Тест интегрированных GPU

Длительное время материнские платы с интегрированной графической подсистемой предназначались для сборки откровенно бюджетных ПК. Однако ситуация постепенно меняется – на рынке появляются наборы логики, оснащенные достаточно продуктивными встроенными видеокартами. Повышается и функциональность конечных решений.

С момента нашего последнего комплексного исследования материнских плат с интегрированными GPU прошло достаточно много времени. Конечно, на страницах «Домашнего ПК» уделялось внимание новинкам данного класса, однако комплексную картину расстановки сил среди наличествующих наборов системной логики представить тяжело. Поэтому цель данного материала – прежде всего пролить свет на ситуацию на рынке платформ с интегрированной графикой в целом и помочь нашим читателям определиться с выбором. Ведь во времена всеобщей экономии сборка недорогого компьютера с базовыми игровыми возможностями и прицелом на дальнейшую модернизацию кажется нам вполне оправданной.

В этой статье рассмотрены современные наборы интегрированной системной логики, продукты на базе которых доступны массовому потребителю.

Характеристики чипсетов с интегрированным видео

За последнее время рынок встроенной графики пережил период бурного развития – новые решения представили ведущие чипмейкеры: AMD, Intel и NVIDIA. Повышенное внимание к интегрированным GPU лишний раз подтверждает актуальность и востребованность соответствующих материнских плат, которые пользуются спросом не только в корпоративном сегменте, но и среди рядовых покупателей. Отметим, что сегодня на рынке все еще предлагается немало решений на базе морально устаревших чипсетов (к примеру, производных Intel 945-й серии и VIA M900). Главный их козырь по сравнению с конкурентами – цена, а вот функциональность и производительность по современным меркам очень низкие. Основной потребитель таких продуктов – крупные компании, системные интеграторы и сборщики. Домашнему же пользователю они мало чем интересны, поэтому мы не будем повторяться и вновь останавливаться на их характеристиках.

Интегрированные решения от AMD

AMD 780G – один из самых крошечных интегрированных чипсетов

Компания AMD в результате объединения с ATI Technologies получила в свое распоряжение мощный R&D-отдел, уже имевший успешные разработки и активно взявшийся за выпуск высококлассных платформ для ее процессоров. С момента появления на рынке популярного чипсета AMD 690G, ставшего одним из лидеров большого сравнительного тестирования 2007 года, прошло довольно много времени, которого оказалось вполне достаточно для обозначения нового витка в сфере интегрированной графики. Весной минувшего года публике был представлен первый на то время интегрированный чипсет, изготовленный по 55-нанометровому техпроцессу, – AMD 780G. Отличное быстродействие встроенного GPU Radeon HD 3200, поддержка современных технологий работы с видеопотоками высокой четкости, возможность реализации всех доступных видеоинтерфейсов (D-sub, DVI, HDMI) – вот те актуальные моменты, которые обеспечили новинке успех на рынке. Наряду с AMD 780G существует упрощенная версия чипсета, 780V, отличающаяся более низкой частотой интегрированного GPU, получившего название Radeon HD 3100, и отсутствием поддержки технологии ATI Avivo HD. Еще один набор системной логики – AMD 740G – хотя формально и относится к 7-й серии, имеет встроенное видеоядро предыдущего поколения, Radeon HD 2100, и ограниченные по сравнению с 780G мультимедийные возможности. Фактически перед нами все тот же 690G, подвергшийся незначительному ребрендингу. Продукты на базе этих трех чипсетов комплектуются южным мостом SB700, поддерживающим до 12 портов USB 2.0 и 6 разъемов SATA.

Материнская плата Gigabyte GA-E7AUM-DS2H – отличный функциональный продукт со встроенной графикой для процессоров Intel в исполнении LGA775. Правда, ее стоимость находится у отметки $150

Актуальная осенняя новинка от AMD – флагманский чипсет с интегрированной графикой 790GX. Продукты на его базе вобрали в себя все лучшее, чем может похвастаться 780G, но комплектуются более современным южным мостом SB750, обеспечивающим больший разгон процессоров семейства Phenom (технология получила название Advanced Clock Calibration). Кроме того, этот набор системной логики характеризуется еще одной особенностью – возможностью работы с распаянными непосредственно на плате чипами видеопамяти. Технология названа Sideport Memory, она позволяет увеличить быстродействие встроенного GPU и в то же время разгрузить системную память, традиционно используемую под нужды встроенных графических адаптеров.

