AMD Trinity для десктопа. Часть 1. Графическое ядро

⇡#Как мы тестировали

В рамках этого материала мы поставили перед собой цель исследовать производительность графического ядра новых гибридных процессоров AMD и, опираясь на полученные результаты, ответить на вопрос: могут ли самые современные процессоры с интегрированной графикой использоваться в составе игровых систем начального уровня без добавления дискретных видеокарт.

В тестировании процессору AMD A10-5800K c графическим ядром Radeon HD 7660D противопоставлялись другие присутствующие на рынке интегрированные чипы, обладающие 3D-графикой с приемлемым уровнем производительности. Во-первых, это – хоть и устаревающие с появлением Trinity, но всё ещё актуальные AMD Llano, представленные в наших тестах старшим процессором этого семейства, AMD A8-3870K с видеоядром Radeon HD 6550D. Во-вторых – представители семейства Intel Ivy Bridge, максимальная версия графического ядра которых, HD Graphics 4000, обладает многообещающей (по мнению его разработчиков) 3D-производительностью. Честь интеловской графики отстаивал двухъядерный процессор Core i3-3225. Мы выбрали именно его, а не четырёхъядерник семейства Core i5, так как APU компании AMD позиционируются в качестве альтернативы интеловским двухъядерным процессорам самим производителем. В частности, по предварительным данным, стоимость AMD A10-5800K будет примерно такой же, как и у младших представителей семейства Core i3.

Кроме того, не следует забывать и о выводах наших прошлых исследований, показывающих более высокую удельную эффективность ядер процессоров Intel. Четырёхъядерники с микроархитектурой Sandy Bridge вполне успешно противостояли восьмиядерным процессорам Bulldozer, и маловероятно, что с выходом новых поколений микроархитектур Ivy Bridge и Piledriver эта ситуация как-то поменялась. Это можно подтвердить и относительными результатами теста SYSmark 2012, показывающими общеупотребительную производительность процессоров.

Хотя AMD A10-5800K и получил заметно более высокое, нежели AMD A8-3870K, быстродействие, от процессоров Core i3-3225 и Core i3-2125 он отстаёт, не говоря уже об его солидном проигрыше в вычислительной производительности четырёхъядернику Core i5-3330. Так что противопоставление четырёхъядерных APU компании AMD в графических тестах двухъядерному Core i3 вполне оправданно. К тому же различия в графической производительности самого мощного Intel Core i7 и выбранного нами Core i3 сводятся к 100-МГц разнице в частоте встроенного видеоядра: 1,05 ГГц у нашего подопытного против 1,15 ГГц у флагманского процессора под Socket LGA1155. Так что принципиально лучший результат, чем Core i3-3225, никакой другой интеловский процессор в графических тестах показать не сможет.

Чтобы мы имели возможность судить об уровне быстродействия интегрированных графических ядер современных процессоров относительно дискретных видеокарт, в число протестированных конфигураций был добавлен и вариант, снабжённый внешней графикой. Ориентиром была выбрана видеокарта Radeon HD 6570, стоимость которой на сегодняшний день в используемой нами версии с GDDR5-памятью составляет порядка $70. Её тестирование проводилось в системе с процессором A10-5800.

В результате в тестах были задействованы следующие аппаратные и программные компоненты:

• Процессоры:
  • AMD A10-5800K (Trinity, 4 ядра, 3,8-4,2 ГГц, 4 Мбайт L2, Radeon HD 7660D);
  • AMD A8-3870K (Llano, 4 ядра, 3,0 ГГц, 4 Мбайт L2, Radeon HD 6550D);
  • Intel Core i3-3225 (Ivy Bridge, 2 ядра + HT, 3,3 ГГц, 3 Мбайт L3, HD Graphics 4000).
• Материнские платы:
  • ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77 Express);
  • ASUS F2A85-V Pro (Socket FM2, AMD A85);
  • Gigabyte GA-A75-UD4H (Socket FM1, AMD A75).
• Видеокарта: AMD Radeon HD 6570 1 Гбайт GDDR5 128-бит.
• Память: 2 x 4 Гбайт, DDR3-1866 SDRAM, 9-11-9-27 (Kingston KHX1866C9D3K2/8GX).
• Дисковая подсистема: Crucial m4 256 Гбайт (CT256M4SSD2).
• Блок питания: Corsair AX1200i (80 Plus Platinum, 1200 Вт).
• Операционная система: Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.
• Драйверы:
  • AMD Catalyst 12.8 Driver;
  • AMD Chipset Driver 12.8;
  • Intel Chipset Driver 9.3.0.1019;
  • Intel Graphics Media Accelerator Driver 15.26.12.2761;
  • Intel Management Engine Driver 8.1.0.1248;
  • Intel Rapid Storage Technology 11.2.0.1006.

При тестировании платформы, основанной на процессоре AMD A10-5800K, были установлены патчи операционной системы KB2645594 и KB2646060, адаптирующие поведение планировщика под микроархитектуру Bulldozer.

Основной акцент в настоящем тестировании был вполне закономерно сделан на игровые применения встроенной процессорной графики. Поэтому основная масса использованных нами бенчмарков – это игры или специализированные геймерские тесты. Причём, если учесть поставленные цели, нас в первую очередь интересовала производительность различных графических решений в ставшем де-факто стандартом для настольных систем Full HD-разрешении 1980x1080. Поэтому большинство тестов проводилось именно в нём при установке низкого или среднего уровня качества изображения.

⇡#3D-производительность

3DMark Vantage

Результаты тестов семейства 3DMark очень популярны для оценки средневзвешенной игровой производительности видеокарт. Поэтому к 3DMark мы обратились в первую очередь. Для начала давайте посмотрим на производительность в версии Vantage, которая использует DirectX десятой версии.

В глаза сразу же бросается тот немалый прогресс, который произошёл с APU компании AMD при переходе от графического ядра Sumo к новому дизайну Devastator. Преимущество процессора Trinity перед флагманом семейства Llano составляет порядка 40 процентов. В результате система, построенная на базе A10-5800K, приближается по графическому быстродействию к платформе с дискретной видеокартой AMD Radeon HD 6570.

3DMark 11

Более свежая версия 3DMark ориентирована на измерение DirectX 11-производительности. Ранее в подобных тестах не могли принимать участие процессоры Intel, оставляя APU компании AMD в одиночестве, однако реализованное в Ivy Bridge графическое ядро Intel HD Graphics 4000 наконец-то получило поддержку всех современных программных интерфейсов, так что процессор Core i3-3225 присутствует и на этой диаграмме.

3DMark 11 выдал чрезвычайно интересный результат. По данным этого бенчмарка, графическое ядро, встроенное в A10-5800K, смогло обойти дискретную видеокарту Radeon HD 6570. Это выступает прекрасной иллюстрацией высокой эффективности использованной в Devastator архитектуры VLIW4. Напомним, видеокарта Radeon HD 6570 основывается на 800-мегагерцевом графическом процессоре Turks c VLIW5-архитектурой и при этом обладает 480 потоковыми процессорами против 384 в Devastator. Однако большее количество исполнительных устройств, как мы видим, не всегда выливается в лучшие практические показатели, из чего можно сделать вывод о том, что выбор для Trinity VLIW4-дизайна – это очень правильное решение.

Aliens vs. Predator (2010)

Несмотря на то, что в синтетическом бенчмарке 3DMark 11 графическое ядро процессора A10-5800K смогло обогнать дискретную видеокарту Radeon HD 6570, в реальном игровом приложении — Aliens vs. Predator – ситуация складывается совершенно иным образом. Тут дискретный видеоускоритель серьёзно опережает любой вариант интегрированной графики, включая и Radeon HD 7660D. Очевидно, что слабым местом любых процессорных видеоускорителей остаётся шина памяти, которая обладает явно недостаточной пропускной способностью. При этом следует отметить, что мы здесь сравниваем Radeon HD 7660D с видеокартой Radeon HD 6570, оборудованной GDDR5-памятью с высокой пропускной способностью. Но если бы в тестах использовалась более «простая» дискретная видеокарта с DDR3 SDRAM, то она наверняка бы оказалась поверженной ядром Devastator.

