Test Intel HD Graphics 3000 Grafiklösung
Intel-Notebooks mit integrierter Grafikkarte, sprich dem Graphics Media Accelerator (GMA) HD in den Arrandale Chips bzw. die GMA 4500M HD Chipsatzgrafik in den vorherigen Penryn-Systemen, waren bislang für klassische Office-Aufgaben gedacht. Für die Desktop 2D-Darstellung, die Wiedergabe von HD-Material als auch einfachste Spiele reichten diese aus. Begleitend war in den vergangenen Jahren allerdings auch ein Trend hin zu Notebooks mit eigenständigen Grafikchips zu erkennen, die abseits der klassischen 3D-Berechnungen auch immer mehr andere Aufgaben, Stichwort Video-(De)Codierung, übernommen haben, und dabei die CPU entsprechend entlasten konnten. Auch die Anforderungen von Games an die aktuellen Grafikkarten stiegen laufend an.
Mit dem Wechsel von der GMA 4500M HD zur fortan im CPU Package integrierten GMA HD setzte Intel bereits einen respektablen Leistungszuwachs um. Einen Schritt weiter geht man aber beim nunmehrigen Start der Intel HD Graphics 3000, die direkt im DIE integriert ist, sprich bei allen Sandy Bridge CPUs von vornherein an Bord ist. Ob die integrierte Grafik nun auch genutzt wird, hängt schließlich vom Notebookhersteller ab. Möglich ist aktuell der Verzicht auf eine zusätzliche eigenständige GPU, ein Betrieb ausschließlich mit einer eigenständigen Grafikkarte von AMD oder Nvidia wobei die Intel HD 3000 in der CPU deaktiv bleibt, oder aber eine Kombination aus Intel HD Graphics 3000 GPU und einer zusätzlichen Nvidia Grafikkarte mit der Nvidia Optimus Technologie.
Für den folgenden Test stand uns ein eben so ausgestattetes Notebook in Form des Asus N53SV zur Verfügung, dessen umfangreichen Test Sie hier finden. Dieser Artikel beschäftigt sich allein mit der Performance der in der neuen Intel Core i7-2720QM CPU eingesetzten HD Graphics 3000. Zusätzlich hatten wir noch ein Desktop Referenzsystem mit Core i5-2500K ebenfalls mit HD Graphics 3000 für weitere Tests.
Einen umfangreichen Test der aktuellen Quadcore Sandy Bridge CPU-Palette mit zahlreichen Benchmarks finden Sie hier.
Technik
Die Intel HD Graphics 3000 ist im Gegensatz zur GMA HD direkt in den Prozessorkern der Sandy-Bridge Prozessoren integriert. Wie die Vorgänger verfügt sie über keinen eigenen Grafikspeicher, hat allerdings Zugriff auf den Level 3 Cache der CPU (nunmehr „Last Level Cache – LLC“ genannt) von bis zu 8MB, abhängig von der jeweiligen CPU. Der darüber hinaus gehende Speicherbedarf wird durch Zugriff auf den Hauptspeicher (RAM) gedeckt.
Ähnlich den eigentlichen Cores der CPU kann auch die integrierte HD Graphics 3000 bei erhöhten Lastanforderungen dynamisch ihren Takt steigern (Turbo Boost). Hierbei unterscheiden sich allerdings manche Prozessoren der Sandy Bridge Palette. So beträgt die Takt-Bandbreite in den neuen i5/i7-2X20 bzw. i5/i7-2X40 M/QM/XM Prozessoren 650 MHz bis maximal 1300 MHz, während die i3-2310M als auch die i7-2630QM mit 650-1100 MHz und die i5-2410M sowie die i7-2635QM mit 650-1200 etwas geringer takten. ULV Prozessoren wie der i7-2617M takten die Grafik sogar nur mit 350-900MHz wodurch die Leistung deutlich leiden sollte. Die Intel HD Graphics 3000 Grafik verfügt über 12 Execution Unites (vgl. Pipelines). Dies ist nominell zwar ident mit der GMA HD, dennoch sind diese aufgrund eingehender Überarbeitung deutlich schneller als im Vorgänger.