Другая отличительная особенность современных чипсетов от AMD – очень низкий уровень энергопотребления. Так, TDP старших чипсетов 7-й серии не превышает 10 Вт в режиме максимальной загрузки, а при простое системы – и того меньше. Производительные встроенные графические адаптеры, энергоэффективность, развитые мультимедийные возможности и поддержка всех современных видеоинтерфейсов позволяют с успехом использовать платы на основе этих продуктов для построения недорогих ПК класса НТРС, которые становятся все более актуальными. Энергоэффективные процессоры AMD в данном случае приходятся как нельзя кстати.

Чипсеты со встроенными GPU от Intel

Чипсеты Intel G4x Express проигрывают современным решениям от AMD в компактности и экономичности

Компания Intel традиционно с мейнстрим-чипсетами для производительных ПК представляет интегрированные решения аналогичных серий. Популярная линейка Р4х не стала исключением – в паре с ней анонсированы северные мосты G41/G43/G45. Отличительная особенность новинок – внедрение достаточно производительного видеоядра Intel GMA X4500, совместимого с DirectX 10, Shader Model 4.0 и OpenGL 2.0. Реализована поддержка технологии Intel Clear Video, являющейся синергией аппаратных и программных решений для обработки видео и улучшения воспроизведения контента высокой четкости. Для младшего в линейке чипсета G41 заявлена возможность реализации аналогового и цифрового видеовыходов. В случае с G43 и G45 к традиционным D-sub и DVI добавляется еще и HDMI. У G45 акселератор получил название X4500HD – явный намек на «улучшенные возможности обработки видеопотоков». По заявлениям чипмейкера, данное решение поддерживает воспроизведение видео стандарта HD 1080p. Дополнительные отличия между Intel Graphics Media Accelerator серии G4х состоят в разной частоте работы встроенного GPU, что определяет небольшую разницу в производительности для 3D-приложений. G4x отличаются от предшественников, G3x, не только уровнем быстродействия (естественно, в пользу первых), но и способностью интегрированного GPU работать с видеопотоками высокой четкости и, соответственно, снижением требований к процессорам, на базе которых собираются мультимедийные ПК.

Наборы интегрированной логики от NVIDIA

Видеопамять, распаянная на плате, обеспечивает 790GX прибавку быстродействия порядка 10–15% по сравнению с 780G

NVIDIA за последние год-полтора, пожалуй, особенно отличилась на рынке интегрированной графики. Компания не производит процессоры, поэтому «религия» не запрещает ей создавать чипсеты – основу платформы для CPU AMD и Intel. С первыми у калифорнийцев дела ладились еще со времен Athlon XP, а вот решения для продукции Intel по разным причинам либо не разрабатывались, либо оказывались не столь успешными, как того хотелось бы. Однако времена меняются – и сегодня на рынке появились продукты серий GeForce 9300 и 9400, которые представляют собой функциональные одночиповые наборы системной логики для процессоров Intel. Кроме традиционной поддержки DirectX 10, Shader Model 4.0 и OpenGL 2.0, детище NVIDIA может похвастаться поддержкой технологии распределенных вычислений CUDA, PureVideo-HD средств для аппаратной кодировки видео HD-форматов (H.264, VC1, MPEG-2), Hybrid SLI, расширяющей возможности видеоподсистемы, и технологии расчета физических эффектов силами GPU, PhysX. Чипсеты разнятся частотой работы встроенного GPU (ядро – 580 МГц, шейдерный домен – 1,4 ГГц у старшей версии и 450/1200 МГц, соответственно, у младшей). Последний же характеризируется наличием 16 универсальных шейдерных процессоров, обеспечивающих высокое быстродействие в 3D-приложениях.