Batman: Arkham City

Разница в производительности старого и нового графического ядра, используемых в составе APU компании AMD, в Batman: Arkham City составляет около 30 процентов. Так что с точки зрения быстродействия графики переход от дизайна Llano к дизайну Trinity – вполне оправданное решение, приносящее ощутимые дивиденды. При этом сделан такой шаг отнюдь не из-за обострения конкуренции с Intel: даже самый новый и самый быстрый GPU микропроцессорного гиганта выглядит на фоне предложений AMD очень блекло. Очевидно, AMD прицеливается на подписание смертного приговора бюджетным видеокартам с DDR3-памятью, например Radeon HD 6570 или GeForce GT 630.

Battlefield 3

Конечно, Radeon HD 7660D – это совсем не то же самое, что дискретная видеокарта верхнего или среднего уровня. Производительность этого решения существенно ниже. Однако, как мы видим, новое интегрированное графическое ядро компании AMD позволяет вполне пристойно играть в самые современные игры в Full HD-разрешении, в том числе и в Battlefield 3. Порой для этого требуется выставлять низкие настройки качества, но зато среднее количество кадров в секунду находится на приемлемом уровне. Не демонстрирует Radeon HD 7660D и явных «просадок». Например, при тестировании в Battlefield 3 минимальная мгновенная производительность с низкими настройками качества составила вполне приличные, пусть и не совсем играбельные 18 кадров в секунду.

Borderlands 2

Без особых проблем идёт на A10-5800K даже новейший шутер от первого лица Borderlands 2. О «красивостях», конечно, придётся забыть, но зато свежий APU компании AMD, в отличие от интеловских процессоров с интегрированной графикой, даёт возможность поиграть в Borderlands 2 в разрешении 1920x1080 без установки дискретного видеоускорителя.

F1 2012

Игры в жанре симуляторов автогонок обычно не слишком требовательны к графическим ресурсам. Типично в этом плане и поведение F1 2012 — эта игра идёт на интегрированных системах с хорошей производительностью даже при выборе Full HD-разрешения и высокого качества изображения. При этом, хотя преимущество Radeon HD 7660D над графикой из процессора Llano приближается к 35 процентам, дискретная видеокарта Radeon HD 6570 всё же показывает слегка более высокий результат. Впрочем, по сравнению с графическим ядром конкурирующих процессоров, Intel HD Graphics 4000, любые интегрированные предложения AMD выглядят превосходно. В F1 2012 процессор A10-5800K обгоняет Core i3-3225 примерно на 60 процентов.

Far Cry 2

Мы совершенно осознанно не выкидываем Far Cry 2 из тестового набора. Присутствие этого шутера четырёхлетней давности позволяет воочию увидеть то, что в играх прошлого поколения современный APU класса Trinity работает с просто-таки выдающейся производительностью. Например, в том же Far Cry 2 мы смогли выставить разрешение 1920x1080 с максимально доступным качеством изображения и при этом получили в среднем более 30 кадров в секунду. При этом зафиксированный в тестировании минимальный FPS составил вполне приемлемые 23 кадра в секунду.

Sleeping Dogs

К сожалению, в самой современной из выбранных нами игр графическое ядро процессора A10-5800K вновь демонстрирует свою неспособность противостоять полноценной видеокарте Radeon HD 6570, отставая от неё примерно на 10-15 процентов. Источник проблемы APU понятен – ему бы не помешала память с более высокой пропускной способностью. Именно поэтому распространение решений, подобных Trinity, может сильно оживить рынок DDR3 SDRAM. В общеупотребительных приложениях скорость работы зависит от частоты памяти совсем малозаметно, но вот для систем с интегрированной графикой быстрая подсистема памяти может оказаться принципиально важной. Впрочем, этому вопросу мы ещё уделим подробное внимание.

Sniper Elite V2

Среди всех имеющихся на рынке встроенных GPU ядро Devastator в версии Radeon HD 7660D – это самое быстрое решение. Результаты, полученные в бенчмарке Sniper Elite V2, подтверждают это ещё раз. Новая версия интегрированного графического ядра, разработанная компанией AMD, обгоняет прошлую модификацию Sumo на 26 и 43 процента в зависимости от установок качества изображения. В результате превосходство Radeon HD 7660D над Intel HD Graphics 4000 достигает двукратной величины. Иными словами, в части встроенных в процессор GPU компания AMD продолжает значительно обгонять своего конкурента. Причём на произошедший у Intel с выходом микроархитектуры Ivy Bridge прогресс у AMD нашёлся не менее впечатляющий ответ – Trinity. Так что актуальные APU обеих компаний вновь попадают в совершенно различные весовые категории.

Cinebench R11.5

Все игры, в которых мы провели тестирование, относятся к приложениям, использующим программный интерфейс DirectX. Однако нам хотелось посмотреть и на то, как справятся ускорители с работой в OpenGL. Поэтому к чисто игровым тестам мы добавили и небольшое исследование производительности при работе в профессиональном графическом пакете Cinema 4D.

Расклад сил совершенно типичен. Уровень производительности Trinity в OpenGL-приложении качественно не отличается от его скорости в игровых DirectX-задачах. Встроенный в процессор AMD A10-5800K ускоритель Radeon HD 7660D опережает своего предшественника и интеловского конкурента, но отстаёт от дискретной видеокарты Radeon HD 6570. При этом, если принять во внимание достигнутый уровень OpenGL-быстродействия, идея использования встроенной графики в профессиональных приложениях начинает казаться не такой уж и абсурдной. Более того, в ассортименте компании AMD даже имеются и соответствующие предложения – «профессиональные» процессоры Trinity, продаваемые под торговой маркой FirePro.

Производительность GPGPU

Компания AMD неустанно акцентирует внимание на том, что её процессоры Llano, а теперь и Trinity, относятся к классу APU. Это означает, что их архитектура оптимизирована под решение задач различного класса силами не только традиционных x86-ядер, но и потоковых процессоров графического ядра — они должны трудиться совместно. Для успешного функционирования такого содружества принципиально различных вычислительных ресурсов, естественно, требуется специализированное программное обеспечение. И если ещё год назад это звучало как приговор концепции APU, то теперь ситуация начала активно меняться. Разработчики целого ряда популярных программных продуктов стали предпринимать конкретные попытки использования преимуществ гибридных решений. На сегодня существует информация о том, что вычислительные возможности графического ядра могут вовлекать в работу текущие или перспективные версии таких программ, как Adobe Flash 11.2, Adobe Photoshop CS6, GIMP, ArcSoft MediaConverter 7.5, CyberLink MediaEspresso 6.5, Handbrake и WinZip 16.5.

В рамках данного материала мы пока не имеем права прибегать к тестированию процессора Trinity в подобном программном обеспечении, тем не менее мы можем оценить практическое быстродействие графического ядра Devastator на GPGPU-нагрузке, создаваемой через программные интерфейсы OpenCL и Microsoft DirectCompute. Для этого мы использовали тестовый пакет SiSoftware Sandra 2012.10.18.74.

Вычислительная производительность графического ядра Devastator выглядит очень неплохо. Применение в его основе VLIW4-архитектуры позволяет достичь высокой эффективности вычислений общего назначения, в результате чего Radeon HD 7660D заметно обгоняет не только предшествующую версию графического ускорителя из Llano и интеловское графическое ядро Intel HD Graphics 4000, но и дискретную видеокарту Radeon HD 6570. В итоге в приложениях, поддерживающих OpenCL, от Trinity можно ожидать высокого уровня производительности.

