Zintegrowana grafika Intel Haswell pod Linuksem

Share

Procesory Intela z najnowszej rodziny Haswell zaczynają pojawiać się na rynku. Jak na razie są to procesory desktopowe, ale niebawem będziemy świadkiem premier nowych procesorów w ultrabookach i laptopach. Największą zmianą jest obecność bardziej wydajnych zintegrowanych układów graficznych. Miejsce HD 4000 obecnego w procesorach Ivy Bridge zajęły układy oznaczone jako HD 4200, 4400, 4600. Oprócz tego wprowadzono wyższą półkę z układami HD 5000, Iris Graphics 5100 oraz Iris Pro Graphics 5200 z własną pamięcią. Najsilniejsze układy graficzne przeznaczone są głównie dla Ultrabooków jak i innych urządzeń mobilnych (laptopy, Intel NUC itd.).

Według Intela nowe układy graficzne mogą dać nawet dwukrotny wzrost osiągów w porównaniu do poprzedniej generacji. Jak będzie w rzeczywistości pokażą testy, a te będzie można przeprowadzić, gdy na rynku pojawią się wszystkie warianty procesorów. Phoronix opublikował już pierwsze testy dla HD 4600 zawartego w procesorze i7 4770K, jak i HD 5000 zawartego w procesorze najnowszego Macbooka Air.

W tym artykule przyjrzę się osiągom nowych układów graficznych Intela pod Linuksem. Jako że jest to nowy produkt jego wydajność w bardzo dużym stopniu zależy od wersji użytego Kernela, czy pakietów ze stosu graficznego.

Testy porównawcze

Korzystając z bazy wyników testów na openbenchmarking.org stworzyłem dwa zestawienia dla HD 4000 (i7-3632QM) i nowego HD 4600 (i7-4770K) testowanego przez serwis phoronix. Oto znormalizowane wyniki:

Komputer z HD 4000 testowany był na Ubuntu 13.04 tak jak konkurent z nowszej generacji. Zastosowano także tą samą wersję mesy 9.2 z gita, jak i sterownik intela 2.21.9 oraz Kernel 3.8. Oba systemy miały po około 16 GB RAM i dysk SSD.

W grze Nexuiz układ z Ivy Bridge uzyskał 30,41 FPS, a w Xonotic 33,4 FPS. Grafika Haswella spisała się o około 26-30% lepiej - ale tylko pod warunkiem zastosowania znacznie nowszych wersji Kernela, mesy i sterowników niż te dostępne w Ubuntu 13.04. Efektywna obsługa Haswella prosto z pudełka będzie możliwa dopiero dla dystrybucji wydanych na jesieni tego roku i później.

Pod waniliowym Ubuntu 13.04 grafika Haswella wypada gorzej od grafiki Ivy Bridge, co nie powinno aż tak bardzo dziwić biorąc pod uwagę ilość pracy wkładaną przez Intela w rozwój i optymalizację sterowników. Oczywiste jest że na chwilę obecną dla grafik Haswella pozostało jeszcze wiele do zrobienia.

Dla Ubuntu i jego odmian dostępne jest repozytorium PPA - xorg-edgers zawierające najnowsze wersje stosu graficznego (użytego w powyższych testach). Nowsza, rozwojowa wersja mesy zapewnia lepsze osiągi nawet starszym układom HD 3000 z rodziny Sandy Bridge (na moim laptopie).

Do czego nam ta grafika jest potrzebna?

Ultrabooki, czy inne komputery ze zintegrowaną grafiką nie są wybierane jako komputery do masowego grania. Swego czasu zintegrowana grafika była po prostu kiepska i nawet proste czynności mogły sprawiać jej problem. Obecne zintegrowane układy są na tyle mocne, że pod Linuksem trudno znaleźć coś co nie będzie złożoną symulacją 3D, czy równie wymagająca grą, co mogłoby okazać się zbyt silnym wysiłkiem dla grafiki pokroju HD 4000 i wyżej. W czasie moich przygód z HD 3000 tylko jedna ze strzelanek - Urban Terror nie działała poprawnie (ekstremalnie mało klatek na sekundę). Co ciekawe na rozwojowej mesie 9.2 działa w pełni płynnie, tak jak na dostępnej na laptopie karcie nVidii (technologia nVidia Optimus obsługiwana przez Bumblebee). Drugim aspektem, którego za bardzo nie testowałem jest kodowanie video - gdzie lepsze karty graficzne mogą znacząco przyśpieszyć ten proces.

Dodanie przez Intela silniejszych układów nazwanych Iris Graphics ma za zadanie usunięcie konieczności montowania w laptopach dodatkowych kart graficznych (nVidia, AMD), a w przypadku Ultrabooków zapewnienie znaczne lepszych osiągów multimedialnych (coby można było sobie filmik w 4K obejrzeć i przekodować).

Z drugiej strony jest pewna różnica między układem HD 4000 w procesora z ultrabooka (seria U) a każdym innym (mobilna seria M, czy procesory desktopowe z tym układem). Ta różnica to bazowa częstotliwość z jaką działa układ graficzny. Dla oszczędności energii elektrycznej grafika w ultrabookowych procesorach działa z obniżoną częstotliwością. Co prawda maksymalna jest praktycznie identyczna dla wszystkich procesorów, to jednak ta niska bazowa częstotliwość pogarsza osiągi w testach.

Ultrabook kontra reszta świata

Phoronix dość często testował grafikę HD 4000 posługując się ultrbookowym procesorem i7-3517UE, który przy okazji ma 2 a nie 4 rdzenie. Zestawiając wyniki z i7-3632QM (i przy okazji HD 3000 z mojego laptopa) wyjdzie nam coś takiego:

W tym teście phoronix testował wydajność ultrabookowego HD 4000 pod różnymi kernelami. Ja dodałem HD 3000 na Ubuntu 12.10 jak i na tym samym systemie, ale ze zaktualizowaną mesą i sterownikami do rozwojowej wersji (używanej w poprzednich testach). HD 4000 M-class pochodzi z i7-3632QM, który działał pod kontrolą Ubuntu 13.04 (i wykorzystywał rozwojową mesę). Zwycięzca testu uzyskał około 90 FPS, a ultrabookowy wariant osiągnął maksymalnie 64 FPS. W obu przypadkach gra jest grywalna, ale różnica jest widoczna. Czy ta różnica byłaby widoczna w normalnym użytkowaniu jest trudne do określenia.

Część z tej różnicy to optymalizacje poczynione w nowej mesie, kolejna może leżeć w silniku graficznym i jego zdolności do wpływania na częstotliwość pracy układu graficznego. Dla przykładu test z gry Nexuiz, gdzie widać jak testy na rozwojowej mesie różnią się od starszego stabilnego wydania:

To pokazuje też że testy pozostaną testami i nie będą dokładną miarą osiągów podczas normalnego użytkowania komputera.

Tak, czy siak Haswellowe ultrabooki, czy laptopy będą zapewniały lepsze układy graficzna i to z pominięciem dodatkowych zewnętrznych kart graficznych (co kosztuje i zużywa prąd). Pod Linuksem optymalizacja osiągów jeszcze trochę potrwa, ale nawet i dziś bez problemu da się Haswella używać.