Для CPU AMD у NVIDIA также припасена серия современных чипсетов – GeForce 8100/8200/8300. В отличие от продуктов для процессоров Intel они не поддерживают технологии PhysX. Кроме того, к материнским платам на базе мостов 8-й серии монитор можно подключать по интерфейсам Single Link DVI и HDMI (аналоговый D-sub традиционен для всех интегрированных решений), тогда как 9-я поддерживает Dual Link DVI и перспективный DisplayPort.

Чипсеты от NVIDIA даже для производительных систем на базе процессоров AMD получили собственный интегрированный GPU. На фото – Biostar TPower N750 (nForce 750a SLI)

Foxconn G43MX-K – воплощение достаточного минимализма при создании бюджетного продукта

Впрочем, этим у NVIDIA все не ограничивается, ведь компания в плане развития и внедрения интегрированного видео для платформы AMD пошла намного дальше конкурентов – отныне согласно новой стратегии действий на рынке все ее чипсеты, даже ориентированные на performance- и high-end-сегменты, имеют встроенные GPU. Так, для плат на базе 7-й линейки nForce (кроме nForce 720D) характерно наличие акселератора с поддержкой DirectX 10, аналогового и/или цифрового видеовыходов. Его возможности по сравнению со встроенными адаптерами 8-й серии ограничены, но подобный подход позволяет смело собирать производительную систему при нехватке средств на мощную видеокарту – со временем ее можно докупить, а дальше при необходимости использовать совместно интегрированный и внешний видеоадаптеры – первый во время работы в 2D-режиме, второй – только после перехода в 3D.

Как видно, на рынке встроенной графики прослеживаются оптимистичные тенденции. Ведущие производители наращивают мощь и функциональность интегрированных GPU, используя новаторские подходы: в первую очередь отметим старания NVIDIA на данном поприще и заслуживающие внимания шаги AMD. Intel же выпускает традиционно качественные чипсеты, однако в данном сегменте ведет себя достаточно консервативно, по крайней мере пока. Так, представители Intel обещают уже в 2009 году анонсировать процессор с интегрированной графикой, эксперты ждут не дождутся выхода дискретного GPU, известного под кодовым названием Larrabee, – возможно, данные наработки пригодятся и в сегменте встроенных акселераторов. Как бы там ни было, а тот факт, что рассматриваемые продукты по быстродействию догоняют современные дискретные решения бюджетного уровня и еще более успешно соперничают с представителями предыдущих поколений, однозначно порадует приверженцев условно бесплатных GPU – как тех, кто не интересуется видеоиграми, так и начинающих геймеров, ограниченных в средствах на покупку более мощных решений.

Для сравнения производительности систем с интегрированной графикой мы осуществили целый ряд тестов, результаты которых приведены на этих страницах.

Методика тестирования

Набор системной логики с интегрированной видеокартой – это не просто встроенное графическое ядро, а в первую очередь основа платформы, во многом определяющей функциональность и быстродействие ПК. Поэтому мы не ограничились тестированием рассмотренных продуктов лишь в 3D-приложениях.

Набор портов ввода-вывода у современной функциональной материнской платы с интегрированным видео

Во время исследования производительности использовались процессоры Intel Pentium E5200 (2,5 ГГц) и AMD Athlon X2 5000+ (2,6 ГГц). Обратите внимание: первый немного быстрее, поэтому общие результаты систем на его основе более высокие. Впрочем, для раскрытия потенциала интегрированной графической подсистемы достаточно возможностей даже CPU поскромнее. Оценить же потенциал плат на разных чипсетах относительно платформы под AMD либо под Intel не составит особого труда. Процессоры функционировали в номинальных режимах, частота оперативной памяти в основном выставлялась на уровне 800 МГц при задержках 5-6-6-18 – более скоростные режимы оказывались неработоспособны на отдельных платах. Для идентичности условий тестирования во всех случаях под нужды интегрированных видеокарт отводилось 256 МБ оперативной памяти.