Darüber hinaus integriert die HD Graphics 3000 auch eine eigene Einheit zum De-/ Encodieren von HD-Videomaterial. Unterstützt wird außerdem DirectX 10.1, Shader Model 4.1 und HDMI 1.4 (3D-Display Support). Gefertigt wird die Grafikeinheit wie die gesamte CPU-Einheit im 32-Nanometer Prozess.
Benchmarks
Für nachfolgende Benchmarktests zeigt sich die Intel HD Graphics 3000 im Asus N53SV (Optimus) verantwortlich, die mit einer Taktung von 650 MHz bis 1300 MHz eher den möglichen oberen Leistungsbereich dieser Grafiklösung absteckt.
Erster Leistungstest ist der Cinebench R10 Shading Test (64bit). Hier erreicht unser Testsystem mit der HD Graphics 3000 5960 Punkte. Dies ist nur knapp weniger als mit der aktiven Nvidia Geforce GT 540M Grafikkarte (6132 Punkte). Der höchste Eintrag einer GMA HD Grafik in unserer Datenbank stammt vom Sony Vaio B11 mit Intel i5-520M CPU: 2169 Punkte. Deren Vorgänger, die GMA 4500M HD erreichte in unseren Tests maximal 1122 Punkte (Fujitsu Lifebook A1130, T6600 CPU).
Im Bereich von 5900 bis 6000 Punkte findet man vergleichsweise Boliden mit ATI HD 5870 GPU (Asus G73JH) und sogar SLI-Lösungen (XMG8.c, GTX 280M).
Im aktuelleren Cinebench R11.5 können im OpenGL Test 11.41 Fps erreicht werden. Dies ist doch deutlich weniger als unter Verwendung der GT 540M Grafikkarte im Asus N53SV (24,9).
Beeindruckend abermals der Unterschied zur Intel GMA HD Grafiklösung: Das Toshiba Portege R700 mit i7-620M CPU erreichte im selben Test mit 1.9 Fps das beste Ergebnis in unserer Datenbank. Die GMA 4500M HD liegt mit 1.1 Fps im Toshiba C650 mit T4500 CPU nochmals weiter abgeschlagen.
Punkten kann die integrierte Intel-Grafik aber auch bei den bekannten Futuremark 3DMark Tests. Im den noch sehr CPU-lastigen Versionen 2001 und 2003 werden 17134 bzw. 11589 Punkte erreicht. Im aussagekräftigeren 3DMark 2005 sind es immer noch gute 8626 Punkte. Bestes Ergebnis unserer Datenbank der GMA HD entstammt hier dem Dell Studio 1558 mit i5-520M CPU bei 3429 Punkten. Die ältere GMA 4500M HD erreicht besten Falles 1665 Punkte, und zwar im von uns getesteten Thinkpad T400s mit SP9600 CPU.
Im neueren 3DMark 2006 (1280x1024) kommt unser Testsystem mit der HD 3000 auf 5275 Punkte, mit der aktiven Geforce GT 540M auf 8423 Punkte. Die GMA HD trägt sich mit maximal 1968 Punkten in unsere Datenbank ein (mySN MB6, i5-540M CPU). Die 4500M HD ist mit maximal 998 Punkten, ebenso im Thinkpad T400s, vertreten.
Letzte Hürde stellt der aktuelle 3D Mark Vantage dar, der unserem Asus N53SV Testsystem mit der Intel HD Graphics 3000 bei deaktiviertem PhysX 1387 Punkte bescheinigt. Die aktive Geforce GT 540M bringt es hier auf 4458 Punkte.
Der GMA HD Chip schafft hier maximal 339 Punkte, und zwar abermals im Dell Studio 1558 mit i5-520M CPU.
