Что такое интегрированное графическое ядро в процессоре. Выбрать процессор с мощным графическим ядром

Процессоры с интегрированной графикой достаточно давно и с переменным успехом борются за место под солнцем. Однако изначально никто и не предполагал, что графические ядра, размещённые на одном полупроводниковом кристалле с CPU, смогут составить конкуренцию дискретным графическим картам. Тем не менее по мере того, как совершенствовались полупроводниковые технологии, производители научились встраивать в процессоры вполне полноценные графические акселераторы, способные ускорять и 3D-графику, и проигрывание видео высокого разрешения, и перекодирование видео. Всё это стало вполне естественным и своевременным ответом на изменения той типичной среды, в которой обитают среднестатистические пользователи компьютеров. Трёхмерная графика сегодня используется повсеместно, даже в Интернете, а уж пройти мимо видеоконтента невозможно при всём желании.

К тому же серьёзное значение приобрели игры, которые стали полноправным и популярным видом массового досуга. Сегмент компьютерных развлечений продолжает расти быстрыми темпами, но серьёзные требования к мощности графических ускорителей предъявляют далеко не все популярные игры. Широким распространением могут похвастать в том числе и сетевые многопользовательские проекты, нужды которых при современном уровне развития технологий вполне могут удовлетворить не только традиционные графические карты, но и интегрированные 3D-ускорители. Поэтому не вызывает удивления вот такая статистика: почти треть продаваемых сейчас персональных компьютеров вообще не имеет дискретного графического ускорителя. Причем существенную долю таких систем составляют и домашние компьютеры, приобретаемые для развлечений.

Мощность графического ядра, которое можно встроить в процессор, ограничивается двумя факторами: размером полупроводникового кристалла GPU и его тепловыделением. Однако с освоением новых производственных технологий и внедрением современных графических архитектур рамки возможностей постепенно расширяются. Сейчас, с повсеместным внедрением техпроцессов с 14-нм нормами, стало возможно совмещать с центральным процессором графический ускоритель, занимающий на кристалле порядка 100 мм 2 . Это сравнимо с площадью, которую занимают GPU актуальных дискретных видеокарт ценовой категории «до $100». Таким образом, всё сводится к тому, что современные процессоры с интегрированной графикой должны быть способны дотянуться как минимум до уровня производительности GeForce GT 1030.

И эти выкладки не врут. Старший представитель семейства Raven Ridge (именно таким кодовым именем компания AMD назвала свой новый проект - процессор Ryzen со встроенным графическим ядром поколения Vega) обещает теоретическую пиковую производительность на уровне 1,76 Тфлопс, что сопоставимо с показателями не только GeForce GTX 1030, но и GeForce GTX 1050! Однако нужно понимать, что на практике графическое быстродействие Raven Ridge, как и любого другого процессора со встроенной графикой, существенно сдерживается пропускной способностью памяти. В то время как бюджетные дискретные графические карты получают собственную специальную память с полосой пропускания свыше 50-100 Гбайт/с, интегрированная графика вынуждена довольствоваться разделяемым с процессором общим двухканальным контроллером памяти, который обычно предлагает в разы худшую пропускную способность, приправленную более высокими задержками.

В некоторых ситуациях данную проблему разработчики решают добавлением в процессор с интегрированной графикой дополнительной буферной памяти. Например, нашумевшие Kaby Lake-G с графикой Radeon RX Vega M будут содержать собственную HBM2-видеопамять объёмом 4 Гбайт. Или другой пример: самые мощные интеловские процессоры со встроенным видеоядром, которые были выпущены до нынешнего момента, Skylake-R, оборудуются 128-мегабайтным виктимным кешем четвертого уровня на основе eDRAM.

