DIY分水岭英特尔核芯显卡大战传统GPU

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:42:52

VGA行业面临重大威胁
前言：这些年来CPU的发展一直不跟应用需求成正比发展，3年前的一款CPU拿到今天也完全可以胜任主流应用的需要，而GPU发展越来越快，应用需求也是成倍增长。英特尔自然不想钱都让NVIDIA和AMD赚去，早几年前就开始研发显示核心技术了。从酷睿i3、酷睿i5开始英特尔已经在CPU中镶嵌显示技术，可以在H55芯片组主板上提供显示输出，而图形计算能力已经接近主流集成显卡水准，但是差距依然存在。

如果CPU要完全替代GPU的工作，光有集成显卡的图形计算能力是远远不够的，很多即时购买了酷睿i3、酷睿i5用户仍然会废弃CPU的显示技术不用，配置独显来获得更好的游戏性能，这离英特尔的目标是有差距的。2年之后，第二代英特尔智能酷睿处理器Sandy Bridge2011年1月6日正式发布，它集成的新一代核芯显卡具有革命性转变，GPU和CPU拥有共享的L3 Cache和内存控制器，并都挂在高带宽的芯片内环形总线上，从而可以获得性能上的飞跃。
根据我们对第二代智能英特尔酷睿处理器Sandy Bridge的核芯显卡测试的情况来看，它具备非常强的实用性能，即便是在《魔兽世界》中开启大多数特效（非全部），选择2560*1600分辨率进行游戏，Sandy Bridge的核芯显卡也可以完全胜任。不仅仅是如此，第二代英特尔智能酷睿处理器将全系列载入核芯显卡，难道这意味着英特尔将一统入门级集显市场和低端独显市场吗？未来DIY是不是会出现大分水岭，笔者本着这忧患意识，将对Sandy Bridge的核芯显卡的真实应用探秘，看看相比独显，它的威胁程度在哪？

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:43:16

核芯显卡架构解析
在了解Sandy Bridge的核芯显卡的真实游戏性之前，我们很有必要来回顾一下核芯显卡架构技术资料。

核芯显卡架构解析

　　上图中可编程着色硬件被称为EU，包含着色器、核心、执行单元等，可以从多个线程双发射时取指令。内部ISA映射和绝大多数DX10 API指令一一对应，架构很像CISC，结果就是有效扩大了EU的宽度，IPC也显著提升。抽象数学运算由EU内的硬件负责，性能得以同步提高。Intel表示，正弦(sine)、余弦(cosine)操作的速度比现在的HD Graphics提升了几个数量级。

　　英特尔此前的图形架构中，寄存器文件都是即时重新分配的。如果一个线程需要的寄存器较少，剩余寄存器jiuihui分配给其他线程。这样虽能节省核心面积，但也会限制性能，很多时候线程可能会面临没有寄存器可用的尴尬。芯片组集成时代，每个线程平均64个寄存器，Westmere时代的HD Graphics提高到平均80个，SNB则每个线程固定为120个。SNB里每个EU的指令吞吐量都比现在的HD Graphics增加了一倍。

[tr][td=99]Core i7-2600k

第二代智能英特尔酷睿处理器
产品型号	默认频率	睿频加速技术	核芯显卡	核芯显卡型号
3.40GHz	支持/3.80GHz	850/1350	HD Graphics 3000[/td][/tr] [tr][td=99]Core i7-2600	3.40GHz	支持/3.80GHz	850/1350	HD Graphics 2000[/td][/tr] [tr][td=99]Core i7-2600S	2.93GHz	支持/3.60GHz	850/1100	HD Graphics 2000[/td][/tr]

Core i5-2500K	3.30GHz	支持/3.70GHz	850/1100	HD Graphics 3000
Core i5-2500	3.30GHz	支持/3.70GHz	850/1100	HD Graphics 2000
Core i5-2500S	2.70GHz	支持/3.70GHz	850/1100	HD Graphics 2000
Core i5-2500T	2.30GHz	支持/3.30GHz	850/1250	HD Graphics 2000
Core i5-2400	3.10GHz	支持/3.40GHz	850/1100	HD Graphics 2000
Core i5-2400S	2.50GHz	支持/3.30GHz	850/1100	HD Graphics 2000
Core i5-2300	2.80GHz	支持/3.10GHz	850/1100	HD Graphics 2000
Core i5-2390T	2.70GHz	支持/3.50GHz	650/1100	HD Graphics 2000