Anhand dieser Benchmarkwerte könnte man der neuen Intel HD Graphics 3000 einen Leistungszuwachs im Vergleich zur bisherigen Intel GMA HD von 170% beim 3DMark 2006 bis hin zu rund 300% beim 3DMark Vantage zuschreiben, die Einflüsse der CPU werden dabei nicht berücksichtigt.
Gaming Tests
Generische Benchmarks sind eine Sache, wie sieht es allerdings im praktischen Spielbetrieb aus? Da Intel auch ganz gezielt auf die gestiegene 3D-Performance für den Einsatz bei diversen Spielen verweist, wollen wir dieser Sache ganz genau auf den Grund gehen. Ebenso gilt es, Gerüchten hinsichtlich der Ablöse diverser Einsteiger-Grafikkarten durch den integrierten Intel Grafikchip auf den Grund zu gehen. Folgend testen wir eine Reihe von älteren und aktuellen Games, abermals mit unserem Asus N53SV Testsystem, wahlweise mit aktiver GT 540M Grafik oder mit der integrierten Intel HD Graphics 3000.
Left 4 Dead
Bei diesem bereits etwas betagterem Spieletitel liefert die GT 540M GPU bei hohen Grafikdetails (1024x768, high) im Schnitt 107.6 Fps. Selbst die integrierte Intel Graphics 3000 liefert mit durchschnittlich 69.3 Frames pro Sekunde einen flüssigen Bildaufbau. Ein Blick in unsere Spieledatenbank liefert für den Vorgänger GMA HD 23 Fps bei gleichen Einstellungen, was einem Plus von rund 200% entsprechen würde. Die Nvidia 310M kann mit 42 Fps ein ebenso nur deutlich niedrigeres Ergebnis liefern. Erst eine GT330M liefert mit 70 Fps ein ebenbürtiges Ergebnis bei gleichen Einstellungen.
Im Test aufgefallen ist allerdings ein deutlich zu dunkles Bild beim Betrieb mit der integrierten Intel Grafik. Dies betrifft mit den aktuellen Treibern (8.15.10.2246) viele auf die Valve Source Engine basierenden Spiele (im Test z.B. auch Alien Swarm).
| Left 4 Dead | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1024x768 | very high, 0xAA, 0xAF | 69.3 fps | |
| 640x480 | min, 0xAA, 0xAF | 117.1 fps | |
Farcry 2
Die Intel Graphics 3000 leistet im Benchmarktest mit hohen Grafikdetails (1024x768, high) im Schnitt 18.79 Bilder pro Sekunde und bleibt damit knapp hinter der Geforce 310M zurück (20Fps). Dennoch, trotz der zu geringen Performance für einen flüssigen Spielablauf wird das Ergebnis der GMA HD abermals vervielfacht (6 Fps).
Bei niedrigen Grafikdetails ist Farcry 2 auch mit der integrierten Intel 3000 Grafiklösung gut spielbar: 62,67 Fps. Auch dieser Wert entspricht in etwa dem einer Nvidia Geforce 310M. Eine GMA HD erreicht hier rund 53 Fps, die GMA 4500M HD 32 Fps.
| Far Cry 2 | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1024x768 | high DX10, 0xAA | 18.79 fps | |
| 640x480 | low DX9, 0xAA | 62.7 fps | |
Anno 1404
Die Intel Graphics 3000 hisst beim anspruchsvollen Anno bei hohen voreingestellten Grafikdetails (1280x1024, very high)mit 8.8 Fps die weiße Fahne. Wenn auch bei diesen Einstellungen nicht spielbar, so kann die integrierte Grafiklösung von Intel dennoch das Niveau von Einsteiger-GPUs erreichen, die mit 9 Fps (Geforce G210M) bzw. 10 Fps (ATI HD 5470) nicht wirklich besser da stehen. Mit niedrigen Grafikdetails kommt die HD 3000 allerdings wieder zurück ins Rennen und liefert durchaus spielbare 45.7 Fps an den Bildschirm und positioniert sich damit Im Bereich einer Geforce G102M (48 Fps), allenfalls noch vor Nvidias ION-Grafiklösung (19-42 Fps).