Однако в случае Raven Ridge такой подход не годится. Дополнительная буферная память влечёт за собой удорожание конечного продукта, а стратегия AMD заключается в том, чтобы при помощи своих новых предложений предпринять атаку на нижний рыночный сегмент, предложив хороший вариант тем пользователям, которые собирают системы из недорогих CPU и бюджетных GPU. Поэтому в Raven Ridge ставка сделана на интенсификацию возможностей системной памяти. Для нового процессора со встроенным видеоядром инженеры AMD оптимизировали имеющийся контроллер DDR4-памяти, добавили ему поддержку более скоростных частотных режимов и снизили задержки. В результате у компании получился весьма любопытный продукт, который в своей рыночной нише не имеет близких аналогов.

Запуском новых интегрированных процессоров Raven Ridge компания AMD продолжает начатое в прошлом году уверенное возвращение на рынок CPU в роли его полноправного участника. Микроархитектура Zen уже доказала свою жизнеспособность в роли фундамента для производительных чипов, теперь же она должна послужить основой для недорогих массовых интегрированных процессоров, в которые AMD смогла упаковать и свою лучшую на данный момент графическую архитектуру Vega. Как ожидает сама AMD, таким шагом она сможет легко «пересадить» на свои устройства тех пользователей, которые до сих пор довольствовались дискретными графическими картами с ценой менее $100. Цель несколько амбициозная, но, если учесть, какие шаги предприняты для её достижения, вполне реальная.

К тому же очень удачно сложилось, что Raven Ridge пришёл на выручку в очень сложное время. На рынке бушует спровоцированный криптоэнтузиастами дефицит дискретных графических ускорителей, в результате чего купить видеокарту даже начального уровня сегодня можно только по заметно завышенной цене. И это значит, что Raven Ridge могут стать своего рода «палочкой-выручалочкой» для тех пользователей, которые не хотят втридорога переплачивать за видеокарту и либо готовы довольствоваться интегрированными решениями, либо могут позволить себе переждать с их помощью смутные времена. В общем, интерес к Raven Ridge огромен по многим причинам.

Формула Raven Ridge: Zen + Vega

Для того, чтобы понять, что есть Raven Ridge, как компания AMD смогла собрать воедино две свои передовые наработки и почему это потребовало почти года дополнительных инженерных усилий, достаточно посмотреть на то, как выглядит полупроводниковый кристалл новых гибридных процессоров. Вот он:

Вы наверняка помните, что в основе всех процессоров Ryzen, выпущенных до настоящего времени, лежит полупроводниковый кристалл Zeppelin, который собран из двух модулей CCX (Core Complex) и необходимой обвязки. В каждом таком модуле CCX имеется по четыре вычислительных ядра с микроархитектурой Zen и разделяемый кеш третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Модули соединяются между собой и с «внеядерными» контроллерами посредством специальной шины Infinity Fabric, представляющей собой улучшенную версию HyperTransport. Таким образом, все Ryzen без встроенной графики, вне зависимости от того, сколько вычислительных ядер в них доступно для пользователя, основываются на едином восьмиядерном кристалле площадью порядка 218 мм 2 , включающем в себя около 4,8 млрд транзисторов.

Понятно, что дополнительно расширять столь крупный кристалл ещё и графическим ядром трудно с производственной точки зрения. Поэтому для того, чтобы выпустить Raven Ridge, инженерам компании AMD пришлось на базе ядер с микроархитектурой Zen спроектировать иной кристалл. В нём графическое ядро заняло место второго четырёхъядерного модуля CCX. В результате площадь кристалла Raven Ridge осталась почти такой же - она составляет 210 мм 2 , а число транзисторов немного подросло — до 4,94 млрд.

«Загнать» Raven Ridge в такие рамки удалось отнюдь не малой кровью. Инженеры AMD были намерены совместить с вычислительными ядрами Zen достаточно производительный вариант графического ядра Vega. Прошлые APU компании, известные под кодовым именем Bristol Ridge, оснащались интегрированным графическим ядром с архитектурой GCN 1.3 (она, например, также использовалась в графических картах R9 Fury) и в максимальных версиях располагали набором из 512 потоковых процессоров. В Raven Ridge, которые изначально позиционировались AMD как продукты принципиально иного уровня, мощность должна была увеличиться на заметную величину, поэтому в новый полупроводниковый кристалл был вписан весьма крупный GPU с 11 вычислительными блоками (CU), что в общей сложности соответствует массиву из 704 потоковых процессоров (SP).

