с новым поколением GMA HD на примере ее старшего представителя версии 4000 в «классической» сфере применения. И вот сегодня опять возвращаемся к этому вопросу, поскольку нам удалось протестировать и младший вариант — GMA HD 2500. В мобильном сегменте это решение не встречается, да и в настольном оно распространено менее, чем GMA HD 2000 (на старте продаж Sandy Bridge версия 2000 использовалась во всех настольных процессорах за исключением двух моделей, а в четырехъядерных Ivy Bridge соотношение на данный момент равное — 5/5), однако выход двухъядерных процессоров положение на рынке несколько изменит. Тем более что графика GMA HD в Celeron и Pentium в очередной раз будет практически идентична GMA HD 2500 по 3D-производительности, отличаясь лишь функционально, так что в какой-то степени результаты сегодняшнего тестирования будут полезны и для примерной оценки быстродействия будущих бюджетных ноутбуков, а не только настольных компьютеров.

Тестирование: цели и задачи, конфигурации, методика

Этот раздел сравнительно большого объема будет общим и одинаковым для всех статей: к сожалению, далеко не всем людям достаточно что-либо объяснить один раз :) Тем более, далеко не все читатели будут внимательно изучать все статьи цикла — вероятность «начать с середины» или просто ограничиться одним-двумя материалами крайне велика, в чем мы отдаем себе полный отчет. Поэтому сразу приносим извинения тем, кто против постоянного повторения одних и тех же истин. Которое, впрочем, как известно мать учения :)

Итак, во-первых и в главных следует учитывать, что в рамках данного тестирования мы не занимаемся исключительно компонентами — мы тестируем системы, из них состоящие. Отдельно процессоры тестируются в рамках статей «основной линейки». Всегда в фиксированной конфигурации — с мощной видеокартой, большим объемом ОЗУ и т. п. Есть у нас на сайте и тестирования непосредственно видеокарт в игровых приложениях, обновляемые ежемесячно. В рамках i3D-Speed все видеокарты (от простенькой бюджетки до multi-GPU) тестируются на мощной конфигурации, выбранной из расчета достаточности для графической составляющей любой мощности. Т. е. мы считаем, что с точки зрения традиционного «компонентного» тестирования этих двух линеек статей вполне достаточно.

Но вот для практического использования полученных в их рамках результатов нужно определенное связующее звено. Дело в том, что приложений, производительность которых не зависит от центрального процессора, в природе не существует. Бывают, конечно, случаи, когда она ограничивается другими компонентами, но и это очень часто для разных процессоров происходит на разном уровне. Игровые же и подобные приложения существенным образом зависят от производительности GPU, но и нагрузку на CPU дают немалую. Если задача оказывается слишком «легкой» для графики, все начинает определять только процессор. Если «тяжелой», то влияние процессора, наоборот, становится минимальным, и его даже можно иногда не учитывать. В промежутке между этими предельными случаями важны оба компонента, причем степень их важности может меняться местами. Априори неизвестным образом. Т. е. из того, что один процессор быстрее другого с использованием мощной видеокарты не следует, что соотношение сохранится, если ее заменить на бюджетную. Точнее, в каких-то режимах сохранится, в каких-то — изменится, в каких-то все просто окажутся одинаковыми. Аналогичная проблема свойственна и видеокартам — уровень «достаточности» CPU меняется в зависимости от GPU и режима его работы.

Казалось бы, достаточно просто тестировать все связки «процессор+видео». Решение очевидное и правильное в теории, но практически неосуществимое на практике, поскольку объем работы растет в геометрической прогрессии. Иными словами, 40 видеокарт на одной системе — 40 тестовых конфигураций. 40 процессоров с одной видеокартой — тоже 40 конфигураций. А если это объединить, получится 1600 тестовых конфигураций. Хотя, конечно, если всю эту работу удастся проделать, будут получены поистине бесценные результаты. Но к моменту их получения они станут уже никому не нужными, поскольку устареют (забегая вперед — даже выбранная нами «упрощенная» методика позволяет за рабочую неделю протестировать не более десятка конфигураций, так что 1600 — задача на три года при использовании одного стенда).