| Anno 1404 | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1280x1024 | very high, 0AA, 4AF | 8.8 fps | |
| 1024x768 | low, 0AA, 0AF | 45.7 fps | |
Need for Speed: Shift
Mit 19.4 Fps bei hohen Grafikdetails (1366x768, high, 0xAA) bleibt Need for Speed im unspielbaren Bereich. Selbst eine Rücknahme der Details auf mittel (1024x768, med) brachte mit 23.6 Fps eine nur geringfügige Besserung. Spielbar wird auch dieses Game erst bei niedrigsten Grafikanforderungen (800x600, low) mit durchschnittlich 37.1 Fps im Test. Dieser Wert liegt dann aber bereits auf dem Niveau einer Geforce GT 220M Grafikkarte mit 32 Fps. Die Intel GMA HD schaffte hier mit 34 Fps ein vergleichbares Ergebnis.
| Need for Speed Shift | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1366x768 | all on/high, 4xAA, triliniarAF | 19.4 fps | |
| 1024x768 | all on/med, 2xAA, triliniarAF | 23.6 fps | |
| 800x600 | all off/low , 0xAA, triliniarAF | 37.1 fps | |
Resident Evil 5
Die Intel Grafik lieferte bei hohen Grafik-Einstellungen (1366x768, DX10, high) 20.9 Fps im Schnitt und platziert sich damit im Bereich einer Nvidia Geforce 320M bzw. etwas über der G210M. Mit 10 Fps wird das Ergebnis der Intel GMA HD abermals etwa verdoppelt.
Bei niedrigen gewählten Details verbessert sich die Performance im Benchmarktest auf 58.4 Fps, womit das Game in dieser Form auch flüssig spielbar sein sollte.
| Resident Evil 5 | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1360x768 | DX10, high, all on, 0xAA | 20.9 fps | |
| 800x600 | DX9, low, all off, 0xAA | 58.4 fps | |
Starcraft 2
Bei hohen Grafikdetails (1366x768, high) werden in unserem Test im Schnitt nur 13.1 Fps geschafft. Für einen flüssigen Spielgenuss reicht dies nicht. Trotzdem, auch hier kann sich die GPU noch vor der G310M Grafikkarte von Nvidia platzieren (12 Fps) und bleibt nur knapp hinter der Geforce 320M zurück (15 Fps). Die GMA HD schafft hier vergleichsweise nur 4 Frames pro Sekunde, sprich abermals eine Verdreifachung der Leistungsreserven der Intel GMA HD durch die Graphics 3000.
Auf mittlerer Detailstufe (1366x768, med) steigt die durchschnittliche Framerate auf 20.4 Fps an, bei niedrigen Grafiksettings (1024x768, low) werden flüssige 94.4 Fps erreicht. Dies lässt sogar noch etwas Spielraum für einige optische Qualitätsverbesserungen.
| StarCraft 2 | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1360x768 | high | 13.1 fps | |
| 1360x768 | medium | 20.4 fps | |
| 1024x768 | low | 94.4 fps | |
Call of Duty – Modern Warfare 2
Mit der Intel HD Graphics 3000 kann Cod-MW2 nur bei geringen Details flüssig darstellen. Die von uns protokollierten 26 Fps der Intel GMA HD bei niedrigster Detailstufe (800x600, low, 0xAA) zeigen aber abermals die enorme Leistungssteigerung der Intel HD 3000.
no benchmarks found
Battlefield Bad Company 2
Deutlich schlechter als bei Modern Warfare 2 ergeht es der integrierten Intel HD Graphics 3000 bei BFBC2. Im Test (1366x768, high, 4xAF) werden nur 15.5 Fps erreicht und auch auf mittlerer Detailstufe bleibt die Spieletauglichkeit mit durchschnittlich 25.4 Fps mehr als fraglich (1366x768, med). Im Test ruckelte es bei Multiplayergefechten selbst in der geringsten Detailstufe.