В итоге оставить в Raven Ridge один позаимствованный из Zeppelin старый CCX нетронутым, обеспечив интегрированный процессор четырьмя вычислительными ядрами и 8-мегабайтным L3-кешем, не получилось. В погоне за снижением себестоимости инженерам пришлось несколько урезать и его. В результате объём размещённой в CCX-модуле Raven Ridge кеш-памяти третьего уровня сократился вдвое - до 4 Мбайт. Правда, её ассоциативность при этом не поменялась, а значит, на серьёзное изменение скоростных характеристик L3-кеша рассчитывать не следует.

Тем не менее четырёхкратное по сравнению с «большими Ryzen» сокращение суммарного объёма кеш-памяти третьего уровня на его быстродействии всё-таки сказалось: латентности немного уменьшились. Ниже всё это продемонстрировано на графиках, на которых приведены практически измеренные задержки подсистемы памяти четырёхъядерного Raven Ridge и четырёхъядерного процессора Ryzen 5 1500X, приведённых к единой тактовой частоте 3,8 ГГц.

Латентность L3-кеша в Raven Ridge снизилась примерно на 5 тактов. Они оказались отыграны благодаря упрощению алгоритмов работы, которые теперь обходятся без поддержки когерентности частей кеш-памяти, расположенных в различных CCX.

Попутно обнаруживается и ещё одна любопытная деталь: заметное ускорение в Raven Ridge получил и кеш второго уровня. Его латентность упала с 17 до 13 тактов, хотя это изменение производитель нигде не афишировал.

Указывая на изменение подсистемы кеш-памяти, AMD обещает, что уменьшение объёма L3-кеша в новых процессорах не должно отрицательно сказаться на производительности. Компенсирует негативный вектор не только снижение латентностей, но и тот факт, что Raven Ridge не приходится страдать от сравнительно медленных межъядерных соединений между CCX, выполненных за счет работающей на одной частоте с контролером памяти шины Infinity Fabric. Действительно, в новом процессорном дизайне CCX-модуль только один, и данная внутренняя шина связывает его с графическим ядром и другими «внеядерными» компонентами, но обмена данными между вычислительными ядрами никоим образом не касается.

Это хорошо прослеживается, если сравнить практически измеренные задержки при межъядерном обмене данными у Raven Ridge и Ryzen 5 1500X. Здесь Raven Ridge заметно выигрывает — для четырёхъядерного процессора конструкция с одним CCX выглядит более оптимальной.

В дополнение к улучшениям в системе кеширования в Raven Ridge был оптимизирован и контроллер памяти. Во-первых, в нём добавилась официальная совместимость с модулями DDR4-2933, благодаря чему Raven Ridge стал первым процессором на рынке, поддерживающим столь быструю спецификацию JEDEC. Во-вторых, при прочих равных Raven Ridge работает с памятью эффективнее, чем предшествующие Ryzen. Тесты указывают на не слишком кардинальное, но всё же наблюдаемое невооружённым глазом снижение латентности.

Правда, здесь можно усмотреть и снижение практической пропускной способности, однако этот эффект скорее следует списать на «сырость» BIOS материнских плат. После выхода Raven Ridge производители материнских плат вновь активно обновляют прошивки, и новые версии BIOS действительно привносят в производительность контроллера памяти Raven Ridge дополнительные улучшения.

Таким образом, суммарно изменения в подсистеме памяти Raven Ridge разноплановы, и уменьшившийся L3-кеш вряд ли станет серьёзным недостатком этих процессоров. Но резекции в Raven Ridge подвергся не только он. Был серьёзно урезан и ещё один блок - встроенный в процессор контроллер графической шины PCI Express. Для подключения внешней графической карты в процессорах Raven Ridge полноценный интерфейс PCI Express 3.0 x16 не поддерживается: вместо него предлагается пользоваться усечённой шиной PCI Express 3.0 x8. Впрочем, в случае графических карт не самого верхнего уровня данное ограничение вряд ли способно как-то повлиять на производительность, и единственный момент, который стоит иметь в виду, - это отсутствие совместимости Raven Ridge с мульти-GPU-конфигурациями.

