Intel Core i7-3770K – Ivy Bridge och 3D-transistorn är här

Ny grafik - den stora nyheten i Ivy Bridge

Ivy Bridge kommer med många små ändringar och förbättringar, men den utan tvekan största är den nya grafikdelen. Intel gjorde det klart för oss att de menade allvar med att kunna erbjuda grafik som var tillräckligt för de allra flesta med Sandy Bridge. Sagt och gjort, Intels nya grafikdel som kom inbakad tillsammans med företagets Sandy Bridge-processorer var revolutionär – i alla fall för Intel. Medan HD 3000 ofta fick jobbet gjort, så var det ofta inte tillräckligt i spel. Detta på grund av en kombination av låg prestanda och dålig bildkvalité.

Prestandan i HD 2000 och HD 3000, eller själva arkitekturen som kallas Gen 6 snubblar ofta vid mållinjen när det kommer till att leverera acceptabla bildfrekvenser. Ofta går det med väldigt låga inställningar, men med för lite grafiskt lull lull ser vilket spel som helst väldigt tråkigt ut. Det i kombination med att Intels grafikarkitektur ofta gav sämre bildkvalité än grafikkorten på marknaden – eller för den delen AMD Llano, gjorde det till allat annat än en fröjd att spela med endast Intels inbyggda grafik.

Det här hoppas de ha ändrat på med Ivy Bridge, och Intel säger själva att “det går faktiskt spela” med den inbyggda grafiken. Sandy Bridge lade en stark grund att bygga på med sin grafikarkitektur, och vad Intel har gjort är att bygga vidare på den med den nya Gen 7 och Ivy Bridge. Även om det i grund och botten är samma arkitektur, har många stora förändringar gjorts.

Sandy Bridge lade grunden för Ivy Bridge

Grafikdelen har nu stöd för DirectX 11 med alla funktioner som ingår i standarden – inklusive tessellation. OpenGL har inte fått lika mycket kärlek och har endast flyttats upp ett steg i versionsstegen till 3.1. Vi hade hoppats, och trodde faktiskt vi skulle få se stöd för minst OpenGL 4.x, som man kort kan sammanfatta har ungefär samma funktionalitet som DirectX 11. Vi kan tyvärr inte svara på om hårdvaran har stöd för Open GL 4.x, eller om det är en begränsning i drivrutinerna.

Intel säger att när de släppte Sandy Bridge fanns 50 spel optimerade för deras grafik, med Ivy Bridge har denna siffra ökats till 100. Det här innebär att Intel lägger ned mer resurser än tidigare på både drivrutiner, och samarbete med spelutvecklare.

Någonting som Sandy Bridge saknade, men kanske inte var så högt efterfrågat var det som vi ofta kallar för GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing Units), alltså möjligheten att utnyttja grafikdelen för annat än spel. Möjligheten har funnits med speciellt kodade applikationer, och har använts flitigt inom billigare arbetsstationer men Intel hade inte stöd för en riktigt standard för uppgiften. Det är inte förrän nu de omfamnar en öppen standard för detta: OpenCL, ni vet det där som AMD hela tiden pratar om ska accelera applikationer med både deras inbyggda grafikdelar och dedikerade grafikkort.

Det är inte det lättaste att få en Intel representant på en presentation med andra journalister, att erkänna att grafikdelen vissa gånger har klara fördelar sett till prestanda och strömeffektivitet. Efter mycket lirkande fick vi dock ett svar vi nöjde oss med: vill utvecklare använda deras inbyggda grafik för att accelerera applikationer så finns möjligheten. Det här sätter Ivy Bridge som en direkt konkurrent mot AMD:s Fusion APU:er, vilket sätter ytterligare press på x86-marknadens underdog att leverera som utlovat.

Gen 7 kan även utföra det dubbla antalet MAD operationer (MUL+ADD = Multiply Add) per EU (Exekveringsenhet, Execution Unit), vilket effektivt resulterar i att den teoretiska beräkningskraften i arkitekturen med samma klockfrekvens som Gen 6. Minneshantering är en viktig del i grafikkretsar, och Gen 6 delade både L3-cacheminne och minneskontroller med processorn. Exakt samma sak gäller Gen 7 men Intel har även byggt in en liten cache i varje EU, som gör att de får snabbare tillgång till data.

