Test Intel HD Graphics 3000
Nowe procesory Sandy Bridge Intela to nie tylko większa wydajność w obliczeniach na CPU, ale też wydajniejszy układ graficzny dostępny także w modelach czterordzeniowych. Zintegrowany w nich GPU HD 3000 powinien dorównać w końcu układom graficznym, które są klasyfikowane jako karty z dolnej półki wydajnościowej. Czy nowe rozwiązanie Intela faktycznie nadaje się do gier? Przekonajmy się.
Technologia
Do tej pory laptopy wyposażone w zintegrowane układy graficzne Intela - takie jak GMA HD (Arrandale) czy też jeszcze wcześniejszy GMA 4500M HD (Penryn) - oferowały wydajność wystarczającą do zastosowań biurowych, oglądania filmów HD a nawet do niektórych (słabszych) gier. W tym samym czasie rosło zapotrzebowanie na komputery przenośne wyposażone w zewnętrzne karty graficzne, które były w stanie zagwarantować odpowiedni zapas mocy obliczeniowej nie tylko do zaawansowanej obróbki obrazu 3D, ale też odciążenia CPU podczas wykonywania innych zadań (np. konwertowania plików wideo). Nieustannie zmieniały się też wymagania sprzętowe narzucane przez kolejne gry komputerowe.
Już przy okazji zastąpienia układu GMA 4500M HD przez procesor graficzny GMA HD zaobserwowaliśmy solidny wzrost wydajności. Kolejnym krokiem naprzód było wprowadzenie omawianego tutaj układu HD 3000, który stał się stałym elementem procesorów z rodziny Sandy Bridge. To czy układ ten będzie wykorzystywany, pozostaje w gestii producenta danego modelu laptopa. W chwili pisania tego materiału można na tym polu rozważać jedną z trzech dostępnych opcji:
- komputer korzysta wyłącznie ze zintegrowanego GPU HD 3000 (brak zewnętrznej karty graficznej);
- komputer korzysta z niezależnej karty graficznej Nvidii lub AMD, podczas gdy zintegrowany układ HD 3000 jest nieaktywny;
- komputer korzysta z technologii Nvidia Optimus, która umożliwia pracę zarówno na zintegrowanym układzie HD 3000, jak i niezależnej karcie graficznej Nvidii, w którą został on wyposażony (podobne rozwiązanie AMD pojawi się najprawdopodobniej później w tym roku).
Wydajność oferowaną przez układ HD 3000 w procesorze Intel Core i7-2720QM przedstawiono na przykładzie Asusa N53SV, który został wyposażony w to trzecie rozwiązanie, a mianowicie hybrydowy system graficzny o nazwie Optimus. W poniższym materiale możliwe było dodatkowo porównanie osiągów uzyskiwanych na systemie referencyjnym w postaci komputera stacjonarnego z procesorem Core i5-2500K wyposażonym w ten sam zintegrowany układ graficzny co procesor w laptopie Asusa.
W przeciwieństwie do GMA HD, Intel HD Graphics 3000 jest układem zintegrowanym bezpośrednio w procesorze (a nie tylko na płytce procesora). Tak jak poprzednik nie posiada on własnej pamięci wideo, z tym że posiada dostęp do pamięci podręcznej trzeciego poziomu (L3) samego CPU. Wielkość tej pamięci, która funkcjonuje teraz pod nazwą pamięci podręcznej ostatniego poziomu (Last Level Cache, LLC), jest uzależniona od danego modelu procesora i może wynosić maksymalnie 8 MB. W momencie zapotrzebowania na większą dawkę pamięci, GPU uzyskuje dostęp do zasobów pamięci RAM komputera.