Не работает Raven Ridge и с технологией Dual Graphics, которая поддерживалась в прошлых поколениях APU компании AMD. «Спарить» встроенное графическое ядро Vega с внешней видеокартой с той же архитектурой в единый мульти-GPU-массив напрямую средствами графического драйвера невозможно. Однако совместная работа встроенной графики и внешней видеокарты всё-таки возможна через технологию mGPU, которая является частью DirectX 12. Иными словами, «помочь» внешнему ускорителю встроенная Vega всё же может, при этом совершенно не важно, какая используется дискретная видеокарта, но работать такая связка будет исключительно в DirectX 12.

Семейство Ryzen 2000G: Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G

Компания AMD выпустила два варианта Raver Ridge для настольных систем. Оба они основываются на одном и том же дизайне и производятся на предприятиях GlobalFoundries по 14-нм (14LPP) техпроцессу, который применяется и в случае хорошо знакомых нам процессоров Ryzen без встроенной графики. Это значит, что, хотя гибридные новинки и получили модельные номера из двухтысячной серии, более совершенный 12-нм техпроцесс для их выпуска не используется и ничего общего с перспективными процессорами поколения Zen+, выход которых запланирован на апрель, они не имеют.

Старший десктопный Raven Ridge - это четырёхъядерный процессор Ryzen 5 2400G стоимостью $169 с поддержкой технологии SMT и встроенным графическим ядром Vega 11. Его младший собрат, Ryzen 3 2200G, - тоже четырёхъядерник, но без поддержки SMT и с более слабым графическим ядром Vega 8. Подробнее с характеристиками новых процессоров можно ознакомиться в таблице, где мы их поместили рядом с «классическими» четырёхъядерными Ryzen 5 и Ryzen 3.

Если вспомнить о том, что Raven Ridge основывается на полупроводниковом кристалле с одним CCX-модулем, то совершенно понятно, что более мощных моделей APU от AMD в обозримом будущем ждать не приходится. Никакие Ryzen 7 с интегрированной графикой попросту невозможны. Ryzen 5 2400G полностью раскрывает возможности, которые заложены в разработанный дизайн. Этот процессор использует все четыре процессорных ядра и технологию многопоточности SMT, а также полный набор из 11 вычислительных блоков (CU), имеющиеся во встроенной реализации ускорителя Vega. Стоит отметить, что в результате Ryzen 5 2400G получился даже мощнее мобильного Ryzen 7 2700U, в котором графическое ядро эксплуатирует лишь 10 из 11 вычислительных блоков.

Имеющийся в Ryzen 5 2400G набор из 11 CU транслируется в 704 потоковых процессора, что в количественном выражении на 38 процентов превосходит арсенал, которым обладали решения поколений Kaveri, Carrizo и Bristol Ridge. К этому прикладывается примерно 13-процентный рост частоты графики, увеличенное число блоков текстурирования (с 32 до 44) и растеризации (с 8 до 16), а также новое поколение архитектуры. Vega относится к самому свежему, пятому поколению GCN, в то время как встраиваемые ранее видеоядра имели архитектуру третьего поколения. Всё это в сумме должно обеспечить весомое превосходство старшей новинки над предшественниками по производительности.

Впрочем, здесь уместно будет снова вспомнить о существовании Kaby Lake-G с графикой Radeon RX Vega M. С ними, очевидно, Raven Ridge ни в каких своих проявлениях тягаться не сможет. Благодаря тому, что в интеловском варианте процессоров с графикой Vega видеоядро располагается на отдельном полупроводниковом кристалле, оно значительно мощнее - в нём размещено 24 вычислительных блока и 1536 потоковых процессоров. Кроме того, не стоит забывать и про отдельную HBM2-память объёмом 4 Гбайт, которую Intel также сумела вместить в процессорную упаковку. Поэтому сфера применения у Ryzen и у Kaby Lake-G с графикой Vega будет различаться. Интеловский вариант - это премиальный и дорогой продукт для ноутбуков и ультракомпактных настольных систем класса NUC, AMD же метит в массовый сегмент.