Но можно подойти и с другой стороны: не пытаться найти точные ответы на все вопросы, а ограничиться качественными оценками. Хотя бы для части процессоров можно попробовать «нащупать» нижний уровень производительности. Которым является интегрированная графика, благо в последнее время она превращается в неотъемлемую составляющую большинства современных процессоров. И есть младшие модели дискретных адаптеров, которые как минимум не хуже. Но в разы проще и медленнее, нежели топовые решения — на графическом рынке пока еще разброс характеристик больше, чем на процессорном. При таком выборе оборудования мы можем и существенно сократить список тестовых конфигураций и режимов. Действительно — наиболее актуальными результаты будут для покупателей бюджетных компьютеров, поскольку при цене системного блока долларов так в 1000, можно отдать  10% этой суммы за чуть более мощную видеокарту, нежели нижний уровень, а не связываться с тем же интегрированным видео. Просто — чтобы было. Так что процессоры среднего класса и выше часто тестировать со слабым видео не потребуется. Иногда, конечно, мы этим заниматься тоже будем — для того, чтобы иметь необходимые ориентиры, но лишь иногда. Кроме того, для систем такого класса не требуются тесты в каких-то выдающихся режимах, типа 2560×1600 со старшими вариациями на тему полноэкранного сглаживания :) Словом, работу можно существенным образом упростить.

Еще больше объем работы сокращает то, что 90% приложений стандартной процессорной методики от производительности видео вообще не зависит. В предыдущей серии мы использовали все программы, так что четыре ее части являются вполне достаточным доказательством данного факта. Кому все еще недостаточно — тут уж мы ничего поделать не можем :) Как бы то ни было, но GPGPU до сих пор является не более чем любопытным экспериментом, да и все работы в данном направлении показывают, что для систем со слабыми GPU он вообще особой актуальностью не отличается: мощные видеокарты на «хороших» задачах действительно способны что-то ускорить, а вот при попытке выжать что-то путное из дискретки начального уровня очень часто весь пар уходит в свисток — усложнение алгоритмов и лишние пересылки данных «съедают» весь потенциальный прирост. Из чего, впрочем, не следует делать вывод, что мы пройдем мимо какого-либо любопытного и популярного приложения, способного активно использовать ресурсы GPU. Разумеется, не пройдем и в данную экспериментальную же методику его добавим. Только вот пока основная проблема в том, что ничего подобного не попадается. Точнее, «любопытные» программы уже есть, а вот популярными они все никак по тем или иным причинам никак не становятся. То же транскодирование видео, вокруг которого было сломано немало копий, на деле мало кому требуется регулярно, да и качество работы разработанными энтузиастами программ оставляет желать много лучшего (это еще очень мягко говоря). Причем (вот она гримаса судьбы) быстрее всего выполняется при помощи специализированных аппаратных блоков, имеющихся в интегрированных GPU Intel, а вовсе не на конвеерах универсального назначения.

Таким образом, у нас остается не так уж и много программ, которые имеет смысл «гонять» на системах со слабой графикой. Фактически «стандартная» методика упрощается буквально до пяти групп, три из которых в ней являются экспериментальными. Это:

Интерактивная работа в трёхмерных пакетах
Без изменений
Математические и инженерные расчёты
Выброшены MAPLE и MATLAB, поскольку ничего на экран не выводят, а вот оставшиеся три приложения читателям интересны, судя по отзывам (понятно, что так уж сильно экономить на рабочем месте вряд ли целесообразно, но вдруг придется поработать за слабым компьютером). Фактически получается так, что по составу эти две группы в результате совпадают, но в предыдущем случае учитывается «графический» балл соответствующего теста, а в этом — «процессорный»: как показала практика тестирования, на деле оба они зависят и от процессора, и от видеокарты, что нам и требуется
Игры
Без изменений
Игры с низким разрешением и настройками качества
В рамках «основной» методики эта группа практически никак не используется и на общий балл не влияет, но сделана она как раз для систем со слабой графикой. В первую очередь, мобильных, однако не так уж они отличаются от того, что мы тестируем в этой серии
Проигрывание видео высокой чёткости
В особых комментариях не нуждается

