Intel HD Graphics: интегрированная графика нового поколения. Мобильная видеокарта Intel Graphics Media Accelerator (GMA) HD Graphics

Компания Intel, являющаяся одной из старейших и в то же время самых крупных фирм на рынке ИT, в начале этого года анонсировала долгожданную новинку - центральные процессоры с интегрированной в них графической составляющей. Безусловно, трудно сказать, какая именно компания определяет будущее компьютерной индустрии. Большинство производителей компьютерных комплектующих постоянно предлагают новые идеи и пытаются воплотить в жизнь далеко не ординарные решения. Однако будущее как новинки, так и, порой, самой компании-производителя зависит от того, как покупатели отреагируют на новый продукт. Для такой компании, как Intel, счастливая судьба новинки зачастую предопределена, поскольку, прежде чем появиться на рынке, продукт проходит множество тестов и, что немаловажно, учитывает требования потребительского рынка в мировых масштабах.

Начиная с первых интегрированных решений, которые стали появляться в конце ХХ века, тенденции на рынке компьютеров таковы: все производители пытаются предложить экономичные, достаточно мощные и в то же время максимально компактные устройства. Интеграция разнообразных компонентов в единое целое - это тот путь, который был выбран большинством производителей компьютерных комплектующих. Если рассматривать, какие компоненты были интегрированы с начала популярности домашних компьютеров, то получится достаточно большой список. Сначала в системную плату были встроены сетевые и звуковые контроллеры, затем - дисковые контроллеры с возможностью создания RAID, потом - контроллеры передачи данных (USB, FireWire).

В уже далеком 2003 году AMD стала первой компанией, в процессорах которой появились модели с интегрированным контроллером оперативной памяти Athlon 64. Ее решение получилось удачным, однако новые процессоры Intel Core быстро обрели популярность за счет возросшей производительности, и AMD отошла на второй план. Компания Intel хотя и является главным новатором в области производства центральных процессоров, но начала использовать встроенный в процессор контроллер оперативной памяти относительно недавно. Первые процессоры с интегрированным контроллером памяти основывались на архитектуре Nehalem. Следующая серия процессоров - Core i5 750 и Core i7 8xx - в дополнение к встроенному контроллеру памяти получила интегрированный контроллер PCI-Express. Это позволило в значительной степени упростить дизайн материнских плат и фактически избавиться от самого понятия «северный мост чипсета». Однако справедливости ради стоит отметить, что в процессорах Core i7 для разъема LGA 1366 интегрируется также контроллер шины QPI, которая отсутствует у младших моделей.

В начале 2010 года компания Intel сделала очередной шаг на пути к тотальной интеграции всего и вся. Теперь настала очередь и без того интегрированных графических процессоров Intel переместиться в корпус центрального процессора. По всей видимости, в ближайшем будущем домашний компьютер как платформа будет стремиться к варианту ноутбука, где большинство компонентов интегрировано в системную плату и некоторые из них заменить невозможно. Удачный это подход или плохой - покажет время, а мы обратимся к новому графическому чипу Intel, ведь дискретная графика от Intel так и не увидит свет.

В этом небольшом тестировании мы сравним по производительности новое интегрированное решение компании Intel и бюджетное решение одного из основных производителей дискретных видеокарт компании NVIDIA - видеокарту Palit GeForce 210.

Дискретная видеокарта Palit GeForce 210

Новый графический чип GeForce 210, вышедший совсем недавно, не отличается по числу вычислительных блоков от своего предшественника - видеокарты GeForce 9400 GT. В нем содержится 16 потоковых процессоров, восемь текстурных блоков и четыре блока рендеринга. Основное отличие нового графического ядра, получившего кодовое название GT218, - это новый технологический процесс и урезанная до 64 бит шина памяти. Новые видеокарты на базе GeForce GT 210 позиционируются как экономичное и компактное решение для маленьких компьютеров и различных домашних медиацентров, от них не требуется большой производительности в современных играх, поскольку они ориентированы лишь на работу в мультимедийных приложениях и необходимы для вывода высококачественной картинки. Большинство видеокарт этой серии выполнено в низкопрофильном формате для установки в нестандартные корпуса. Нельзя не отметить и полноценную поддержку стандарта HDMI, по которому теперь передается звуковой сигнал. Отметим, что ранее карты GeForce необходимо было подключать через переходник S/PDIF к звуковой карте или же использовать отдельный звук, что доставляло определенные неудобства при подключении телевизоров и других медийных устройств. Даже видеокарты высшего ценового сегмента - GeForce GTS250 - создавали подобные проблемы, но теперь они наконец решены.

Графический процессор этой видеокарты - GT218 - работает на частоте 589 МГц, а унифицированные процессоры - с частотой 1402 МГц. В этой видеокарте используется видеопамять стандарта GDDR2, которая представлена микросхемами производства Elixir, работающими на частоте 405 МГц. Общий объем видеопамяти составляет 512 Мбайт.

Интегрированный графический чип Intel

Информации о точных характеристиках нового интегрированного в центральный процессор графического решения от Intel практически нет. Как обычно, компания не сообщает основные составляющие своей архитектуры, и пользователям доступны лишь общие данные о технических характеристиках этих графических процессоров. Стоит отметить, что графический контроллер, интегрированный в мобильные версии процессоров Core i5/i3, динамически изменяет свою рабочую частоту в зависимости от степени нагрузки. Такая схема работы построена на основе технологии Turbo Boost, которая применяется в центральных процессорах. Из-за этого нельзя судить о точной частоте работы процессора для данного типа графического контроллера. Однако данная технология не применяется в настольных процессорах. Причины отказа от использования этой популярной и в большинстве случаев эффективной системы непонятны и не объясняются производителем, но факт остается фактом. Из информации о графических чипах, которая доступна в виде слайдов, известно, что новые интегрированные графические решения Intel для настольных процессоров различаются только по частоте работы графического ядра. Так, в одном из самых мощных центральных процессоров - Intel Core i5 661 серии Core i3/i5 с интегрированным графическим ядром - графическое ядро работает на тактовой частоте 900 МГц. В младших моделях центральных процессоров этой серии графическое ядро работает на частоте 733 МГц. И наконец, в самом младшем процессоре Pentuim-G 6950 интегрированный графический контроллер работает на частоте 533 МГц. Отметим, что в нашем тестировании принимал участие процессор Intel Core i5 661, который имеет самый производительный интегрированный графический чип Intel.

Совершенно очевидно, что интегрированная графика, как и видеокарты сегмента low-end, не способна обеспечить приемлемого уровня производительности при максимальных настройках качества в современных компьютерных играх. Именно поэтому основной упор производители делают на мультимедийных возможностях своих бюджетных решений. Новая модификация графики Intel под кодовым названием Intel GMA HD обзавелась более совершенными технологиями по работе с HD-мультимедиаконтентом. Поддерживается вывод изображения на несколько устройств одновременно, улучшены алгоритмы обработки видео высокого качества, появилась полноценная поддержка интерфейса HDMI, а также технологий Dolby TrueHD и DTS Master Audio. В то же время заявлена поддержка аппаратного декодирования HD-видео, так что данные процессоры с интегрированной графикой могут найти применение в полноценных мультимедийных центрах для воспроизведения видео высокого разрешения.

Нельзя не сказать и о том, что некоторые изменения в новых графических контроллерах Intel коснулись и 3D. Так, по данным компании Intel, в новом графическом чипе с 10 до 12 увеличилось количество вычислительных блоков, были усовершенствованы алгоритмы обработки вершин, а также алгоритмы работы с буфером глубины. Кроме того, немного подросли тактовые частоты и увеличился объем оперативной памяти, выделяемой для графических операций. Отметим, что в предыдущем графическом контроллере максимальная тактовая частота графического чипа не превышала 800 МГц, при этом максимальный объем памяти составлял 768 Мбайт. Теперь максимальная планка частоты для графического ядра повышена до 900 МГц. Максимальный объем оперативной памяти, который может задействовать графический контроллер, достигает 1,7 Гбайт. Также новое графическое ядро Intel получило полную поддержку операционной системы Windows 7 и стандарта OpenGl 2.1.

После краткого изложения технических характеристик исследуемых моделей рассмотрим тестовый стенд и результаты тестирования.

Методика тестирования

Методика тестирования видеокарт подробно изложена в статье «Новая методика тестирования процессоров, компьютеров и видеокарт», опубликованной в сентябрьском номере журнала за 2009 год, а потому не станем повторяться. Отметим лишь, что в этом тестировании в качестве операционной системы мы использовали новую ОС Windows 7 Ultimate. Для тестирования применялся стенд следующей конфигурации:

• процессор - Intel Core i5 661 с частотой 3,06 ГГц;
• системная плата - Gigabyte GA-H55M-UD2H;
• чипсет системной платы - Intel H55 Express;
• оперативная память - DDR3-1066;
• объем памяти - 2 Гбайт (два модуля по 1024 Мбайт);
• режим работы памяти - DDR3-1066, двухканальный;
• тайминги памяти - 7-7-7-20;
• жесткий диск - Western Digital WD3200AAKS;
• монитор Acer P243W с максимальным разрешением 1920x1200 (Full HD);
• операционная система - Windows 7 Ultimate;
• блок питания компании Tagan мощностью 750 Вт.

Мы использовали последние на момент тестирования драйверы для графических карт. Для тестирования видеокарт мы применяли тестовый скрипт ComputerPress Game Benchmark Script v4.0, который позволяет полностью автоматизировать весь процесс тестирования и выбирать игры для тестирования, разрешение экрана, при котором они запускаются, настройку игр на максимальное качество отображения или максимальную производительность, а также задавать количество прогонов для каждой игры. Поскольку данные видеоадаптеры не предназначены для игры при максимальных настройках качества, мы тестировали их только в режиме максимальной производительности, то есть с минимальными настройками качества. Поскольку каждый из тестов запускался при различном широкоформатном разрешении, общая картина результатов отражала различие в производительности этих графических контроллеров достаточно точно. Абсолютные показатели производительности видеокарт (кадры в секунду) показаны на рис. 1-10.

16.02.2010 12:15

История современных графических процессоров Intel GMA началась ещё в 2004-м году, когда публике был представлен чипсет Intel 910\915 со встроенной графикой GMA 900. Данный GPU был намного быстрее морально устаревшего Intel Extreme Graphics 2, однако ввиду архитектурных особенностей так и не смогло составить конкуренцию встроенным решениям конкурентов - Radeon X200 и Geforce 6150.

Дело в том, что данный GPU поддерживал DirectX 9 лишь формально, на программном уровне. У него отсутствовал блок T&L, и блоки вершинных конвейеров. Всю работу по обработке вершин и геометрии совершал CPU.

Всего 4 пиксельных конвейера не давали особо разгуляться, и итоговая производительность решения оказывалась на уровне Radeon 9000 или Geforce 4MX.

Спустя полтора года появилось обновлённое решение - GMA 950. Данный GPU оказался лишь слегка разогнанной и улучшенной версией GMA 900. Из достоинств следует отметить аппаратную поддержку DirectX 9 и Shader Model 2.0

Однако, несмотря на некоторую "эволюцию", блока T&L и вершинных конвейеров у данного видеоядра так и не появилось.

В 2006-м году, вместе с появлением чипсетом Intel 965, был анонсирован новый GPU компании GMA X3100 - достаточно продвинутый видеочип позволяющий без проблем играть в более-менее современные игры при условии наличия современного двуядерного процессора. Новинка была оснащена 8-ю унифицированными шейдерными процессорами, 8-ю блоками ROP"s и поддерживала DX9C и DX10 (который правда был отключён на программном уровне).

Двумя годами позже, Intel анонсировала линейку встроенных видеочипов GMA X4500, которая имела "врождённую" поддержку DirectX 10, и имела уже 10 унифицированных шейдерных процессоров. В паре с процессором Core 2 Duo работающим на частоте ~2500МГц, данный GPU набирал примерно 1000 очков в 3DMark 2006. Конечно, для игры в Crysis или GTA 4 производительности данной системы было недостаточно, однако по сравнению с предыдущими GPU компании Intel прогресс был очевиден.

Итак, прошло ещё полтора года. Компания Intel готовит к продаже процессоры Pentium G6950 под сокет LGA 1156, c интегрированным графическим ядром - GMA HD.

Несмотря на оптимистичные прогнозы, данное видеоядро является логическим продолжением GMA 3000 и GMA 4000 и имеет схожую с ними архитектуру.

Итак, GMA HD теперь имеет 12 потоковых процессоров и 12 блоков ROP"s. В паре с процессором Pentium G6950 и 2-мя гигабайтами DDR3 памяти, удалось получить следующие результаты:

Intel GMA X4500HD

3DMark 2006 - 1169
FarCry 2 - 17.30
Devil May Cry 4 - 31.87
Street Fighter 4 - 35.65

Intel GMA HD

3DMark 2006 - 1560
FarCry 2 - 22.84
Devil May Cry 4 - 39.42
Street Fighter 4 - 38.46

GeForce 9300

3DMark 2006 - 1869
FarCry 2 - 35.02
Devil May Cry 4 - 55.15
Street Fighter 4 - 63.03

Как видите, разница между GMA HD и X4500 крайне мала. И это при том, что в системе с GMA HD использовалась DDR3 память, дающая большую ПСП GPU.

К сожалению, вновь стоит констатировать факт - Intel ещё очень и очень далеко до действительно мощных встроенных решений, которые бы оказывали реальную конкуренцию продуктам от AMD и Nvidia. Пока - уровень производительности GMA HD едва дотягивает до Radeon HD 3200 и Geforce 8200. Ну, что"ж, уже почти неплохо. Дальше будет лучше.

Представленная модель графического процессора появилась осенью 2008 года и присутствовала только в компьютерах мобильного типа, то есть в ноутбуках. Однако по характеристикам Intel GMA 4500MHD рассчитана исключительно на офисное использование. Из-за низкой битности шины памяти, всего 64 бита, она не может обеспечить нормальную пропускную способность, поэтому ничего тяжелее "Ворда" запускать на ноутбуке не стоит.

Аббревиатура GMA переводится как "Графический Медиа Акселератор", другими словами, графический ускоритель. Технологический процесс составляет 65 нанометров, что говорит о низком производительном потенциале, ведь чем меньше техпроцесс, тем больше графический адаптер сможет обеспечить пропускную способность. Далее будут представлены характеристики Intel GMA 4500MHD.

Подробное мобильного графического адаптера

Характеристики указывают на название графического ядра, которое Intel именовала Cantiga. Компания начала встраивать графические ядра в процессоры только из серии Core i, поэтому старые версии графических адаптеров интегрировались исключительно в материнские платы.

Частота работы встроенной видеокарты Intel GMA 4500MHD равна 533 мегагерцам. Блоков растеризации, как и текстурных блоков, у этого графического процессора всего четыре. Что касается универсальных процессоров, то их количество составляет ровно 10 штук.

Для работы с изображениями Intel GMA 4500MHD использует интерфейс PCI E, который максимально эксплуатирует ресурсы графического адаптера. Графическое ядро Cantiga использует равные версии вершинных и пиксельных шейдеров (четвертая версия).

Есть возможность подключения нескольких мониторов, включая основной экран ноутбука. Также у этого типа видеокарт поддерживается технология DirectX десятой версии, что значительно облегчает обмен данными между аппаратурой и операционной системой.

Характеристики памяти

Так как интегрированные мобильные видеокарты не имеют собственного объема памяти, они используют аналогичный ресурс с помощью оперативной памяти. Ноутбуки, работающие с этой графической картой, обладают максимальным объемом памяти, равным двум гигабайтам.

Формат может быть как DDR2, так и DDR3. Частота работы с памятью формата DDR2 составляет 400 мегагерц, а с DDR3 — 533 мегагерц. Работая с типом памяти DDR2, графический процессор Intel GMA 4500MHD вырабатывает пропускную способность, равную 6,4 гигабайта в секунду. Что касается типа оперативной памяти DDR3, то тут пропускная способность немного выше — 8,5 гигабайта в секунду.

Тестирование в играх и программах

Несмотря на то что мобильные видеокарты совершенно не предназначены для запуска компьютерных игр, стоило проверить ее способности в нескольких из них, чтобы полностью рассмотреть возможный потенциал данного графического адаптера.

Тестирование в программе-бенчмарке показывает производительность видеокарты, опираясь на самую мощную видеокарту на данный момент. То есть программа сопоставляет видеокарты Intel GMA 4500MHD и NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti, где оценка ведется по 100-бальной шкале. Видеокарта от Intel показывает среднюю производительность, равную 0,08 балла.

Что касается игр, то тут тоже не все идеально, так как даже в играх 2012-2013 годов с низкими настройками графики и самым малым разрешением тестеры выдают не более 25 кадров.

Ноутбук Samsung R530-JA07

Диагональ экрана данного мобильного компьютера составляет 15.6 дюйма, что соответствует стандартному размеру большинства ноутбуков. Размерные параметры измеряются в миллиметрах: ширина — 358 мм, высота — 269 мм, а толщина равна 38 миллиметрам. Вес этого мобильного компьютера составляет 2,7 килограмма.

Поддерживается максимальное разрешение экрана 1366 х 768 точек, что указывает на стандартное соотношение сторон, когда экран делится на блоки 16 х 9. На ноутбуке также есть встроенная веб-камера, качество которой равно 0,3 мегапикселя. При покупке ноутбука предоставляется установленная операционная система Windows 7 Home Basic.

Частота установленного процессора достигает 2 гигагерц. Характеристики Intel GMA 4500MHD указывают на то, что у нее нет собственного объема памяти, поэтому графический адаптер использует объем оперативной памяти ноутбука, который равен двум гигабайтам.

Емкость предоставляемого жесткого диска составляет 250 гигабайт, чего вполне достаточно для хранения данных на офисном ноутбуке. Также есть в наличии привод, способный записывать и считывать диски формата CD и DVD-RW.

Интегрированные интерфейсы включают в себя наличие USB-портов, Wi-Fi адаптера, выхода HDMI и картридера для считывания информации с SD-карт.

Интегрированный видеоакселератор входил в состав серий наборов системной логики 940 G и 945 G. Он обеспечивал базовый уровень производительности графической подсистемы как настольных вычислительных систем, так и мобильных компьютеров. В первом случае его наиболее оптимально было использовать в офисе для реализации наиболее простых задач. Во втором же пониженный уровень энергопотребления обеспечивал повышенную автономность ноутбука. Именно об этом интегрированном графическом микроконтроллере и пойдет в данном обзоре речь.

Ниша ускорителя

К наименее производительным графическим продуктам принадлежал в свое время Intel GMA 950. Видеоадаптерданной модели, как было отмечено ранее, был встроенным решением. Поэтому его наиболее правильно было применять в составе офисных компьютеров. Такое аппаратное обеспечение позволяло запускать наименее ресурсо емкие задачи. К их числу можно отнести браузер, мультимедийные проигрыватели и офисные пакеты. Также этот перечень могут дополнить устаревшие игрушки, но в этом случае качество картинки будет очень и очень скромным. Поэтому рассматривать ПК, оснащенный лишь только таким ускорителем, как полноценную игровую систему нельзя, а вот для офисного компьютера он вполне подходит.

Характеристики процессорного устройства графического акселератора

По технологии с допусками 130 нм производился кремниевый кристалл Intel GMA 950. Характеристикиего указывают на энергопотребление в 7 Вт. Графических процессоров у него всего лишь 4 штуки, а блок растеризации — всего лишь 1 . Графическая подсистема в комплексе функционирует на частоте 250 МГц. Основной разъем для подключения в данном случае — это аналоговый VGA. Также в некоторых случаях возможно использование для вывода видеосигнала цифрового порта DVI. А вот о поддержке основного разъема для этих целей на сегодняшний день HDMI в данном случае не может быть и речи по той причине, что на момент создания GMA 950 он был еще на стадии разработки.

Подсистема памяти

Отдельной выделенной памяти не было предусмотрено для Intel GMA 950. Но такой инженерный подход типичен для интегрированных видеокарт. Часть системной оперативной памяти на уровне БИОСа резервируется для нужд графической подсистемы, и с ним может взаимодействовать лишь только графический адаптер. Максимальный объем видеобуфера — 224 Мб. Тип памяти в этом случае может быть лишь только DDR2 с максимальной частотой 800 МГц, а разрядность шины подключения равна 64 битам. Это очень скромные технические спецификации, которые существенно снижают быстродействие видеоподсистемы.

Драйверы

Windows Vista - это основная операционная система для Intel GMA 950. Windows 7 и остальные более поздние версии этого системного софта имеют уже встроенные драйверы для данного адаптера. А вот в случае основной ОС «Виста» и более ранних версий их приходилось отдельно инсталлировать. Также было разработано фирменное управляющее программное обеспечение для таких операционных систем, как MacOS и «Линукс». А вот UNIX такой поддержкой не мог похвастаться. Эта ОС сейчас встречается крайне редко на настольных компьютерах, и отдельно разрабатывать для нее драйверы нецелесообразно.

Разгонный потенциал

Как было уже отмечено ранее, штатная тактовая частота для данного адаптера составляла 250 МГц. Но существовала возможность его разгона, и при этом каких-либо дополнительных требований к комплектации персонального компьютера не выдвигалось. Нужно было лишь проинсталлировать утилиту GMABooster от «Интел». Затем необходимо было ее запустить и задать новое значение тактовой частоты. Разработчики при этом ограничили тактовую частоту значениями 250—400 МГц. Прирост ее в этом случае составлял солидные 60%. Но в реальности производительность графической подсистемы возрастала совсем несущественно. Ключевой фактор в этом случае — скромные параметры ускорителя, и от увеличения частоты особого выигрыша в плане быстродействия не было.

Синтетические тесты

Довольно скромные результаты у Intel GMA 950в синтетических тестах. Но чего-то другого ожидать от встроенной видеокарты не приходится. В качестве оппонентов наиболее оптимально выбрать GMA 3150 и GMA 500 от «Интел» и Mirage 3 671МХ от SIS. Это все интегрированные акселераторы, и они имеют сопоставимый уровень производительности. В тесте 3 DMark 06 эти адаптеры набирают такие условные баллы:

GMA 3150 - 144.

GMA 950 - 107.

Mirage 3671 МХ — 68.

GMA 500 - 68.

Условно игровым решением начального уровня можно считать GMA 3150, и по результатам этого теста видно то, что герой нашей статьи до его уровня уж точно не дотягивает. Также можно отметить то, что даже дискретные графические адаптеры начального класса имеют большее быстродействие.

Результаты в играх

Некоторые игры все же идут на данном решении, хоть номинально не игровым графическим процессором является Intel GMA 950. Игры в некоторых случаях возможно запустить при уменьшении разрешения и снижении качества картинки. По результатам тестов на данном акселераторе могут запускаться такие проекты:

Mafia в разрешении 800Х600 и даже с высоким качеством изображения.

GTA в версии San Andreas в формате 640Х480, среднем качестве картинки и 16-битном формате картинок.

Civilization 4 в 1024х768 и с высоким уровнем детализации.

Elder Scrolls в модификации Morrorwind. Разрешение должно быть 800Х600, а качество картинки при этом среднее.

Hitman: Contracts при 800Х600 и среднем уровне детализации тоже запустится.

Во всех ранее приведенных играх количество кадров не опускается ниже 30, и как результат, они в комфортном «геймплее».