Именно поэтому примечательно, что Ryzen 5 2400G получил рекомендованную стоимость на уровне $169: это позволяет данному процессору стать прямой и улучшенной альтернативой для Ryzen 5 1400. Очевидно, что старый вариант без графики теперь постепенно уйдёт с прилавков, ведь Ryzen 5 2400G превосходит Ryzen 5 1400 по многим базовым параметрам. Помимо наличия встроенного GPU у него выше тактовая частота (3,6 ГГц против 3,2 ГГц - базовая и 3,9 ГГц против 3,4 ГГц - турбо), есть поддержка более скоростной памяти DDR4-2933 и значительно лучше обстоит дело с межъядерным взаимодействием. Фактически Ryzen 5 1400 может быть интереснее только за счёт более вместительного L3-кеша, но стоит напомнить, что в этой модели он тоже урезан с 16 до 8 Мбайт. Таким образом, в подавляющем большинстве сценариев Ryzen 5 2400G будет быстрее и при эксплуатации со внешней графической картой.

Не хуже, чем 169-долларовый Ryzen 5 2400G, смотрится в своей нише и Ryzen 3 2200G. С точки зрения базовых характеристик этот процессор - типичный Ryzen 3: он располагает четырьмя вычислительными ядрами без SMT и имеет номинальную частоту 3,5 ГГц с возможностью авторазгона до 3,7 ГГц. Но ко всему этому добавлено сравнительно производительное графическое ядро Vega 8, а стоимость установлена на уровне $99, что делает данное предложение не только привлекательным гибридным APU, но и самым дешёвым Ryzen вообще. То есть даже если забыть о наличии в Ryzen 3 2200G неплохой графики, он уникален уже тем, что предлагает четыре производительных x86-ядра по цене ниже $100. Других подобных по щедрости предложений на данный момент попросту не существует.

Что же касается встроенного в Ryzen 3 2200G ускорителя Vega 8, то этот вариант GPU предлагает 512 потоковых процессоров, то есть он как минимум не уступает графике из APU прошлых поколений, которые AMD реализовывала под именами A10 и A12 по цене, существенно выходящей за 100-долларовый уровень.

Несмотря на то, что процессоры Ryzen с графикой Vega получили достаточно высокие тактовые частоты, AMD удалось удержать их тепловыделение в разумных рамках. Типичное тепловыделение Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G составляет 65 Вт — это большое достижение на фоне того, что наиболее быстрые десктопные APU компании ранее могли иметь расчётное тепловыделение на уровне 95 Вт. И даже больше того, в Raven Ridge при одновременной нагрузке на вычислительную и графическую части процессора частота ядер обоих типов не сбрасывается ниже номинальных значений, как это было принято в APU прошлых поколений. В рамках заявленного теплового пакета без каких-либо ухищрений способен оставаться даже старший Ryzen 5 2400G.

Отдельно следует упомянуть о том, что управлением тактовыми частотами в Raven Ridge занимается обновлённая технология Precision Boost 2. В ней реализован усовершенствованный и более агрессивный алгоритм, благодаря которому турборежим в новых процессорах с интегрированным графическим ядром включается чаще, чем раньше. Кроме того, при неполной нагрузке на часть ядер активнее задействуются промежуточные частоты между базовым и максимальным значением. Иными словами, подстройка под конкретную нагрузку в Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G стала чувствительнее, чем была ранее.

Однако технология XFR, которая позволяла дополнительно накинуть частоту в том случае, когда процессор эксплуатировался в благоприятном температурном режиме, в Raven Ridge отсутствует.

Установить новые процессоры семейства Raven Ridge можно в те же Socket AM4-материнские платы, в которых работают прочие Ryzen. Единственное ограничение - в совместимых платах должен использоваться обновлённый BIOS: для Raven Ridge требуются версии, собранные на основе библиотек AGESA 1.0.7.1 или более поздних. Иными словами, никаких дополнительных расходов новые CPU с интегрированной графикой не требуют. Они приходят в уже имеющуюся и широко распространённую платформу.