Podobnie jak jednostki wykonawcze procesora, zintegrowany układ HD 3000 został wyposażony w technologię pozwalającą na dynamiczne zwiększanie taktowania bazowego w momencie wzmożonego obciążenia systemu (Turbo Boost). Warto jednak zauważyć, iż nie wszystkie procesory klasy Sandy Bridge korzystają z podkręcania rdzenia graficznego w taki sam sposób. I tak np. najnowsze modele i5/i7-2X20 oraz i5/i7-2X40 M/QM/XM operują w przedziale od 600 MHz (taktowanie bazowe) do maksymalnie 1300 MHz (taktowanie z Turbo). W przypadku procesora i3-2310M oraz jednostki i7-2630QM dopuszczalny zakres częstotliwości wynosi 650-1100 MHz. Jeszcze inaczej wygląda to w modelach i5-2410M oraz i7-2635QM (650-1200 MHz). Procesory typu ULV, takie jak np. i7-2617M, charakteryzują się jeszcze niższym przedziałem, który wynosi od 350 do 900 MHz.
Intel HD 3000 posiada 12 jednostek wykonawczych. Choć jest ich tyle samo co w układzie GMA HD, zostały one usprawnione i są teraz zauważalnie szybsze. Najnowszy scalak graficzny Intela wspomaga ponadto kodowanie i dekodowanie obrazu HD. Obsługuje też DirectX 10.1 wraz z Shader Model 4.1, a także HDMI 1.4 (obsługa wyświetlaczy 3D). HD 3000 jest układem produkowanym w procesie 32 nm, podobnie jak i cały procesor.
Testy syntetyczne
Podczas pierwszego testu cieniowania w Cinebench R10 (wersja 64-bitowa) przeprowadzonym na Asusie N53V układ HD 3000 uzyskał 5960 pkt. Jest to niewiele mniej niż wynik osiągnięty przez zewnętrzną kartę graficzną Nvidia GeForce GT 450M (6132 pkt.). Najwyższy wynik uzyskany z kolei przez GMA HD na Sony VAIO B11 z procesorem Core i5-520M wyniósł 2169 pkt. Jego poprzednik w postaci układu GMA 4500M HD był w stanie zdobyć w tym teście około 1100 pkt.
Notebooki z mocnymi kartami graficznymi pokroju ATI MR HD 5870 (Asus G73JH), a nawet te wyposażone w układy SLI (Clevo X8100 z dwiema kartami GF GTX 280M) uzyskiwały rezultaty na poziomie 5900-6000 pkt.
W teście OpenGL nowszej wersji aplikacji Cinebench (R11.5) Intel HD 3000 osiągnął 11,41 kl/s. Sporo więcej, bo 24,9 kl/s, uzyskano po przełączeniu systemu na zewnętrzną grafikę GF GT 540M obecną w Asusie N53SV.
Kolejny raz uwidacznia się jednak znacząca przewaga nowej integry nad układem GMA HD. Wyposażona w ten drugi układ graficzny Toshiba R700 z procesorem i7-620M uzyskała bowiem w tym samym teście zaledwie 1,9 kl/s. Jest to jednocześnie najlepszy wynik, jaki zapisano dotychczas w bazie dla tego układu. Jeszcze gorzej wypadła tutaj karta GMA 4500 HD znajdująca się na wyposażeniu Toshiby C650 (1,1 kl/s).
Nowy układ Intela wypadł równie zadowalająco w 3DMarkach. W 3DMarku06 (1280x1024) komputer z włączonym układem HD 3000 ukończył test z wynikiem na poziomie 5275 pkt., a po aktywowaniu karty GeForce GT 540M zdobył on 8423 pkt. Najwyższy wynik odnotowany dla układu GMA HD zaś wyniósł 1968 pkt. ThinkPad 400s uzyskał najlepszy rezultat wśród laptopów z GMA 4500M HD (998 pkt.).
Test 3DMark Vantage przeprowadzony na Asusie N53SV z włączonym układem HD 3000 oraz wyłączonym silnikiem PhysX dał wynik 1387 pkt. Przełączenie grafiki na kartę GeForce GT 540M pozwoliło z kolei otrzymać rezultat w wysokości 4458 pkt. Dell Studio 1558 z procesorem i5-520M oraz układem graficznym GMA HD zdobył tylko 339 pkt.
Skok wydajności w porównaniu do układu GMA HD można zatem ocenić na 170% w 3DMarku06 i nawet do około 300% w 3DMarku Vantage. Należy jednak pamiętać, iż w testach nie brano pod uwagę wpływu CPU.
