Страница 3: Архитектура Haswell - графическое ядро GT3

Цель Intel заключается в том, что "младшие" дискретные GPU станут попросту не нужны - с high-end дискретными GPU, подобными GTX 780, конкурировать смысла нет, это Intel тоже прекрасно понимает. Но в данном случае мы получаем графическое ядро, способное отлично справиться с воспроизведением видео, играми или подключением нескольких дисплеев на компактных системах, ультрабуках или неттопах. За последние годы Intel уже несколько раз серьёзно улучшала графическое ядро, что позволило добиться приличного уровня производительности.

Графическое ядро Haswell: улучшения GT3

Графическое ядро Intel Haswell будет использоваться в четырёх конфигурациях. Для сегмента ноутбуков и процессора Core i7-4770R реализованы версии "GT3" и "GT3e". Два варианта отличаются встроенной памятью DRAM, которую Intel добавляет в упаковку CPU. Вариант со встроенной памятью (Embedded DRAM) Intel называет Iris Pro 5200. В случае отсутствия eDRAM решение будет называться Iris 5100. Варианты GPU с меньшим количеством исполнительных блоков и меньшим энергопотреблением получили название HD Graphics 5000.

В сегменте настольных решений будет доступно только графическое ядро GT2. Оно имеет меньше исполнительных блоков, вариантов со встроенной памятью eDRAM не предусмотрено. Данные графические решения Intel назвала HD Graphics 4600, 4400 и 4200. В некоторых процессорах будет встречаться самая урезанная версия графического ядра GT1:

Названия графических решений Intel
Графическое решениеКлиентские ПКРабочие станции/ серверы
GT3e Intel Iris Pro 5200 -
GT3 (28 Вт) Intel Iris 5100 -
GT3 (15 Вт) Intel HD Graphics 5000 -
GT2 Intel HD Graphics
4600, 4400, 4200
Intel HD Graphics
P4700, P4600
GT1 Intel HD Graphics -

Технические характеристики новых графических ядер Intel приведены в следующей таблице. Напомним, что iGPU Intel HD Graphics 4000 и 2500 использовались в процессорах Ivy Bridge, а HD Graphics 3000/2000 - в старых процессорах Sandy Bridge. Мы также добавили в таблицу Intel HD Graphics 5x00, хотя данные iGPU будут использоваться только в сегменте ноутбуков:

Сравнение графических ядер в CPU
Графическое ядроIntel HD Graphics 5000
(GT3, для настольных - i7-4770R)
Intel HD Graphics 4600
(GT2)
Intel HD Graphics 4000Intel HD Graphics 2500Intel HD Graphics 3000/2000
Унифицированные блоки шейдеров Да Да Да Да Да
Количество исполнительных блоков 40 20 16 6 12/6
Обработка видео
(Quick Sync/Clear Video)
Да, новый Video Quality Engine Да, новый Video Quality Engine Да, улучшенная ja, улучшенная Да
Оптимизация ОС Для Windows 7 и 8 Для Windows 7 и 8 Для Windows 7 и 8 Для Windows 7 и 8 Для Windows 7, Vista, XP
Частота Макс. 1300 МГц Макс. 1250 МГц Макс. 1350 МГц
(актуальная: 1150 МГц)
Макс. 1350 МГц Макс. 1350 МГц
Аппаратная поддержка DirectX DX11.1 DX11.1 DX11 DX11 DX10.1
OpenCL 1.1 OpenCL 1.2 OpenCL 1.2 CPU/GPU CPU/GPU только CPU
Поддержка OpenGL OpenGL 4.0 OpenGL 4.0 OpenGL 3.1 OpenGL 3.1 OpenGL 3.0
Shader Model SM 4.1 SM 4.1
Динамическое изменение частоты Да Да Да Да Да
Макс. разрешение 3840x2160 (DP) 3840x2160 (DP) 2560x1600 2560x1600 2560x1600
Поддержка HDMI 1.4 с 3D 1.4 с 3D 1.4 с 3D 1.4 с 3D 1.4 с 3D
Количество дисплеев 3 (см. ниже) 3 (см. ниже) 3 3 2
Intel WiDi 4.1 4.1 3.0 3.0 2.1

Технически Intel доработала набор функций: поддерживается DirectX11.1, аппаратно реализована поддержка OpenCL 1.2 (например, для фильтров в Adobe Premiere Pro) и OpenGL 4.0. Также Intel увеличила количество выходов на дисплеи и разрешение: теперь вы можете подключать до трёх дисплеев и объединять их в единое рабочее пространство. Впрочем, есть некоторые ограничения, об этом мы поговорим чуть ниже. Если вы переключитесь в режим 24 Гц, то можно выводить видео с разрешением до 4Kx2K на подходящем дисплее.

Из-за большого числа исполнительных блоков были внесены улучшения в привычные функции обработки видео: технология Intel Quick Sync Video Technology работает быстрее, это касается и кодирования, и декодирования. К технологии Quick Sync Video Technology был добавлен движок Quality Engine, который может исправлять различные ошибки видео и корректировать цветопередачу. Intel также интегрировала более быстрый блок декодирования JPEG и MPEG (например, для web-камер).