Говоря о том, насколько привлекательное сочетание цены и производительности получили новые десктопные Raven Ridge, нельзя обойти вниманием и тот факт, что коробочные версии Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G поставляются с комплектным кулером Wraith Stealth, стоимость которого тоже входит в озвученные 169 и 99 долларов.

Конечно, такой кулер не имеет отношения к высокоэффективным решениям для охлаждения, но с отводом тепла от 65-ваттных процессоров он точно справится и позволит при построении системы на Raven Ridge сэкономить дополнительную пару десятков долларов. И даже более того, возможностей этого кулера наверняка хватит и для умеренного разгона.

Любой современный ноутбук имеет как минимум одну видеокарту, которая поставляется «по умолчанию». Учитывая, что подавляющее большинство переносных компьютеров идет с процессорами Intel, то и графическая система – того же производителя. Естественно, в процессорах AMD используется видеоядро собственного производства, но в данном случае речь поведем об Intel и о том, что в каждом CPU есть интегрированная видеокарта (GPU) — Intel HD Graphics либо Iris Graphics. Для использования в современных играх, для серьезной работы с 3D-моделированием, созданием анимаций, работы со сложными графическими пакетами, возможностей таких графических систем недостаточно, но для подавляющего большинства повседневных задач производительности более чем нужно.

Что такое интегрированная видеокарта

Понятие «интегрированная» подразумевает, что видеоядро располагается на одной подложке с процессором, совместно используя оперативную память. Размер ОЗУ, отнимаемый встроенной видеокартой, лежит в пределах 5% от общего объема и зависит от выполняемых задач. Драйвер видеокарты, взаимодействуя с операционной системой, стремится поддерживать оптимальную производительность и распределение памяти между графической подсистемой и процессором.

Как говорят представители Intel, задача догнать дискретные решения не стоИт, т. к. интегрированная видеокарта имеет цель обеспечить максимальную стабильность работы, сократить стоимость системы за счет отказа от покупки дополнительной видеокарты, снизить тепловыделение и энергопотребление. Последние два аргумента особенно актуальны для ноутбуков.

В последнем поколении процессоров Kaby Lake произошло обновление встроенного видеоядра, которое существует в двух разновидностях и носит названия Intel HD Graphics и Intel Iris Plus Graphics. В предыдущем поколении Skylake они назывались Intel HD Graphics и Intel Iris Graphics соответственно.

Модель интегрированной видеокарты зависит от используемого процессора, что показано в таблице.

В чем отличия Intel HD Graphics и Intel Iris Plus Graphics

Следует сразу сказать, интегрированная видеокарта – не лучший выбор для работы в AutoCAD, для таких игр, как DOOM, Rise of the Tomb Raider и подобных. Не надо ждать чудес. В старые игры, которым уже несколько лет, или те, аппаратные требования которых невелики, вполне можно поиграть на таких видеокартах.

В отличие от Intel HD Graphics, ряд процессоров укомплектован более «продвинутым» видеоядром — Intel Iris Plus Graphics, как оно называется в поколении процессоров Kaby Lake. В предыдущих Skylake такие видеокарты назывались Iris (Pro), а в 5-м поколении, Broadwell, использовалось название Iris — вот так, без затей.

В чем разница между обычными видеоядрами и Iris? В последних используется удвоенное количество исполнительных ядер, 48 против 24 у HD Graphics (Intel Iris Pro Graphics 580 использует 72 ядра), а также используется небольшой, объемом 64 МБ кэш eDRAM (у Intel Iris Pro Graphics 580 – 128 МБ), что заметно увеличивает производительность такой карты. По тестам такие решения могут потягаться с начальными линейками дискретных видеокарт. Например, Iris Plus 650 по производительности находится примерно на одном уровне с GeForce 930M.