Поскольку групп у нас не так и много, причем все они являются достаточно специфическими, общую оценку мы ставить не будем. В первую очередь нас интересуют результаты. Которые, как водится, будут полностью совместимы с полученными на конфигурациях основной линейки тестирования, благо мы уже точно знаем, что видеокарты на прочих приложениях никак не сказываются. Так что при желании можно просто заменить соответствующий кусок в «большой» таблице, благо мы их ни в коей мере не скрываем. Однако стоит учитывать, что баллы этого тестирования с основной линейкой никак не совместимы: здесь за масштабную единицу мы берем систему с Celeron G540 и Radeon HD 6450 512 МБ GDDR3, так что для самостоятельных махинаций следует скачать таблицу в формате Microsoft Excel, в которой все результаты приведены как в преобразованном в баллы, так и в «натуральном» виде.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Core i5-2400 Core i5-3450 Core i5-3570K Core i7-2700K
Название ядра Sandy Bridge QC Ivy Bridge QC Ivy Bridge QC Sandy Bridge QC
Технология пр-ва 32 нм 22 нм 22 нм 32 нм
Частота ядра (std/max), ГГц 3,1/3,4 3,1/3,5 3,4/3,8 3,5/3,9
Оперативная память 2×DDR3-1333 2×DDR3-1600 2×DDR3-1600 2×DDR3-1333
Видеоядро GMA HD 2000 GMA HD 2500 GMA HD 4000 GMA HD 3000
Кол-во графических процессоров 6 6 16 12
Частота видео (std/max), МГц 850/1100 650/1150 650/1150 850/1350

Теоретическая часть нам сегодня не потребуется, поскольку все различия между GMA HD 2500 и 4000 были изложены в прошлый раз: у первого GPU 6 конвееров, а у второго — 16. Соответственно, отличия должны быть количественные, но не качественные, что позволяет сильно сократить список конкурентов: можно ограничиться Core i5-2400 (процессор предыдущего поколения с той же базовой частотой и с GMA HD 2000), i5-3570K (более высокочастотный, чем i5-3450, Ivy Bridge с GMA HD 4000) и Core i7-2700K (для сравнения 2500 с 3000). Итого четыре конфигурации, к которым мы добавили результаты пятой — Core i5-3570K с дискретным Radeon HD 6450: от GMA HD 4000 это решение в среднем отстало, а вот его сравнение с GMA HD 2500 весьма любопытно. Почему не на одном процессоре? Потому, что нас более интересует качественный результат (все равно все процессоры разные), а связка 3570К+6450 уже протестирована в прошлый раз, что уменьшает объем работы. Ну а более быстрые Radeon HD (в том числе, и интегрированные в APU) мы сегодня брать не стали: в прошлый раз уже установили, что они быстрее, чем даже старший GMA HD, так что отдельно сравнивать их с младшим смысла нет (впрочем, желающие это сделать могут воспользоваться полной таблицей).

На что стоит обратить внимание при изучении диаграмм (в этот раз мы решили привести подробные результаты игровых тестов непосредственно в статье — не так их и много), так это на то, что, несмотря на указанное в таблице выше, мы снова установили одинаковую максимальную частоту GPU для всех процессоров, равную 1300 МГц. Т. е. GMA HD 2000, 2500 и 4000 работали с небольшим разгоном, а GMA HD 3000 мы на 50 МГц замедлили. Причина та же: интересен качественный результат, а сравнение упрощается, когда у всех испытуемых одинаковая частота. По той же причине во всех конфигурациях использовалась память типа DDR3-1333: хотя более быстрая может заметно повысить результаты при использовании встроенной графики, этим «улучшайзером» для упрощения сравнения мы пользоваться не стали.

GMA HD всех версий трудились под управлением драйвера 8.15.10.2696 от 23 марта сего года. Для Radeon HD использовался Catalyst 12.3.