Wydajność w grach (wersja GPU z laptopów)
Najbardziej interesuje zapewne Czytelnika wydajność nowego układu w grach. Po zapoznaniu się z wynikami wszystkich testów warto się zastanowić, czy zintegrowane układy graficzne najnowszej generacji są w stanie zastąpić niezależne karty graficzne Nvidii i ATI z dolnej półki. Poniższe testy zostały przeprowadzone na Asusie N53SV, który poza najnowszym rozwiązaniem zintegrowanym miał do dyspozycji zewnętrzną kartę grafiki GF GT 540M.
Left 4 Dead
Uruchomienie tej nieco starszej gry z włączoną kartą grafiki GeForce 540M pozwoliło uzyskać 107,6 kl/s w rozdzielczości 1024x768 (wysoki poziom detali). Przy tych samych ustawieniach gra działała płynnie również na zintegrowanym układzie Intel HD 3000, przy czym średnia liczba klatek na sekundę wyniosła 69,3 kl/s. Dotychczas zebrane dane wykazują 23 kl/s dla GMA HD. Tym samym następca może się tutaj poszczycić niemal 200-procentowym wzrostem wydajności. Słabiej od HD 3000 wypadł też GeForce 310M, który uzyskał wynik na poziomie 42 kl/s. Nowemu układowi Intela dorównuje natomiast GeForce GT 330M (70 kl/s).
Podczas testów na zintegrowanym układzie Intela można było jednak zauważyć, iż wyświetlany obraz był zbyt ciemny. Defekt ten okazał się charakterystyczny dla wielu gier działających w oparciu o silnik Valve Source (np. Alien Swarm), a uruchamianych na obecnie udostępnionym sterowniku (8.15.10.2246).
| Left 4 Dead | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1024x768 | very high, 0xAA, 0xAF | 69.3 fps | |
| 640x480 | min, 0xAA, 0xAF | 117.1 fps | |
Far Cry 2
Układ Intel HD 3000 uzyskał tutaj średnią na poziomie 18,8 kl/s w rozdzielczości 1024x768 (wysoki poziom detali). Tym samym okazał się nieco wolniejszy od GeForce'a 310M (20 kl/s). Choć nie wypadł najlepiej, nowy procesor graficzny Intela ponownie okazał się wyraźnie szybszy od swojego poprzednika, GMA HD (6 kl/s).
Po zmianie ustawień grafiki na niskie HD 3000 zwiększył liczbę wyświetlanych klatek do poziomu 62,7 kl/s. W tej próbie ponownie okazał się porównywalny z GeForce'em 310M. Układ GMA HD uzyskał zaś w tych warunkach 53 kl/s, a GMA 4500M HD - 32 kl/s.
| Far Cry 2 | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1024x768 | high DX10, 0xAA | 18.79 fps | |
| 640x480 | low DX9, 0xAA | 62.7 fps | |
Anno 1404
Na wysokich ustawieniach grafiki (1280x1024, very high) średnia zmierzona dla układu HD 3000 wniosła 8,8 kl/s. Choć jest to zdecydowanie za mało, aby myśleć o jakiejkolwiek grze, to rozwiązanie Intela okazało się w tym przypadku równie wydajne co samodzielne karty grafiki Nvidii i ATI z dolnej półki. GF G 210M uzyskał mianowicie 9 kl/s, a MR HD 5470 - 10 kl/s.
HD 3000 nie miał natomiast żadnych problemów, aby po zmianie ustawień na niższe generować grafikę z zapewniającą płynność akcji prędkością 45,7 kl/s. Jest to wynik porównywalny do układu GeForce G 102M (48 kl/s), a jednocześnie zdecydowanie lepszy od pierwszego podsystemu graficznego ION Nvidii (19-42 kl/s w zależności od procesora).