Похожим образом складывается ситуация и в криптографическом тесте. Иными словами, поместив в новые гибридные процессоры производительную графику с VLIW4-архитектурой, AMD стремилась решить вполне конкретную задачу – наглядно показать полезность и перспективность совмещения x86-ядер общего назначения и потоковых графических ядер. Если учесть, что производители программного обеспечения начинают пробовать использование гибридных процессоров в деле, это очень своевременный ход. На данном этапе AMD должна не просто продемонстрировать потенциальную возможность новых подходов, но и на деле доказать их преимущество.

⇡#Выводы

Времена, когда к интегрированной графике нужно было подходить с позиции «лишь бы работало», давно прошли. С тех пор как графические ядра обосновались в центральных процессорах, AMD и Intel стали активно наращивать их мощность, вытесняя с рынка бюджетные видеокарты и придавая своим процессорам новые модели использования. В этой гонке встроенных GPU лидером выступает компания AMD: самые быстрые графические ядра из процессоров Ivy Bridge пока что не превзошли даже графику Llano, не говоря уже о новом Trinity. Однако такое положение дел не стало для AMD поводом, чтобы замедлить темпы введения инноваций. Эта компания борется не с конкретным продуктом конкурента, а за то, чтобы отношение к гибридным процессорам изменилось в принципе. Для этого нужно не простое превосходство над альтернативными продуктами в бенчмарках, а иное его качество.

Очень похоже, что новые десктопные процессоры Trinity, с которыми мы познакомились сегодня, это и есть тот самый необходимый качественный скачок. AMD A10-5800K не просто оказался гибридным процессором с самым быстродействующим на данный момент графическим ядром. Важно то, что скорости этого ядра уже хватает на обеспечение приемлемой производительности практически в любых современных 3D-играх в Full HD-разрешении. Конечно, при этом приходится выставлять не самые максимальные настройки качества, однако факт остаётся фактом: Trinity вполне достойно смотрится в одном ряду с дискретными 3D-акселераторами нижнего уровня, стоимостью порядка $60-70, которые новый гибридный процессор может с лёгкостью заменить. Фактически сегодня можно говорить о том, что ускорители типа Radeon HD 6570 и GeForce GT 630 с распространением Trinity могут отправляться на свалку, по крайней мере это относится к их DDR3-модификациям.

Сегодня мы познакомились лишь с графической составляющей нового многообещающего проекта AMD. И эта составляющая – его сильная сторона. С точки же зрения общеупотребительной производительности Trinity, скорее всего, не сможет стать таким же впечатляющим предложением. Даже обещанного самой AMD 25-процентного роста скорости будят явно недостаточно для того, чтобы A10-5800K, как и другие продукты семейства, смог бы выступать на равных с интеловскими процессорами поколения Ivy Bridge. Конечно, можно рассчитывать на то, что AMD сможет продавить концепцию APU, и гибридные предложения этого производителя получат заметный прирост быстродействия за счёт вычислительных ресурсов графического ядра. Однако если это и произойдет, то явно не очень скоро. Поэтому пока в виду придётся иметь то, что у Trinity есть и слабая сторона.

Что же в итоге? Задумайтесь, большинству покупателей десктопных процессоров Intel, по большому счёту, на их графическую производительность наплевать. Они готовы мириться с любым её уровнем, так как их привлекает высокая скорость x86-ядер. Trinity же вполне может добиться расположения потребителей, зайдя с другой стороны. Если этот APU предлагает заманчивый уровень 3D-производительности, стоит ли так сильно переживать из-за более низкой, чем у конкурента, скорости x86-ядер? Ответ на этот вопрос, судя по имеющимся данным, вполне может быть отрицательным: для большинства типичных задач имеющегося быстродействия Trinity наверняка вполне хватает.

Впрочем, давайте не будем торопиться с окончательными выводами и дождёмся-таки снятия эмбарго на публикацию полных результатов тестов. В то время как вы читаете эти строки, работа над продолжением материала уже ведётся.