Интерактивная работа в трёхмерных пакетах

За последний год в Intel сумели хорошо поработать над драйверами, что обеспечило весомый прирост производительности в программах профессионального назначения (тот же Core i5-2400 первоначально набирал в тесте всего 47 баллов), что, однако, полностью теряется на фоне GMA HD нового поколения: даже 2500 уже с легкостью обходит 3000. Впрочем, слишком уж радоваться этому факту не выходит — даже самой простенькой дискретной видеокарты достаточно, чтобы увеличить производительность раза в полтора-два. Таким образом, комплектация ноутбуков, на которых планируется хоть изредка работать с пакетами 3D-моделирования, младшими дискретными GPU до сих пор остается в какой-то степени оправданной (если оставить за кадром оправданность самой по себе идеи использования Maya на ноутбуке). Но, по крайней мере, уже хорошо, что даже владельцы портативных компьютеров на будущих Celeron окажутся тут в несколько лучшем положении, чем выбравшие в прошлом году модели Core с GMA HD 3000.

Математические и инженерные расчёты

Да и на «процессорный» балл этих тестов графическая система некоторое влияние оказывает, так что, как видим, Core i5 с GMA HD 2500 может обойти некогда топовый Core i7 с GMA HD 3000. Впрочем, дискретный Radeon HD все равно быстрее, но чуть в меньшей степени, чем в предыдущем случае.

Aliens vs. Predator

На GMA HD предыдущего поколения бенчмарк не запускается, поскольку требует поддержку DirectX 11 в обязательном порядке. С другой стороны, как видите, запускаться в качественном режиме ему незачем и на остальных трех решениях :) Даже GMA HD 4000 вытягивает лишь 10 кадров в секунду, Radeon HD 6450 в полтора раза медленнее, а замыкает тройку «лидеров» GMA HD 2500, отстав от Radeon еще процентов на 20. Но  можно было ожидать и худшего — конвееров в 2500 в 2,5 раза меньше, чем в 4000, а производительность меньше даже не в два раза.

Более интересен для систем такого уровня, конечно же, низкокачественный режим, производительность в котором тоже зависит от GPU (приложение весьма тяжелое). И что мы видим? Опять почти двукратное отставание GMA HD 2500 от 4000, что не помешало первому, тем не менее, чуть-чуть опередить Radeon HD 6450! С предшественниками опять сравнивать нечего, ввиду того, что на них бенчмарк вообще не работает.

Batman: Arkham Asylum GOTY Edition

Более старый игровой движок позволяет GMA HD 4000 продемонстрировать что-то путное и в качественном режиме, но только ему — остальные хуже. Совсем чуть-чуть до психологической границы не дотянул GMA HD 3000, GMA HD 2500 вообще лишь еле-еле перевалил за 20 FPS, однако ни GMA HD 2000 (как и следовало ожидать), ни Radeon HD 6450 не смогли и этого. Так что тут ощущения от 2500 двойственные: с одной стороны, он не только непосредственного предшественника обходит, но и некоторые дискретные видеокарты, с другой же — практической пользы от этого нет.

А вот тут самым быстрым оказался как раз Radeon HD 6450. Второе место у GMA HD 4000, третье — у GMA HD 3000. С совсем небольшим отставанием. Но с большой натяжкой — тут и сам-то процессор самый быстрый в предыдущем поколении, что при низких настройках качества сказывается. В общем, не опровергая последовательность расстановки участников, правильным будет считать, что GMA HD 2500 где-то ровно между 2000 и 3000 (что полностью соответствует номеру), а не ближе к первому.

Crysis: Warhead x64

Crysis давно уже не великий, но для слабых графических решений по-прежнему ужасный, так что пытаться играть в него с качественными настройками не стоит. С чисто теоретической же точки зрения, GMA HD 2500 немного быстрее Radeon HD 6450 и в паре 2000/3000 ближе ко второму.

У результатов в режиме низкого качества появляется практический смысл, причем для всех испытуемых. Впрочем, нашего сегодняшнего главного героя хвалить тут особо не за что — никаких чудес не продемонстрировано, производительность лишь немногим выше, чем у GMA HD 2000.