Чтобы быстрее подавать данные на исполнительные блоки, Intel пришлось немного оптимизировать архитектуру. Число блоков с фиксированными функциями в 3D-конвейере было удвоено, также к работе подключается и Resource Streamer - всё это должно привести к более высокой скорости 3D-рендеринга.

Структура нового графического ядра хорошо видна на следующей иллюстрации. Intel использовала одинаковую структуру для моделей GT2/GT1 и GT3, разве что у GT3 используется большее количество исполнительных блоков, при этом пришлось увеличить кэши и буферы. Ёмкости кэшей на чипе Intel по-прежнему не раскрывает.

Intel IDF 2013
На апрельском форуме IDF 2013 в Пекине Intel показала структуру GPU GT1/2/3.

Embedded DRAM в упаковке CPU

Конечно, новая функция встроенной памяти (Embedded DRAM) в упаковке CPU не актуальна для настольного сегмента, поскольку Intel не планирует продавать процессоров для Socket 1150 с интегрированной eDRAM. Данная технология поддерживается только у моделей GPU GT3e, хотя она даёт преимущества не только в сегменте ноутбуков, но и для настольных компьютеров тоже была бы интересной.

Intel интегрировала в топовую модель iGPU Iris Pro 128 Мбайт кэш-памяти в дополнение к процессорному кристаллу, которая работает как кэш четвертого уровня. То есть данный кэш хранит данные не только исполнительных блоков GPU, но и вычислительных ядер CPU. Подключение выполняется по 512-битной шине, поэтому память работает очень быстро, что в ряде случаев обеспечивает прирост производительности, если за данными не приходится обращаться в медленную основную память. Конечно, недостатки у такого решения тоже есть в виде более высокой цены и дополнительного тепловыделения, наверняка именно по этой причине Intel отказалась от eDRAM для настольных процессоров.

Intel располагает кристалл EDRAM рядом с кристаллом Haswell в упаковке CPU. Так что перед нами многочиповая упаковка, с которой мы уже сталкивались в случае выхода первых двуядерных процессоров или первой интеграцией северного моста рядом с CPU.

Подключение дисплеев

Intel Haswell рекламирует возможность одновременного подключения нескольких мониторов с созданием единого рабочего пространства. Вы действительно можете подключать до трёх мониторов (в зависимости от набора интерфейсов на материнской плате). Возможна даже поддержка разрешения 4Kx2K. Поскольку возможности подключения зависят от предоставляемых видеовыходов, мы привели варианты подключения в следующей таблице:

Возможности подключения и разрешение дисплеев
Дисплей 1Дисплей 2Дисплей 3Максимальное разрешение
Дисплей 1
Максимальное разрешение
Дисплей 2
Максимальное разрешение
Дисплей 3
HDMI HDMI DP 4096x2304 @ 24 Гц
2560x1600 @ 60 Гц
3840x2160 @ 60 Гц
DVI DVI DP 1920x1200 @ 60 Гц 3840x2160 @ 60 Гц
DP DP DP 3840x2160 @ 60 Гц
VGA DP HDMI 1920x1200 @ 60 Гц 3840x2160 @ 60 Гц 4096x2304 @ 24 Гц
2560x1600 @ 60 Гц
eDP DP HDMI 3840x2160 @ 60 Гц 3840x2160 @ 60 Гц 4096x2304 @ 24 Гц
2560x1600 @ 60 Гц
eDP DP DP 3840x2160 @ 60 Гц 3840x2160 @ 60 Гц
eDP HDMI HDMI 3840x2160 @ 60 Гц 4096x2304 @ 24 Гц
2560x1600 @ 60 Гц

В максимальном оснащении материнская плата может предоставлять следующие интерфейсы:

  • Максимум два HDMI
  • Максимум два DVI
  • Максимум один HDMI и один DVI
  • До трех DisplayPort
  • Один VGA
  • Один eDP

Использование нового стандарта DisplayPort 1.2 позволяет связать мониторы DP в цепочку. Intel предлагает в два раза большую пропускную способность (по сравнению с DP1.1). Благодаря поддержке трёх мониторов многим пользователям не потребуется приобретать дискретную видеокарту, если производительности iGPU будет достаточно. Гибкость интегрированного графического решения Intel вполне достаточная - вплоть до поддержки разрешения 4K2K.

Интересно, что Intel разрешает использовать интегрированное графическое ядро одновременно с дискретной видеокартой в слоте PCIe x16. Пользователь может подключать, например, два монитора к видеокарте PCIe, а ещё два - к интегрированному графическому ядру. Но при этом вы не сможете организовать единое рабочее пространство из мониторов, подключенных к разным видеокартам.

Также вы можете подключить мониторы через WiDi 4.1, если у материнской платы есть такая возможность.