Intels tidigare herre på täppan inom integrerad grafik, HD 3000 hade 12 EU:s med en turbofrekvens på 1 100 MHz för stationära datorer – undantaget var endast Core i7-2600K och Core i7-2700K som låg på 1 350 MHz. Anledningen till att vi tar upp turbofrekvensen och inte basfrekvensen, är att den inbyggda grafiken i princip alltid arbetar i den frekvensen. Förutom dubbel beräkningskraft i varje EU har Intel ökat antalet från 12 till 16 för att skapa den nya HD 4000.

*Den klockfrekvens Intel officiellt stödjer i sina processorer
**Delas med processorkärnorna

Sett till grafikdelens teoretiska prestanda så har Intel verkligen fått ett rejält lyft mot tidigare. I en direkt jämförelse så ska prestandaökningen från HD 3000 till HD 4000 ligga på allt mellan 60 – 100 procent i spel. De teoretiska siffrorna säger annat, men det är just vad det är – teoretiskt. Den fulla potentialen bör dock kunna återfinnas i applikationer som kan GPGPU-accelereras, vilket Intel är noga att påpeka. De har förbättrat deras Quick Sync med Ivy Bridge för högre bildkvalité och bättre prestanda än tidigare, vilket till stora delar kommer just ifrån den ökade beräkningskraften som finns tillgänglig.

HD 2500 får inte det halverade antal EU:s som många trott, utan får nöja sig med 6 stycken likt HD 2000. Med de arkitektoniska förbättringarna som finns, så bör prestandan ligga mellan HD 2000 och HD 3000 precis som namnet antyder – oftast bör de ligga närmare det sistnämnda. För stationära datorer har turbofrekvensen begränsats till 1 150 MHz, detta för att få ned strömläckaget och därmed strömförbrukning. För bärbara datorer så anser Intel att deras inbyggda grafikdel är mer relevant, och därför kommer det finnas modeller med en turbofrekvens på upp till 1 350 MHz.

Vi har tittat närmare på en dator med Ivy Bridge, och även hur den inbyggda grafiken står sig mot andra på marknaden. För er som vill titta närmare på detta kan ni läsa vår recension av MSI GT70:

• MSI GT70 – Fullfjädrad speldator med Intel “Ivy Bridge” Core i7-3610QM

24 FPS-buggen är ännu inte åtgärdad?

När Sandy Bridge lanserades hade många förhoppningar om att det skulle bli den “perfekta” processorn för HTPC bruk, då den hade stöd för de allra flesta formaten och skulle bli strömsnål. Det blev dock inte som många hoppats på, då Sandy Bridge led av samma 24 FPS-bugg (Hz = Hertz/frekvens) som den tidigare generationen med inbyggd grafik, Clarkdale. Det mesta filminnehållet lagras i exakt 23,976 Hz, men för enkelhetens skull kallas det 24 Hz. Det finns en mindre mängd som faktiskt har ett exakt värde på 24,000 Hz, men standard är och förblir 23,976 Hz.

Den så kallade 24 FPS-buggen är en begränsning i hårdvaran, som gör att Clarkdale och även Sandy Bridge inte kan spela upp film i 23,976 Hz utan konstant kör i 24 Hz. Problemet ligger i att Intels sydbrygga. Deras grafikdel kommunicerar med sydbryggan, som sedan skickar ut signalen till skärmen. Signalen som skickas ut ligger på exakt 24 Hz och inte 23,976 Hz, vilket gör att man med jämna mellanrum får en bild som upprepar sig för att kunna synkronisera sig med materialet som spelas upp. Hur stort problem det faktiskt är beror på användaren. Vissa märker inte av det alls, medan för andra förstör det hela filmupplevelsen.

Bildkälla: Anandtech

Intel har med hjälp av nyare drivrutiner försökt kringgå problemet, som gjort att signalen som skickats ut legat på 23,987 Hz eller 23,97 Hz istället vilket inte är en lösning men det gör att bilden inte upprepas lika ofta. Det finns inte så mycket mer som kan göras när problemet sitter i själva hårdvaran, och utifrån våra tester så har de inte lyckats åtgärda det med Ivy Bridge.