F1 2010

GMA HD 3000 уменьшает количество работы, упрощая отрисовку, а на GMA HD 2000/2500 и Radeon HD 6450 этим занимается и сам игровой движок, стараясь удержать частоту кадров на минимально-приемлемом (со своей точки зрения) уровне, откуда и такой забавный общий результат. Очевидно, что для получения более осмысленного нужно снижать настройки.

Менее забавным результат, впрочем, не стал. Пытающийся работать «честно» GMA HD 2500 оказался явным аутсайдером, проиграв даже GMA HD 2000. В общем, такой вот искусственный интеллект в действии — F1 для теста слабых систем следует использовать осторожно, поскольку условия не всегда получаются равными. Да и вообще решения с разной архитектурой здесь ведут себя очень по-разному. Но вторую победу Radeon HD 6450 можно зафиксировать точно. Что достаточно показательно: несмотря на весь прогресс в интегрированной графике Intel, до сих пор бывают условия, в которой она с легкостью может проиграть пусть самому бюджетному, но дискретному решению.

Far Cry 2

А вот в более предсказуемых играх всё более предсказуемо :) На первое место опять пристраивается GMA HD 4000, но чисто номинально: играть все равно нельзя. GMA HD 2500 опять отстает почти вдвое, что ставит его на столь же номинальное четвертое место, но ближе к GMA HD 3000, чем к 2000 — хоть это хорошо.

При снижении качества же играть можно на любом решении, но 2500 тут не сильно отличается от 2000. Впрочем, проще всего будет зафиксировать очередную неудобную для GMA HD сферу применения: убедительно от группы оторвался только Radeon HD 6450.

Metro 2033

Он же оторвался и здесь, но уже в другую сторону. Вообще, очень похоже, что все победы дискретного решения наблюдаются лишь тогда, когда есть где развернуться самим процессорным ядрам — ведь оно не претендует на долю ни в теплопакете, ни в доступе к памяти; а вот производительность самого GPU уже выше у Intel. Ну и читеринг второго поколения GMA HD тоже не стоит сбрасывать со счетов. Особенно когда видеочип перегружен настолько — даже небольшое упрощение картинки мгновенно увеличивает относительную производительность чуть ли не в разы.

При снижении же качества оказывается, что на GMA HD 4000 и 3000 играть уже как-то можно, а на 2500 — почти можно: он опять ближе к 3000, чем к 2000. Последним же оказался Radeon HD 6450: расплата за честность, не соответствующую производительности :)

Сводные результаты

В принципе, качественный режим для всех видеорешений такого уровня является чистой синтетикой (о чем мы неоднократно предупреждали), но сами по себе результаты любопытные. В частности, уже GMA HD 2500 находится на уровне Radeon HD 6450 (чуть обгоняя «замедленные» модификации последнего и чуть отставая от «канонически правильной» версии) по производительности, также не уступая ему в функциональности. GMA HD 4000 быстрее примерно в полтора раза, что не так уж и принципиально — 16 конвееров против 6 могли бы обеспечить и бо́льшую разницу. GMA HD же предыдущего поколения всяко хуже — на них попросту не всё работает, а что работает — не всегда делает это правильно. Так что GMA HD 3000 «в попугаях» длиннее лишь формально, а GMA HD 2000 и этим похвастать не может.

А вот в режиме пониженного качества Radeon HD 6450 уже в среднем не хуже, чем GMA HD 4000. Причина была объяснена выше: дело вовсе не в какой-то выдающейся производительности младшего дискретного решения, а только в том, что оно дискретное. Т. е. при использовании отдельной видеокарты GPU не мешает работать CPU, оставляя в распоряжении последнего и весь теплопакет, и всю память. GMA HD 2500, естественно, еще медленнее, причем формально отстает даже от GMA HD 3000, но не стоит забывать о качественно разном уровне этих решений, о чем тоже не раз было сказано выше: не всё, что будет работать на 2500, хотя бы запустится на 3000 или будет там работать «правильно». При сравнении новинки с 2000 это тоже верно, но и подросшая производительность имеет место быть однозначно.

Разница же между младшим и старшим решениями в одном поколении увеличилась, однако в этом нет ничего неожиданного: ранее количество ГП различалось в два раза, а теперь уже в 2,5. Так что мы бы не удивились, столкнувшись с еще более сильным «проседанием».