| Anno 1404 | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1280x1024 | very high, 0AA, 4AF | 8.8 fps | |
| 1024x768 | low, 0AA, 0AF | 45.7 fps | |
Need for Speed: Shift
Zintegrowany układ Intela uzyskał na wysokich ustawieniach (1366x768, high, 0xAA) 19,4 kl/s. Zmiana ustawień na średnie (1024x768, med) przynosi minimalną poprawę (do 23,6 kl/s). Gra nabiera sensownego wymiaru dopiero przy najniższych ustawieniach grafiki (800x600, low). Rozpędza się wtedy na HD 3000 do 37,1 kl/s. Jest to wynik tylko niewiele lepszy od osiągnięcia niezależnego układu GF GT 220M (32 kl/s).
| Need for Speed Shift | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1366x768 | all on/high, 4xAA, triliniarAF | 19.4 fps | |
| 1024x768 | all on/med, 2xAA, triliniarAF | 23.6 fps | |
| 800x600 | all off/low , 0xAA, triliniarAF | 37.1 fps | |
Resident Evil 5
Średnia zmierzona dla układu Intela przy wysokich ustawieniach grafiki (1366x768, DX10, high) wyniosła 20,9 kl/s. Jest to wynik porównywalny ze zintegrowanym GeForce'em 320M i nieznacznie przewyższający osiągi niezależnej karty GF G 210M. HD 3000 wykazał się rezultatem dwukrotnie lepszym od swojego poprzednika w postaci układu GMA HD (10 kl/s). Płynna gra (58,4 kl/s) jest możliwa dopiero po zmianie ustawień grafiki na niskie (800x600, DX9, low).
| Resident Evil 5 | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1360x768 | DX10, high, all on, 0xAA | 20.9 fps | |
| 800x600 | DX9, low, all off, 0xAA | 58.4 fps | |
StarCraft 2
Na wysokich ustawieniach (1366x768, high) najnowsze rozwiązanie Intela uzyskało jedynie 13,1 kl/s. Układ HD 3000 jest zbyt słaby, aby zapewnić płynną rozgrywkę w takich warunkach. Niemniej jednak wypadaj lepiej, niż GeForce 310M (12 kl/s), i tylko nieco gorzej od GeForce'a GT 320M (15 kl/s). Dla porównania układ GMA HD uzyskał jedynie 4 kl/s. Nowy procesor graficzny Intela oferuje zatem trzykrotnie lepsze osiągi od swojego poprzednika.
Na średnich ustawieniach (1366x768, med) prędkość wyświetlania wzrasta do 20,4 kl/s. Na niskich (1024x768, low) gra chodzi już zupełnie płynnie (94,4 kl/s).
| StarCraft 2 | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1360x768 | high | 13.1 fps | |
| 1360x768 | medium | 20.4 fps | |
| 1024x768 | low | 94.4 fps | |
Battlefield: Bad Company 2
Na wysokich ustawieniach grafiki (1366x768, high, 4xAF) nowy GPU Intela osiągnął jedynie 15 kl/s. Po zmianie na średnie (1366x768, med) możliwe było uzyskanie wciąż niezadowalających 25,4 kl/s. Poza tym w trybie wieloosobowym gra przycinała nawet przy najniższych ustawieniach grafiki.
Układ Intela i tak okazał się jednak wydajniejszy od GeForce'a 320M, a także Mobility Radeona HD 5470. Układ GMA HD nie był w stanie wykrzesać z siebie więcej niż 16 kl/s na najniższych ustawieniach (800x600, low).
no benchmarks found
| Battlefield: Bad Company 2 | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1366x768 | high, HBAO on, 1xAA, 4xAF | 15.5 fps | |
| 1366x768 | medium, HBAO off, 1xAA, 1xAF | 25.4 fps | |
Call of Duty: Black Ops
Podczas gry na wysokich ustawieniach (1366x768, high, 2xAA, 2xAF) nowy układ Intela osiągnął 17,9 kl/s. Choć jest to zbyt mało, aby umożliwić sensowną rozgrywkę, to – by formalności stało się zadość – odnotujmy, że HD 3000 okazał się lepszy od GeForce'a G 210M (17 kl/s). Należy też zaznaczyć, iż nawet po ustawieniu najniższego poziomu jakości grafiki (800x600, low) omawiany tutaj procesor graficzny graficzny był w stanie uzyskać zaledwie 22,7 kl/s. Wygląda więc na to, że Black Ops jest po prostu grą zbyt wymagającą nawet dla najnowszego układu Intela.