Чтобы сравнить возможности встроенных GPU с потенциалом недорогих дискретных адаптеров, в систему на базе Gigabyte GA-E7AUM-DS2H была установлена ASUS EN9400GT Silent (GeForce 9400 GT, 512 МБ, частоты – 550/800 МГц).

При оценке расстановки сил уровень быстродействия компьютеров измерялся с помощью бенчмарка PCMark05 – в частности, на диаграммах приведены общие баллы и данные отдельно для CPU и ОЗУ. Показатели подсистемы памяти в случае с платформой Intel порой существенно отличаются друг от друга, поэтому в данном материале опубликованы результаты измерения ее пропускной способности для разных чипсетов.

На игровых диаграммах продемонстрированы результаты в популярных бенчмарках: 3DMark 2001 SE дает представление о возможностях встроенных видеокарт в старых 3D-приложениях, 3DMark05 – в более современных играх. Кроме того, имеется итоговая расстановка сил в Far Cry 1.4 – с этим шутером успешно справится даже интегрированное видео. А вот при тестировании в F.E.A.R. мы решили усложнить задачу: несмотря на малое по современным меркам разрешение, всего 800×600 точек, были активированы максимальные настройки качества изображения. Для более объективного восприятия итогов следует понимать, что приведены значения среднего показателя числа кадров в секунду.

Поскольку нас интересовали комплексные показатели рассматриваемых платформ, на диаграммах также приведены результаты замера уровня энергопотребления. Отметим, что энергосберегающие технологии – AMD Cool’n’Quiet и Intel SpeedStep – были постоянно активными. Поэтому в режиме простоя частота работы процессора Pentium E5200 снижалась с номинальных 2,5 до 1,2 ГГц, а Athlon X2 5000+ – с 2,6 до 1 ГГц.

Тестирование проводилось в операционной системе Windows XP SP2 с использованием последних версий драйверов для чипсетов и графических адаптеров, доступных на момент подготовки материала.

Результаты тестирования

Поскольку системы на основе процессоров AMD и Intel имеют разное быстродействие, результаты в общих тестах разнесены по соответствующим категориям. Что касается показателей в каждом отдельно взятом случае, то следует признать небольшое превосходство старших чипсетов NVIDIA над решениями конкурентов, которое во многом достигается благодаря усовершенствованной работе подсистемы памяти и отчасти лучшим показателям интегрированных GPU. Информация о пропускной способности ОЗУ приведена в ознакомительных целях – на платах со встроенным видео далеко не всегда удается выставить необходимую частоту работы и требуемые тайминги. В части, касающейся энергопотребления, для платформы AMD следует учитывать в первую очередь показатели в режиме простоя. Максимальные пиковые значения в моменты загрузки системы не всегда соответствуют усредненным, точно высчитать которые оказалось достаточно сложно, и, как следствие, реальной расстановке сил относительно энергопотребления интегрированных GPU.

В 3D-тестах пальму первенства также удерживают продукты на базе разработок калифорнийцев. GeForce 9300/9400 по праву можно назвать прорывом в сфере встроенного видео – столь высоких результатов отдельные наиболее успешные конкуренты могут добиться лишь при интенсивном форсировании системы. К слову, GPU на материнских платах также удачно разгоняются, и большинство производителей в BIOS собственных продуктов закладывают возможность изменения частоты их работы. Достаточно быстрыми ожидаемо оказались чипсеты AMD 780G и 790GX, причем второй за счет технологии Sideport Memory имеет некоторое вполне ощутимое преимущество над младшим собратом во всех 3D-приложениях. Приятно порадовали интегрированные наборы системной логики от Intel – они хоть и не стали лидерами тестирования, однако демонстрируют хорошие результаты, отличные показатели энергоэффективности и совместимы со всеми современными CPU в исполнении LGA775.