Другое дело, что моделей ноутбуков со встроенной графикой Iris раз, два и обчелся. Это, можно сказать, нишевый продукт, используемый всего в нескольких моделях. Так, в Apple MacBook Pro 13 устанавливаются процессоры Intel Core i5 6267U с графикой Intel Iris Graphics 550, или Dell XPS 13 — один из хитов в классе , в одной из модификаций применяет Intel Core i5 6560U с Iris Graphics 540. Есть похожие предложения у Lenovo и HP, но количество моделей можно по пальцам пересчитать. Кстати, в обновленной линейке ноутбуков Dell XPS 13 модификаций с графикой Iris я не нашел, хотя, возможно, что-то и просмотрел.

Основные характеристики интегрированных видеокарт:

Поддержка нескольких мониторов и разрешения 4K

Последние поколения процессоров, в частности, 6-е и 7-е поколения, поддерживают мониторы с разрешением 4K. Единственное исключение – интегрированная видеокарта Intel HD Graphics 500, в которой такой поддержки нет. На самом деле, максимальное разрешение этих графических чипов составляет 4096 x 2304, что превышает значения для 4K — 3840 x 2160.

Что касается подключения нескольких мониторов, то в случае с ноутбуками имеет значение то, каким образом они будут подключаться, какие интерфейсы использоваться. Ноутбуки, оборудованные портами DisplayPort или USB Type-C/Thunderbolt 3, позволят использовать 3 дисплея с FullHD (1920 x 1080) разрешением, два монитора с 2K разрешением, либо один 4K. Если подобных портов нет, то можно воспользоваться USB-переходниками.

Заключение

Так хороши интегрированные видеокарты или нет? Для игр, серьезных графических программ – нет, если не идет речь о простых или старых играх, для повседневной работы – более чем. При этом мне не очень понятно использование маломощных дискретных карт класса GeForce 920M(X) в сочетании с процессорами последних поколений.

Например, в ноутбуке ASUS A541UV используется Core i7-6500U и GeForce 920M. Да, дискретная карта будет процентов на 30-40 быстрее, но ее возможности все равно лежат вне пределов комфортного использования для игр. А вот лишний потребитель электроэнергии и дополнительный источник нагрева присутствует.

«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.

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» 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.

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.

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 .

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 условно игровой. Как видите, современная «встройка» в плане характеристик несильно уступает Low-end-адаптеру. Нельзя сказать, что и графика игровых приставок обладает выдающимися характеристиками.

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 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.

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.

Поддержка оперативной памяти для процессоров AMD Kaveri

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, 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.

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 - 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.

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.

Результаты тестирования в разрешении 1280x720 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 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.

Доброго времени суток друзья.

Темой нашего сегодняшнего разговора будет графическое ядро в процессоре - что это такое и когда используется. Статья особенно актуальна для тех, кто выбирает между интегрированной и дискретной видеокартой или просто заморачивается над качеством изображения.

Объяснение понятия

В моем блоге уже была статья о том, что такое . Но не стоит путать те ядра с этими. Сейчас речь пойдет о графике. Она встраивается не в каждый . Это лишь их разновидность.

Постараюсь объяснить как можно проще.

Данные устройства выполняют одновременно функции процессора, то есть обрабатывают все вычислительные задачи, и видеокарты, которая отвечает за воспроизведение картинки на вашем мониторе.

Вы можете встретить еще такое обозначение этого чипа как IGP. Это аббревиатура от «Integrated Graphics Processor», то есть «интегрированный графический процессор».

Зачем объединяют проц с видюхой внутри?

Для того чтобы:

• Сократить энергопотребление железа, не только потому, что девайсы малой мощности меньше кушают сами, но они еще и нуждаются в слабом охлаждении;
• Сделать аппаратную часть компактнее;
• Уменьшить стоимость ПК.

Кстати, когда производители только начинали практиковать объединение устройств, они встраивали графическое ядро непосредственно в .

Сейчас более популярно компоновать их с центральными процессорами, чтобы максимально разгрузить материнку. Вдобавок за счет уменьшения сейчас удается делать девайсы того же размера, но большей мощности.

Минусы

Будем считать упомянутые выше пункты плюсами графических ядер. Теперь расскажу о недостатках.

