Intel Sandy Bridge – nové procesory v teste

Nové grafické jadro

Možno jedna z najzaujímavejších zmien u Sandy Bridge je nové grafické jadro. Už keď som dávnejšie hovoril o integrovanej grafike v každom budúcom Intel procesore, stretol som sa s až pohoršenými reakciami typu „načo mi to tam je, ja tú grafiku nechcem a nepotrebujem“. V tejto kapitole skúsim vysvetliť a dokázať, že to nie je až tak zlé.

Pred tým než sa pustíme do rozboru grafiky, poznamenajme si, že táto sa bude nachádzať v každom jednom Sandy Bridge procesore pre socket LGA1155 pre desktop, aj pre notebooky. Neexistuje žiaden čip, ktorý by túto časť jadra nemal, alebo mal deaktivovanú.

Intel HD Graphics druhej generácie je už plne integrované spolu s procesorom na jednom 32nm čipe. K pamäti pristupuje cez L3 cache a keďže je na jednej ring-bus zbernici s ostatnými komponentami čipu, má veľmi blízko aj k samotnému pamäťovému radiču.
Vďaka 32nm výrobe bolo možné dosiahnuť podstatne vyššie frekvencie ako u predchodcu – desktopové procesory majú v Turbo móde do 1350MHz, resp. 1100MHz. Základný stav je 850MHz.
Podporované sú štandardy DirectX 10.1, OpenGL 3.0 a Shader Model 4.1.

Rovnako ako predchádzajúca generácia, aj táto pozostáva z dvanástich univerzálnych EU (Execution Units). Chápať ich môžeme aj ako paralelu „stream procesorov“ u AMD či nVidie. Vo svojej novej generácii však prešli zásadnými vylepšeniami, čo sa odrazilo aj na výkone.

Existovať budú dve verzie – interne označované ako GT1 a GT2. GT1 sa nachádza na väčšine desktopových procesorov a má 6 EU jednotiek. Odomknuté modely s označením K a všetky mobilné procesory majú jadro GT2 s 12 EU jednotkami. Marketingové značenie je HD2000 (GT1 – 6 EU) a HD3000 (GT2 – 12 EU). Dôležitým výstupom z tohto všetkého by mal byť herný výkon. Na otestovanie som zbehol pár benchmarkov v nízkych rozlíšeniach a s nižšími detailmi. Aby bolo porovnanie fér, nezaradil som žiadne iné integrované grafické jadrá, a to z toho dôvodu, že v takto nízkych rozlíšeniach hrá veľmi veľkú rolu výkon procesora. Namiesto toho som proti HD3000 postavil diskrétnu grafickú kartu Radeon HD4350 s 512MB VRAM a 80 DirectX 10.1 stream procesormi. Radeon by mal mať výhodu vlastnej videopamäte, no nezabúdajme že Sandy Bridge má rýchlu internú komunikáciu a grafické jadro je spojené takpovediac priamo s pamäťovým radičom. A výsledky? Nech sa páči:

Prekvapení? Nuž, ja osobne som. Intel dokázal povýšiť integrované GPU na úroveň low-end diskrétnej grafiky, čím tento segment v podstate postupne stráca na význame. Veľmi zaujímavé bude sledovať, ako si s novými HD Graphics poradia Mobility Radeon-y s 80 stream procesormi či lacnými GeForce , ktoré sú v poslednej dobe veľmi obľúbené v nižších cenových kategóriách. Brané sú však stále ako príplatková výbava. Ak ich dorovná grafika v základnej výbave procesora, bude to plus pre nás zákazníkov – menšie náklady, resp. vyšší výkon za rovnakú cenu. Že takéto dedikované grafiky stratia s uvedením Sandy Bridge na význame úplne dokazuje aj ďalšia výbava noviniek – dekóder a enkóder videa.

Dekóder videa zvláda najbežnejšie používané formáty – MPEG2, VC-1 a AVC (H.264). Všetky prvky pre proces dekódovania sú už teraz realizované v hardvéri, a to nie cez univerzálne programovateľné EU jednotky, ale cez fixne definované bloky. Dekodér vie bez problému akcelerovať dva full-HD streamy zároveň. Podpora v softvéri je, resp. bude výborná – Cyberlink (PowerDVD) aj Corel (WinDVD) poskytnú po vydaní procesorov aktualizované verzie, môj vlastný test potvrdil bezproblémovú funkčnosť DXVA akcelerácie cez Media Player Classic- Home Cinema. Chyby v obraze neboli absolútne žiadne a záťaž procesora detto.

Celý proces dekódovania videa má už svoje samostatné funkčné jednotky – nezaťažujú sa univerzálne EU shadery

Súčasne možno využívať dva videovýstupy základnej dosky, pričom je možné sprevádzkovať aj rozšírený režim s ďalšími dvoma výstupmi z grafickej karty v PCIexpress slote. Spolu by sa teda mali dať použiť až štyri monitory. Podporované je HDMI verzie 1.4 a spolu s ním aj 3D Blu-ray. Nechýba ani podpora audia Dolby Digital, TrueHD, DTS a DTS-HD master audio bitstreamingu.

Media Sampler v blokovej schéme na obrázku zo začiatku tejto kapitoly sa stará o škálovanie videa, redukciu šumu, deinterlacing a iné úpravy. Media Pixel Ops blok zas zabezpečuje trojicu funkcií pre farby – vylepšenie odtieňa pokožky, adaptívny kontrast a kontrola tónov farieb. Toto všetko sa dá tiež ovládať aj ručne cez ovládacie panely.

Asi najzaujímavejšou časťou grafického jadra je funkcia akcelerácie enkódingu videa. Pre menej znalých – je to niečo ako urýchľovanie výpočtov pri konverzii videa, kde sa s výhodou využíva masívny paralelný výkon moderných grafických kariet. Avšak zatiaľ čo u GeForce či Radeonov sa tento proces „preženie“ cez univerzálne jednotky, tzv. stream procesory, Intel má na to jednotky s fixne definovanou funkciou. Tento prístup má svoje plus aj mínus. Výhoda je, že obvody špecializované na určitú funkciu sú veľmi rýchle a energeticky efektívne, mínus je práve fixne daná funkcionalita. Tieto prvky sa nedajú použiť na nič iné okrem pomoci pri kompresii videa do konkrétneho formátu. Enkóder v Intel HD Graphics podporuje formáty AVC (H.264/MPEG-4). Malé vedľajšie plus - výkon pri konverzii nebude už závisieť od toho, koľko stream procesorov má vaša grafika.

Programovateľné EU jednotky sa využívajú na proces motion estimation – určovanie pohybových vektorov medzi jednotlivými snímkami videa.

Enkóding z veľkej časti využíva funkčné bloky dekodéra, napríklad pri dekódovaní zdrojového videa a pre-processingu. Týmto sa ušetrí trocha energie a hlavne tranzistorov v jadre.

Intel nazýva túto technológiu QuickSync a odhaduje približne dvojnásobný nárast výkonu oproti klasickému softvérovému enkódingu (iba cez CPU). Samozrejme výkon závisí od mnohých faktorov a môže sa líšiť pri rôznych zdrojových súboroch, nastaveniach kompresie či cieľových formátoch pre konkrétne zariadenia.
Už názov tak trocha napovedá, aký je hlavný účel technológie – Quick Sync, teda rýchla synchronizácia mobilných zariadení. Typickým príkladom použitia je napríklad konverzia DVD filmu do formátu vhodného pre mobilný telefón alebo prenosný prehrávač.

Intel Quick Sync sa však dá využiť len vtedy, keď je integrovaná grafika aktivovaná. Znamená to, že o akceleráciu prídete pri použití inej grafickej karty v PCIexpress slote. Fungovať teda bude len na doskách s H67 čipsetom a predovšetkým v notebookoch.

Pozrime sa na test výkonu. Použil som nástroj Media Espresso, ktorý dokázal v novej verzii už plne využiť všetky dostupné prostriedky nVidia GeForce GTX460 aj Intel Core i5-2500K procesora. Zvolené sú dva zdrojové videoklipy – 1080p x264 s vysokým dátovým tokom a VOB súbor z orifginálneho DVD (bez rekompresie).

Ako je z výsledkov vidno, výkon často závisí od voľby formátu a tiež od zdrojového súboru. Intel Quick Sync však dokáže vďaka fixným výpočtovým jednotkám podávať vynikajúce výsledky, v takmer každom prípade sa konverzia skončí skôr, ako na nVidia GeForce GTX460.