В первом разделе данного материала мы писали о том, что встроенные GPU по уровню быстродействия приближаются к бюджетным дискретным видеокартам. Впрочем, стоит взять вместо откровенного представителя low-end-сегмента недорогой продукт со 128-битовой шиной памяти – и все становится на свои места. Разрыв в два раза между лучшими интегрированными чипсетами и GeForce 9400 GT – это много или мало? Если играть в старые шутеры на средних настройках качества и при небольших разрешениях – разница на глаз малозаметна. Впрочем, стоит запустить игру посовременнее и активировать максимально красочный режим (как в нашем случае с F.E.A.R.) – и на встроенном GPU получится замечательное слайд-шоу даже при разрешении 800×600. Впрочем, никто ведь большего не обещал – чипмейкеры строго соблюдают позиционирование выпускаемых продуктов. Нетребовательным геймерам, любителям старых игр, владельцам мониторов с невысоким максимальным разрешением возможностей интегрированного видео окажется вполне достаточно. Тем же, кто привык к максимально комфортным условиям проведения времени за компьютером, будет мало и недорогих дискретных видеокарт – каждому свое.

Еще один интересный момент, достойный внимания, – стоимость готовых продуктов на базе современных чипсетов со встроенными GPU. Платформа для процессоров Intel откровенно дорога – за платы на основе G41 продавцы просят порядка $80–100, G45 – $120, а цена продуктов, построенных на GeForce 9300/9400, в зависимости от оснащения и функциональности может доходить до баснословных $150! Согласитесь, за плату с интегрированным видео это очень много, особенно учитывая наличие на рынке продуктов на базе Intel Р35 Express, Р43 Express, цены на которые стартуют с отметки $70. Прибавьте сюда еще $80 за продукт класса Radeon HD 3850 – и фактически за те же деньги мы получаем видеоподсистему совсем иного уровня, который инженерам-проектироващикам интегрированных GPU даже не снился в самых смелых грезах и прогнозах на ближайшие как минимум год-два.

Совершенно иначе обстоят дела с ценами на изделия из лагеря AMD. Функциональная плата, основанная на 780G, доступна рядовому потребителю за скромные $65–70, 790GX – $100–110. Добавьте сюда недорогой двухъядерный процессор с низким TDP (не обязательно энергоэффективный – все CPU на ядре Brisbane с частотами порядка 2 ГГц условно можно отнести к таковым) – и, как видите, за $120 можно приобрести набор из двух основных компонентов ПК. В сегменте недорогих компьютеров, к которым, безусловно, все еще принадлежат оснащенные интегрированной графикой, ценовой фактор в паре с достаточным уровнем производительности играют решающую роль.

Впрочем, при выборе материнской платы со встроенным графическим адаптером не стоит ориентироваться лишь на используемый чипсет – во многом функциональность и привлекательность конечного продукта будут зависеть от его позиционирования и стараний отдельно взятого производителя. К примеру, инженеры MSI, используя ничем не выдающийся набор системной логики G41, создали плату G41M-FIDP, оснащенную разъемами DisplayPort и IEEE 1394. В то же время в Foxconn продукт на базе 780G, попавший к нам на тестирование, снабдили лишь аналоговым и цифровым видеовыходами. Поэтому в целом плата A7GMX-K, невзирая на наличие мощного GPU, явно относится к бюджетному сегменту.

При создании НТРС не стоит забывать и об уровне энергопотребления чипсета и, соответственно, его тепловыделении – в данном отношении лидеры мультимедийных тестов, GeForce 9300 и 9400, явно не блещут по сравнению с конкурентами. Гораздо привлекательнее смотрятся решения AMD 780G/790GX, в пару к которым энергоэффективные процессоры придутся как нельзя кстати (не забывайте, что в нашем тестовом стенде использовался обычный серийный процессор Athlon X2 5000+ с высокой тактовой частотой). И конечная цена платформы во втором случае окажется гораздо привлекательнее. Поэтому при выборе материнской платы с интегрированным видео традиционно следует соблюдать оптимальный баланс характеристик, определившись с тем, что нужно именно вам. Мы же надеемся, что данный материал станет хорошим ориентиром для покупателя, ведь приведенные результаты исследования дают полное представление о соотношении сил в соответствующем сегменте рынка.