| Call of Duty: Black Ops | |||
| Rozdzielczość | Ustawienia | Wynik | |
| 1360x768 | high, 2xAA, 4xAF | 17.9 fps | |
| 1024x768 | medium, 0xAA, 0xAF | 18.3 fps | |
| 800x600 | low (all off), 0xAA, 0xAF | 22.7 fps | |
Wydajność w grach (wersja GPU z komputerów stacjonarnych)
Jako uzupełnienie powyższych testów układ HD 3000 został poddany próbie również w wersji dla komputerów stacjonarnych, a mianowicie na przykładzie procesorów Core i5-2500K oraz i7-2600K. Nieco lepsze osiągi uzyskano głównie ze względu na wyższe taktowania. FIFA 11 uruchomiona na komputerze z i5-2500K działała np. płynnie na najwyższych ustawieniach grafiki. Gra Sims 3 była natomiast absolutnie grywalna na średnich ustawieniach.
HD Video z Quick Sync
Zamiast samych jednostek wykonawczych, najnowszy układ Intela wykorzystuje w celu dekodowania obrazu HD nowo opracowany silnik, który ma uczynić ten proces bardziej wydajnym. DXVAChecker potwierdził pełne wsparcie układu HD 3000 (zintegrowanego w procesorze Core i5-2500K przeznaczonym do komputerów stacjonarnych) dla dekodowania obrazu zapisanego w MPEG2 oraz H264 (VLD). W przypadku formatów VC-1 oraz WMV9 aktualnie dostępny sterownik radzi sobie na chwilę obecną jedynie z obróbką na poziomie IDCT. Intel zapowiedział już jednak całkowite dekodowanie VC1 (będzie to możliwe najprawdopodobniej wraz z pojawieniem się zaktualizowanej wersji sterownika). Niemniej jednak przeprowadzone testy pokrywają się z odczytami DXVACHecker. Materiał wideo H.264 o rozdzielczości 1080p (Big Buck Bunny) obciążył jeden rdzeń procesora i5-2500K przy taktowaniu 1,6 GHz jedynie na poziomie 0,5%. Odtwarzanie VC-1 czy też WMV pozwoliło natomiast zaobserwować znacznie większe użycie CPU w porównaniu do odczytów uzyskanych na stacjonarnej wersji karty graficznej GTX 460 z silnikiem PureVideo HD (VP4).
Nowy układ Intela będący stałym elementem procesorów Sandy Bridge potrafi jednak nie tylko dekodować, ale też kodować obraz HD (Quick Sync). Dzięki tej opcji można w szybki sposób zmienić oryginalny format zapisu, ustawić inny bitrate, czy też zmienić samą rozdzielczość. Kolejne testy przeprowadzono na komputerze stacjonarnym wyposażonym w procesor Core i5-2500K, 4 GB pamięci DDR3, dysk twardy Samsung HD103SJ oraz kartę graficzną Nvidia GeForce GTX 460 (CUDA).
Jako że procesor przeznaczony do komputyerów przenośnych ma bardzo wysokie taktowanie (3,2-3,7 GHz) wyraźne zmiany na lepsze widać tylko na slajdach Intela. Ważnym czynnikiem jest jednak sporo niższe użycie procesora w przypadku wykorzystania wsparcia technologii Quick Sync lub CUDA (GF GTX 460). Do testu wykorzystano przykładowy materiał 1080i MediaConverter 7 i mocno obcięty procesor. Jednostka i5-2500K była taktowana stale na poziomie 1,6 GHz i mogła używać tylko jednego rdzenia. Wobec tego procesor potrzebował już nie 57 a 444 sekund na konwersję wideo. Wynik technologii CUDA pozostał praktycznie niezmieniony (83 w miejsce 90 sekund), a przy wykorzystaniu Quick Sync operacja trwała teraz 26 zamiast 14 sekund.