Проигрывание видео высокой чёткости

  Core i5-3450 Core i5-3570K
MPC-HC (DXVA) 7 7
MPC-HC (SW) 72 68
VLC (DXVA) 16 14
VLC (SW) 61 56

Давно выявленная проблема GMA HD 2000/3000 имеет решение в виде выбора других кодеков, однако сделано это будет уже в новой версии методики. GMA HD 2500/4000 хороши уже тем, что там таких проблем меньше — как и на решениях AMD и NVIDIA, всё работает сразу. Различий, как и следовало ожидать, нет (с точностью до разной тактовой частоты двух Core i5) — отвечающий за аппаратное декодирование блок в обеих версиях GPU один и тот же.

Итого

Итак, что можно сказать про младший вариант GMA HD третьего поколения? Есть, работает, и по совокупности, естественно, несколько отстает от младших дискретных GPU, но в принципе находится уже на том же уровне — поскольку, во-первых, и младшая дискретка полноценным игровым решением тоже не является, а во-вторых, чаще всего она выигрывает лишь за счет того, что дискретка (при серьезной нагрузке производительность Radeon HD 6450 обычно ниже).

Это что касается игрового применения — а в программах профессионального назначения недостатки драйвера Intel до сих пор сказываются. Впрочем, за год, например, производительность в интерактиве Maya у GMA HD 2000 выросла почти вдвое (!), так что мы не удивимся, если отладка программной составляющей приведет к дальнейшим победам над собой — вероятность этого есть.

Ну и на будущее пока остаются примеры «неклассического» применения GPU — транскодирование и OpenCL. В последнем, впрочем, мы никаких прорывов не ожидаем — здесь отставание 2500 от 4000 может только усилиться, но ведь второе поколение GMA HD в таких программах процессору вообще ничем помочь не может. А QuickSync 2.0 должен, как раз, работать одинаково и в младшем, и в старшем решениях, обгоняя первую реализацию фирменного транскодера. Собственно, уже она в свое время продемонстрировала прекрасные результаты в целевой сфере применения. Но с тех пор точка превратилась в многоточие: и AMD, и NVIDIA под впечатлением от QuickSync задумались о необходимости выделенного блока транскодирования, не ограничиваясь лишь возможностью «помочь» центральному процессору графическими. Таким образом, назревает потребность в полномасштабном сравнении как скорости, так и качества работы различных технологий — QuickSync (обеих версий), NVENC, VCE и традиционного программного кодирования.

Впрочем, тут уже мы забежали в будущее, что вполне объяснимо — как видите, несмотря на то, что компания Intel оставила рынок дискретных GPU еще до того, как видеоконтроллеры стали так называть (да и довольно удачный для своего времени i740 был, скорее, отладочным решением — для последующей интеграции в чипсеты), в последнее время разрыв между ее продуктами и тем, что делают AMD и NVIDIA начал неуклонно сокращаться. Правда, сокращается он, разумеется, только с качественной точки зрения — по производительности интегрированные решения в принципе неспособны конкурировать с топовыми дискретными GPU, в лучшем случае лишь выходя на уровень бюджетной продукции. А вот качественно… Качественно они сближаются все больше и больше, поддерживая одинаковые технологии. Причем времена, когда интегрированная графика плелась в хвосте прогресса, кончились — теперь уже наблюдаются заимствования в обоих направлениях. В общем, вслед за эпохой, когда дискретное видео было в любом компьютере (завершившейся без малого 15 лет назад), заканчивается и следующая — когда нужно было долго думать: получится ли обойтись интегрированным решением или, все же, постараться приобрести хоть какой-то «переходник для монитора» (либо при апгрейде сохранить что-нибудь давно купленное)? Теперь же вопрос в большинстве случаев встает иначе: есть ли потребность в производительном дискретном GPU? А решениям начального уровня, как мы уже писали, нужно либо существенно повысить этот самый уровень, либо покинуть рынок.



Благодарим компании Corsair, G.Skill, Palit и «Юлмарт»
за помощь в комплектации тестовых стендов



Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.