Im Vergleich positioniert sich die Intel 3000 Grafiklösung hier abermals vor der Geforce 320M bzw. der HD 5470 von AMD. Die Intel GMA HD schafft selbst mit niedrigster Detailstufe (800x600, low) bei BFBC2 nicht mehr als 16 Fps.
| Battlefield: Bad Company 2 | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1366x768 | high, HBAO on, 1xAA, 4xAF | 15.5 fps | |
| 1366x768 | medium, HBAO off, 1xAA, 1xAF | 25.4 fps | |
Call of Duty – Black Ops
Die Intel HD Graphics 3000 erreicht im Test mit hohen Details (1366x768, high, 2xAA, 2xAF) 17.9 Fps und bleibt auch hier außerhalb des spielbaren Bereiches aber immerhin noch vor der Geforce G210M (17 Fps). Auffällig: Selbst bei niedriger gewählter Detailstufe (800x600, low) kommt die HD 3000 in unserem Benchmarktest nicht über 22.7 Fps im Schnitt hinaus. CoD-Black Ops bleibt damit für die Intel HD Graphics 3000 wohl außer Reichweite.
| Call of Duty: Black Ops | |||
| Auflösung | Einstellungen | Wert | |
| 1360x768 | high, 2xAA, 4xAF | 17.9 fps | |
| 1024x768 | medium, 0xAA, 0xAF | 18.3 fps | |
| 800x600 | low (all off), 0xAA, 0xAF | 22.7 fps | |
Spielecheck der Desktop-Version
Die HD Graphics 3000 in den Desktop CPUs Core i5-2500K und i7-2600K haben wir ebenfalls einen Spielecheck unterzogen. Durch die höhere Taktrate der CPU schaffen die beiden meist etwas höhere Frameraten. Fifa 11 war z.B. auf dem 2500K System in hohen Details flüssig spielbar. Bei Sims 3 reichte es in mittleren Einstellungen für flüssige Frameraten. Viele weitere Spieletests der mobilen und Desktop Version finden Sie auf unserer Grafikkartenseite der Intel HD Graphics 3000.
HD Videos mit Quick Sync
Zur Dekodierung von HD Videos werden nun nicht mehr die Execution Units des Grafikchips verwendet, sondern eigene Funktionseinheiten. Dadurch soll ein effizienteres Dekodieren möglich sein. Laut DXVAChecker (siehe Screenshot) unterstützt die Intel HD Graphics 3000 (im 2500K Desktop Prozessor) das vollständige Dekodieren von MPEG2 und H264 (VLD Einträge). Bei VC1 und WMV9 werden im derzeitigen Treiber nur die IDCT Dekodierungsstufe unterstützt. VC1 soll jedoch laut Intel vollständig dekodierbar sein. Im Test zeigte sich ein dementsprechendes Bild. Selbst mit nur einem aktivierten Kern mit 1.6 GHz konnte das H.264 kodierte Big Buck Bunny Video (1080p) flüssig mit nur 0.5% Prozessorbelastung wiedergegeben werden. Bei VC1 oder WMV war jedoch eine deutlich höhere CPU Belastung beobachtbar als wir bei einer Desktop GTX 460 mit PureVideo HD (VP4) Dekodierung festgestellt haben.
Die neuen HD Graphics Grafikkarten in den Sandy Bridge Prozessoren können nicht nur HD Videos dekodieren sondern als Neuerung auch enkodieren (Intel Quick Sync). Dadurch kann man Videos sehr schnell in ein anderes Format umwandeln oder Auflösung und Bitrate ändern. