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 обоих 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. Это мы и проверим.
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» образовалось 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 на одном кристалле, стали процессоры Sandy Bridge.
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.
Встроенная в процессор графика появилась 6 лет назад
В отличие от вычислительной части, «встройка» в решениях Intel заметно прогрессирует. HD Graphics 3000 в настольных процессорах Sandy Bridge K-серии 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.
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.
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 условно 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.
Тестирование
Для испытания современной встроенной графики я взял четыре процессора: по два от AMD и Intel. Все чипы оснащены разными iGPU. Так, у гибридников AMD A8 (плюс A10-7700K) видео Radeon R7 идет с 384 унифицированными процессорами. У старшей серии — A10 — на 128 блоков больше. Выше у флагмана и частота. Есть еще серия A6 — в ней с 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.
Самой мощной встроенной графикой обладают процессоры AMD A10 и Intel Broadwell
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 | 4/4 |
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 |
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: |
Процессоры: AMD A8-7670K, AMD A10-7890K; | Процессор: Intel Core i5-6400; | Процессор: Intel Core i5-5675C; | Процессор: AMD FX-4300; |
Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | Материнская плата: ASUS Z170 PRO GAMING; | Материнская плата: ASRock Z97 Fatal1ty Performance; | Материнская плата: ASUS 970 PRO GAMING/AURA; |
Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR4-2400 (14-14-14-36), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 750 Ti; |
Оперативная память: DDR3-1866 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | |||
Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | Материнская плата: ASUS Z170 PRO GAMING; | Материнская плата: ASRock Z97 Fatal1ty Performance; | |
Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR4-2400 (14-14-14-36), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | |
Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | Материнская плата: ASUS Z170 PRO GAMING; | ||
Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | Оперативная память: DDR4-2400 (14-14-14-36), 2x 8 Гбайт. | ||
Материнская плата: ASUS CROSSBLADE Ranger; | |||
Оперативная память: DDR3-2400 (11-13-13-35), 2x 8 Гбайт. | |||
Операционная система: Windows 10 Pro x64; | |||
Периферия: монитор LG 31MU97; | |||
Драйвер AMD: 16.4.1 Hotfix; | |||
Драйвер Intel: 15.40.64.4404; | |||
Драйвер NVIDIA: 364.72. |
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.
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.
При использовании гибридных процессоров AMD ситуация выглядит лучше. Увеличение скорости работы ОЗУ дает более внушительный прирост FPS, в дельте частот 1866-2400 МГц мы имеем дело с прибавкой в 2-4 кадра в секунду. Думаю, использование во всех тестовых стендах оперативной памяти с эффективной частотой 2400 МГц — это рациональное решение. И более приближенное к реальности.
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 — сюда же) не имеют права быть требовательными. 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.
Производительность встроенной графики зависит от частоты оперативной памяти
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 . Будем считать играбельным показатель в 25 кадр/с.
Нетребовательные игры | Игры 2013/14 годов | Игры 2015 года | Игры 2016 года |
Dota 2 — высокое; | Bioshock Infinite — среднее; | Fallout 4 — низкое; | Rise of the Tomb Raider — низкое; |
Diablo III — высокое; | Battlefield 4 —среднее; | GTA V — стандартное; | Need for Speed — низкое; |
StarCraft II — высоко. | Far Cry 4 — низкое. | «Ведьмак 3: Дикая Охота» — низкое; | XCOM 2 — низкое. |
DiRT Rally — высокое. | |||
Diablo III — высокое; | Battlefield 4 —среднее; | GTA V — стандартное; | |
StarCraft II — высоко. | Far Cry 4 — низкое. | «Ведьмак 3: Дикая Охота» — низкое; | |
DiRT Rally — высокое. | |||
Diablo III — высокое; | Battlefield 4 —среднее; | ||
StarCraft II — высоко. | Far Cry 4 — низкое. | ||
Diablo III — высокое; | |||
StarCraft II — высоко. |
HD
Основная цель тестирования — изучить производительность встроенной графики процессоров в разрешении Full HD, но для начала разомнемся на 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.
HD Graphics 530 сливает уже в разрешении 720p
Графика Radeon R7, используемая в A8-7670K, не справилась с тремя играми, Iris Pro 6200 — с двумя, а встройка A10-7890K — с одной.
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 более требовательных 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 «Компьютер месяца». Подсчитать стоимость несложно: чип стоит 4000 рублей, адаптер — 8500 рублей. Дуэт выходит 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.
В Full HD-разрешении с максимальными настройками качества графики играбельный FPS в Dota 2 никто не показал. Наблюдаются серьезные просадки. В таких играх, как MOBA, они серьезно скажутся на итоговом результате. 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.
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 (решается), Far Cry 4 неиграбелен полностью.
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 встроенное видео 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 1600х900 точек, например.
В игры, вышедшие в 2016 году, со встроенной графикой лучше вообще не соваться. Здесь без дешевой игровой, но дискретной видеокарты не обойтись.
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 возможно 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 APU «красных» продолжат эволюционировать. Как говорится, поживем — увидим.
Да, в некоторых случаях встроенная графика Iris Pro 6200 оказывается быстрее Radeon R7, но сам Core i5-5675C стоит заметно дороже любогого существующего APU для платформы FM2+. Если вам необходим системный блок для нетребовательных игр, то лучше (дешевле) все же взять гибридный чип AMD.