Лучшими в плане качества изображения, выводимого на экран, являются дискретные , так как они являются самостоятельными устройствами, созданными специально для этого.

В свою очередь, встроенные ядра не располагают такими собственными ресурсами. В частности, они используют не отдельную, свою оперативную память, а общую. Также пользуются совместно с процем одной шиной данных. Это, естественно, снижает быстродействие всего компьютера, потому что тормозит работу ЦП.

Где используются графические ядра?

Учитывая описанные выше плюсы и минусы, интегрированные контроллеры применяются зачастую в ноутбуках и недорогих стационарных компьютерах. Такое решение отлично подходит для офисных ПК, где не требуется высокое качество графики и ускоренная производительность.

Но ценителям качественной картинки и мощных реалистичных игр все же лучше покупать дискретные модели. Они имеют собственную оперативку, систему охлаждения и шину передачи данных, поэтому могут себе позволить быть значительно мощнее интегрированных.

Примечание

Хочу предупредить, что если вы хотите прибавить производительности своему чипу со встроенным графическим ядром, докупив внешнюю видюху, то потратите зря деньги. Будет работать либо та, либо другая.

Правда, есть исключения - ноуты с двумя видеоустройствами. Основным служит обычно какая-то модель Intel HD, а когда она не справляется, помогает ей более сильный девайс от AMD или NVidia. Такое решение позволяет одновременно наслаждаться качественной графикой и снизить энергопотребление, так как мощное устройство отдыхает во время интернет-серфинга или работы с офисными программами.

Подписывайтесь на обновления, чтобы не пропускать новую полезную информацию.

Утомленный долгими поисками нового процессора, просмотрами многочисленных отзывов на форумах и пролистыванием каталогов пользователь может, наконец, зайти на сайт крупнейшего на Украине интернет-магазина «Электронный мир» по адресу http://elmir.ua . Безусловно, он поразится не только тому, что возможно доставка в Киев, Харьков и другие города, не только низкими ценами, но и тому богатству выбора, который предоставляет магазин.

Просматривая все эти мудрые процессорные спецификации, пользователь может заметить, что в некоторых из них стоит такой параметр, как встроенный GPU. В то же время, у других процессоров данный параметр может и отсутствовать. Что же это такое и зачем может понадобиться?

Встроенный GPU

Дело в том, что некоторые производители помимо всего прочего встраивают в свои процессоры специальный графический ускоритель. Или так называемое графическое ядро. Например, если купить процессор amd a6 , то графическое ядро в нем обнаружится. В остальных же его может и не быть.

Роль графического ядра – GPU – точна такая же, как и любой видеокарты. Оно обрабатывает изображение и выводит его на экран, однако при этом покупки отдельной видеокарты можно избежать, например, в целях снижения стоимости всей системы в целом.

Однако означает ли это, что в данном случае можно отказаться от дискретной видеокарты вовсе? Встроенное графическое ядро со сравнительно высокой производительностью действительно может быть использовано не только в офисных системах, но и игровых начального уровня. Однако в любом случае мощность GPU часто гораздо ниже, чем у отдельной видеокарты.

Когда это может потребоваться

Приобретение системы со встроенным видеоускорителем кажется более рациональным на первый взгляд. Ведь стоимость хорошей игровой видеокарты порой в несколько раз выше стоимости такого процессора. Однако не стоит делать поспешные выводы. GPU в процессоре может быть полезным в случаях, если:

• пользователь собирает офисную систему, от которой требуется лишь работа с текстами, электронными таблицами и серфинг в Интернете;
• достойное по производительности графическое ядро заменит дискретную видеокарту для не слишком требовательных геймеров, которых не интересуют самые современные игровые новинки;
• пользователь хочет собрать систему с двумя графическими картами – встроенной и дискретной. В этом случае один графический чип будет работать во время запуска «тяжелых» приложений, а второй — например, встроенный в amd a6 — включится в работу, когда требуется обрабатывать потребности операционной системы или офисных приложений. Таким образом будет достигнут баланс между производительностью и энергопотреблением.