Podczas testów MediaConverter 7 wykorzystano 5-minutowy materiał wideo w jakości 720p (H.264), który trzeba było przekonwertować do formatu kompatybilnego z serwisem YouTube (3MBit). Czterordzeniowy procesor Core i5-2500K potrzebował na ukończenie tego zadania 101 sekund. Z wsparciem Quick Sync operacja ta przebiegła dużo szybciej (33 sekundy). Jeszcze większe wrażenie robi różnica w przetwarzaniu 4-minutowego klipu 1080i do formatu kompatybilnego z iPhone'em 3GS w programie MediaEspresso. Samemu procesorowi zadanie to zabrało dokładnie 4 minuty, a z aktywnym wsparciem uporał się w nim zaledwie w 14 sekund. Funkcja Quick Sync powinna być więc szczególnie przydatna w słabszych modelach procesorów Intela.
Należy jednak przy tym pamiętać, iż wydajność oferowana przez Quick Sync jest w dużej mierze uzależniona od oryginalnego oraz docelowego formatu, w jakich będzie się odbywać konwersja filmu. Obecny sterownik udostępniony przez Intela faworyzuje przede wszystkim format H.264, pozostawiając konwersję formatu VC-1 jako domenę GPU CUDA (GTX 460).
Podsumowanie
Wydajność układu HD 3000 z procesorów Sandy Bridge można uznać za imponującą. W przypadku wielu starszych i nowszych gier jest on w stanie konkurować ze słabymi samodzielnymi (dysponującymi własną pamięcią VRAM) kartami graficznymi, takimi jak GeForce 310M, GT 220M czy też Mobility Radeon HD 5470. Osiągi oferowane przez najnowszy procesor graficzny Intela wielokrotnie przewyższają wyniki starszego układu GMA HD z procesorów klasy Arrandale. Dla użytkownika oznacza to, iż w starsze gry będzie teraz można grać w wysokich ustawieniach, a do uruchomienia nowych tytułów wymagany będzie w najgorszym przypadku wybór niskich ustawień.
Podczas testów można było jednak zauważyć nie do końca poprawne działanie niektórych gier testowanych na układzie HD 3000. Wina leży oczywiście po stronie sterownika, którego aktualizacja powinna być udostępniona najszybciej jak tylko to będzie możliwe. Przykładowe problemy dotyczą m.in. jasności wyświetlanego obrazu (w Left 4 Dead oraz Supreme Commander był zbyt ciemny, a w Sims 3 oraz HAWX2 po zmianie rozdzielczości okazywał się zbyt jasny). Z kolei Mafii II nie udało się uruchomić w ogóle. Sterowniki AMD i Nvidii są dużo lepiej dopracowane.
W podsumowaniu tego materiału należy również wziąć pod uwagę niesamowitą wydajność najnowszego procesora czterordzeniowego z rodziny Sandy Bridge, którego osiągi miały duży pozytywny wpływ na wszystkie przedstawione powyżej wyniki. Porównywane wyniki starszych układów graficznych były bowiem uzyskane na laptopach ze słabszymi procesorami Clarksfield oraz Arrandale.
Kolejną kwestią jest zakres częstotliwości taktowania rdzenia, który w przypadku układu HD 3000 jest różny dla poszczególnych modeli CPU. Procesor Core i7-2720QM umożliwia np. zwiększenie taktowania bazowego GPU z 650 do 1300 MHz. Z kolei model i7-2635QM ogranicza ten przedział do 650-1200MHz, a procesor i7-2630QM do 650-1100 MHz. Jeszcze niższe wartości uzyskuje się na jednostkach typu ULV (350-900 MHz). Zależnie od tego różnie kształtuje się więc i wydajność grafiki. Warto też pamiętać, iż modele notebooków z niedostatecznie wydajnym układem chłodzenia mogą przypuszczalnie nie pozwolić na wykorzystanie trybu Turbo dla GPU lub robić to w ograniczonym zakresie.
Autorzy: J. Simon Leitner i Klaus Hinum
Tłumaczenie: Krzysztof Borowiec
Zachęcamy do dyskusji nt. powyższego testu i testowanego urządzenia na naszym forum. -> Forum