Vi har testat med de allra senaste drivrutinerna från Intel, samt den senaste versionen av Media Player Classic utan framgång. Det ser alltså ut som att problemet kvarstår, och att vi kan få vänta på Haswell innan de åtgärdar det. Alternativet idag är en av AMD:s Llano (eller kommande Trinity) processorer, alternativt Ivy Bridge med ett diskret grafikkort. Vi hoppas att de kommer kunna lösa problemet med fräschare drivrutiner, och ni kan räkna med att det är ett ämne vi kommer följa.

Markant förbättrad bildkvalité

När det kommer till prestanda så har alla sina egna preferenser om vad som är tillräckligt, ett ord som börjat användas allt oftare inom industrin och för vissa stämde HD 3000 in i den kategorin. Vad som är tillräckligt sett till bildkvalité är också väldigt subjektivt, men HD 3000 var bland det sämsta som hittat ut på marknaden de senare åren på det avseendet.

Det vi ska titta på är en 3D-renderad cylinder med väldigt simpla texturkartor, och färgerna representerar mip maps. Mip map är en teknik som används för att skala om texturer, med så liten detaljförlust som möjligt. Istället för att få en textur som är visuellt förstörd, så kan lite blandning och oskärpa på rätt ställen förbättra slutresultatet till det bättre – men även sämre.

Att balansera denna blandning och oskärpa i en omskalad textur är väldigt svårt, speciellt tillsammans med ett högt AF-värde (Anisotropic Filtering). Hur mycket av detta som görs, är en svår balansgång AMD, NVIDIA och numera Intel behöver ta när de utvecklar en ny arkitektur, men även arbetar på deras drivrutiner. Även om tekniken är standard idag, kommer den inte helt gratis utan det krävs beräkningskraft och en bra minnesbuffert för att få ett bra resultat.

Mip map är i normala fall inte färglagda men i testet är de det endast för att göra skillnaderna mer tydliga. Nedan har vi testat fyra olika arkitekturer: AMD “Llano” Terascale 2, NVIDIA Fermi, Intel Gen 6 och IntelGen 7, med det välkända testet Direct3D AF Tester. Testet visar hur bra ett grafikkort – eller i det här fallet en arkitektur, är på texturfiltrering/utjämning. I testet så vrider vi upp till 16xAF för bästa möjliga jämförelse.

AMD Terascale 2 – HD 6520G	NVIDIA Fermi – GT 635M
Intel Gen 6 – HD 3000	Intel Gen 7 – HD 4000

Nu ska vi fokusera på Intel och dess inbyggda HD 3000, baserad på Gen 6-arkitekturen. Även om blommor anses vara vackra, så är resultatet ovan fasansfullt. Att färgerna sticker ut på ytor i en 45 gradersvinkel, resulterar i att detaljerna i texturer sjunker drastiskt. Vad det innebär i praktiken är att om du tittar rakt mot en specifikt textur så kommer den se bra ut, medan kringliggande eller vinklade texturer tappar skärpa och ser suddiga ut.

Tittar vi på AMD:s resultat med deras Terascale 2-arkitektur som används i Llano, så är resultaten så gott som perfekta, med en nästan helt jämn och cirkel. Över till NVIDIA Fermi så är resultatet inte riktigt lika bra, men den transparenta skuggan är mindre än AMD:s, så båda två har sina för- och nackdelar. Vi körde samma test med NVIDIA:s senaste Kepler-arkitektur, och fick en identisk bild som Fermi.

Över till Intel igen, och deras nya Gen 7-arkitekturen så ser vi en klar förbättring, och ett fullt godkänt resultat som påminner om AMD:s. Zoomar vi in (klicka på bilden) så sticker massvis med linjer ut, så det finns fortfarande urtymme för förbättring. I vilket fall som helst, så är det här MYCKET bättre än vad de hade att erbjuda med deras HD 3000-grafik. Tillverkarna kompromissar ofta när de optimerar spel i deras drivrutiner mellan bildkvalité och bildfrekvenser, så resultaten ovan är inte helt avgörande. Vad vi ser däremot är vad hårdvaran är kapabel till, och där gör Intel äntligen bra ifrån sig.