Core i3-2120	3.30GHz	不支持	850/1100	HD Graphics 2000
Core i3-2100	3.10GHz	不支持	850/1100	HD Graphics 2000
Core i3-2100T	2.50GHz	不支持	650/1100	HD Graphics 2000

　　在第二代智能英特尔酷睿处理器所发布的产品当中，酷睿i5 2500K以及酷睿i7 2600K是唯一两款具备了12个EU执行单元的产品，因此他们的显示性能表现更强。

显示核心部分也加入了睿频加速技术

　　第二代英特尔智能酷睿处理器的核芯显卡有自己的电源岛和时钟域，也支持Turbo Boost技术，可以独立加速或降频，并共享三级缓存。显卡驱动会控制访问三级缓存的权限，甚至可以限制GPU使用多少缓存。将图形数据放在缓存里就不用绕道去遥远而“缓慢”的内存了，这对提升性能、降低功耗都大有裨益。

　　据了解Sandy Bridge图形核心在睿频技术的帮助下最高可以达到1350MHz，如此之高的核心频率想必会帮助显示核心性能大幅度增长。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:43:37

本次测试方法和目的

Sandy Bridge图形核心提供的核心显卡，不仅仅是在低端游戏性能方面强大，而且还具备强大的高清解码能力，这对于普通的电脑用户来说已经足够剩下一块显卡的投入，但是对于游戏我们够吗？

首先我们要明显现在的游戏分几大类，他们对图形的处理的需求，相差百倍千倍。

第一，来自画面技术派的传统单机大作，这类游戏引领者游戏业的发展，通过以假乱真的画面带给玩家前所未有的感官刺激，往往好玩的游戏大作来自这块，所以这类游戏必须具备强大性能的显卡。

值得补充说明的是，并不是支持的DirectX版本越高，游戏画面就越好，对显卡需求也会高。极品飞车9代作品发展到极品飞车14代，一直基于DirectX 9.0C，游戏画面差距却巨大无比，对显卡要求也是越来越高。同样脍炙人口的超级游戏大作，使命召唤系列从4代作品一直到现在7代作品，一直也是选用的DirectX 9.0C，却有很多低端的DirectX 11显卡却跑不动这种游戏。

第二，来自暴雪出品的顶级网游大作，比如星际争霸2、魔兽世界，还有陆续会推出的暗黑破坏神3，以及其它公司推出的强调画面效果的网游大作，这类游戏低端显卡虽然可以流程运行，单也必须牺牲画质为前提。

第三，简单的休闲游戏与滥竽充数的低端网游，这类游戏虽然品质拙劣，但是产品众多，用户基数很大。同时这类游戏对显卡需求不高，集成、低端入门级独显即可应对。比如僵尸大战、奇迹、穿越火线之流。

所以这次测试我们选择三种显卡，第一就是英特尔的核芯显卡，第二低端的入门显卡，第三就是目前的千元级主流显卡。看看他们的区别在何处。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:44:02

性能测试的硬件、软件平台状况

　　● 测试系统硬件环境

　　性能测试使用的硬件平台由Intel Core i7-920 2.66GHz、MSI X58A-GD65主板和宇瞻2GB*3双通道DDR3-1600内存构成。细节及软件环境设定见下表：

测试平台硬件
中央处理器
	Intel Core i7-2600K
	（4核 / 超线程 / 100MHz*32 / 8MB共享缓存 / HD Graphics 3000 ）
	Intel Core i7-920
	（4核 / 超线程 / 133MHz*20 / 8MB共享缓存）
散热器	Thermalright Ultra-120 eXtreme
散热器	（单个120mm*25mm风扇 / 1600RPM）
内存模组	Apacer 黑豹金品三通道套装/PC3-12800
内存模组	（SPD:1757 9-9-9-24-1T）
主板
	映泰TH67XE
	（Intel H67 ）
	MSI X58A-GD65
	（Intel X58 + ICH10R Chipset）
显示卡
	NVIDIA 产品
	GeForce GTX 460 1024MB
	（GF104 / 1024MB / 核心:675MHz / Shader:1350Mhz / 显存:3600 Mhz）
	Radeon HD 6850
	（Barts / 1024MB / 核心:775MHz / Shader:775Mhz / 显存:4000 Mhz）
	GeForce GT 430
	（G108 / 1024MB / 核心:700MHz / Shader:1400MHz / 显存:1800MHz）
	Radeon HD 5450 GDDR3 1024MB
	（RV8X0 / 1024MB / 核心:650MHz / Shader:650MHz / 显存:1600MHz）
硬盘	Hitachi 1T
硬盘	（1TB / 7200RPM / 16M缓存 / 50GB NTFS系统分区）
电源供应器	振华冰山金蝶800W
电源供应器	（ATX 800W）
显示器	DELL UltraSharp 3008WFP
显示器	（30英寸LCD / 2560*1600分辨率）

　　● 测试系统的软件环境

操作系统及驱动
操作系统
	Microsoft Windows 7 Ultimate RTM
	（中文版 / 版本号7600）
主板芯片组驱动	Intel Chipset Device Software for Win7
主板芯片组驱动	（WHQL / 版本号 9.1.1.1125）
显卡驱动
	AMD Catalyst for Win7
	（WHQL / 版本号 10.12）
	NVIDIA Forceware for Win7
	（Beta / 版本号 263.14）
桌面环境	*25601600_32bit 60Hz**

为保证系统平台具有最佳的稳定性，此次硬件评测中所使用的操作系统均为Microsoft Windows 7 正版授权产品。使用Windows 7正版软件能够获得最好的兼容性以及系统升级更新服务。

用户在体验或购买安装Windows 7的操作系统时请认准所装系统是否已经获得正版授权许可！未经授权的非正版软件将无法获得包括更新等功能在内的Windows 7服务。

测试平台软件
3D合成测试软件
	3Dmark 06
	Futuremark / 版本号1.2
	3Dmark Vantage
	Futuremark / 版本号1.1
	3Dmark 11
	Futuremark / 版本号1.1
3D游戏测试项目
	DirectX 9游戏
		Star Craft II
		Blizzard / 版本号 1.0
		使命召唤7 黑色行动
		Activision / 版本号 1.0
	DirectX 10游戏	正当防卫2
		Avalanche / 版本号 1.0
	DirectX 11游戏
		魔兽世界：大灾变
		Blizzard / 版本号 1.0
		Motre 2033
		4A Game / 版本号 1.0
辅助测试软件	Fraps
	beepa / 版本号 3.2.5

　　各类合成测试软件和直接测速软件都用得分来衡量性能，数值越高越好，以时间计算的几款测试软件则是用时越少越好。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:44:30

首先在测试游戏应用性之前，笔者先通过DirectX9、DirectX10、DirectX11三种不同时代的基准软件来测试，对比下这三类五款显卡的性能基础差距。

● DX9理论性能测试：3DMark 06

　　3Dmark 06作为上一代3DMark系列巅峰之作，所有测试都需要支持SM3.0的DirectX 9硬件，并且支持HDR特性，这款软件的最终得分里CPU性能占有不小的权重，因此它更适宜分析整个系统的3D加速能力。

3Dmark 06测试成绩显示，英特尔核芯显卡性能已经好于入门级显卡，但仍然低于低端显卡。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:44:54

● DX10理论性能测试：3DMark Vantage　　3DmarkVantage是Futuremark最新推出的一款显卡3D性能测试，该款软件仅支持DirectX 10系统及DirectX 10显卡。测试成绩主要由两个显卡测试和两个CPU测试构成，整个测试软件各家偏重整机性能。

3Dmark Vantage测试成绩显示，英特尔核芯显卡性能依然大幅领先入门级显卡，但是与低端显卡性能差距已经拉大。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:45:28

● DX11理论性能测试：3DMark 11 3DMark 11是Futuremark在2010年12月07日推出的全新3D性能测试软件，该款软件仅支持DirectX 11系统和DirectX 11显卡。显卡测试的主要以产品的DirectX 11效能为主，同时还兼顾PhysX等方面平台性能。

英特尔核芯显卡不能硬件支持DirectX 10，所以无法进行3DMark 11的性能测试考验。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:45:59

● World of Warcraft - Cataclysm 《魔兽世界：大灾变》是魔兽世界继巫妖王之怒后的又一个重大资料片，资料片里更新了两个新种族：地精、狼人。全新的地图，以及最新的资料片剧情，几大职业改动。

　　>>游戏类型：DirectX11网络第三人称动作冒险游戏
　　>>测试方式：游戏录像回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

测试过程笔者选择的人物在暴风雪主城上空飞行，各种画质也全部选择的全开，实际情况来看从英特尔核芯显卡到入门级显卡以及低端显卡都无法流程运行，所以即便是网络游戏主流分辨率下获得全画质效果，入门级显卡和低端显卡还有核芯显卡都不行。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:46:28

● StarCraft II 星际争霸2（StarCraft II）是著名即时战略游戏《星际争霸》的续篇, 由2007年5月19日在韩国首尔开幕的暴雪全球邀请赛宣布。目前以Windows XP、Windows Vista和Mac OS X为支援平台。这款游戏的开发在2003年《魔兽争霸III：冰封王座》出版后就开始。至今，公测版免费试玩。

　　>>游戏类型：DirectX9即时战略游戏
　　>>测试方式：游戏录像回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

去年新推出的网游《星际争霸2》是一款相比《魔兽世界:大灾变》要求还要高的网络游戏，不仅CPU要求高显卡要求也是高得惊人，堪称网游需求之最，所以在高分辨率高画质下，核芯显卡与入门级显卡、低端显卡仍然归为同一档次。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:46:49

Call of Duty：Black Ops 《使命召唤7黑色行动》游戏背景故事剧情设定在了上世纪后期的美国越南战争时期，游戏主要描述了战争期间的一个名称为StudiesandObservationsGroup的组织。他们将在越南战争中承担最秘密、最危险的任务。而且游戏场景还会穿插北极、古巴等一些冷战时期的热点地区。玩家投身越南丛林时将扮演MACV-SOG成员，专司敌后渗透、破坏、暗杀等不可告人的隐秘行动。

　　>>游戏类型：DirectX9第一人称射击游戏
　　>>测试方式：游戏过场回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

画质全开的情况下，《使命召唤7黑色行动》对一般的显卡都是有较强压力的，英特尔核心显卡虽然打不到流畅的程度，但是也能有一定帧数，这已经很不容易如果放低画质，相信流程运行也不会是不可能的事。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:47:21

● Just Cause 2

《正当防卫2》，就是一款刚刚发布的DirectX 10游戏大作，游戏中运用了大量的DirectX 10技术，而且通过游戏自带的3个Benchmark测试，很好的表现了DirectX 10技术在3D游戏当中的运用，它也代表着一批DirectX 10游戏对显卡的性能需求，所以对这款游戏进行测试，意义显得非常重要。

　　>>游戏类型：DirectX10第三人称游戏
　　>>测试方式：游戏过场回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

《正当防卫2》是真正的DirectX10游戏，对核芯显卡自然是个挑战，而且目前顶级的显卡在画质全开的特效才能保持流畅。

吸血大魔王 · 发表于 2011-1-30 20:48:12

从应用测试看核芯显卡对DIY的影响

通过这次应用测试，笔者心里已经明白Sandy Bridge核芯显卡，它将威胁的并不是传统显卡厂商，它十有八九会吃掉移动独显产品和集显台式机市场，以及制造低端过时芯片的山寨显卡的市场份额。

为什么这么说，首先通过基准测试和应用测试都可以看到，我们可以看到Sandy Bridge核芯显卡的性能已经与低端显卡成绩相当，完全领先入门级台式机独显，而移动芯片的独显性能不过是台式机独显的一半，而集成显卡连入门级独显都达不到，在这样情况下我们有什么理由不去选择性能更好，价格更为便宜的Sandy Bridge核芯显卡呢。

从应用角度来看，Sandy Bridge核芯显卡，确实足以应对普通用户的娱乐需求了。看个高清电影，玩个网络游戏，Sandy Bridge核芯显卡自然不在话下，哪怕是主流的游戏大作，要想流畅运行那也不是难题，无非是吸收一些精彩刺激的逼真画面而已。但是对于游戏玩家而言，中高端显卡才是真正的选择，没有特效没有高画质，没有物理效果，没有3D的游戏，他们永远不会接受，该买什么显卡还买什么显卡，Sandy Bridge核芯显卡对他们来说并不会改变什么。

Sandy Bridge核芯显卡出现的意义已经很明显了，未来DIY的分化的出现是必然的，越来越多的游戏玩家会选择中高端独显，普通的用户将会成为Sandy Bridge核芯显卡的用户，移动笔记本随着游戏性能与重量两者的权衡，未来也将继续扩大。笔者只是希望未来的高端DIY玩家不要成为了真正的边缘化用户，那未来我们再也得不到这么多好玩的PC游戏作品了。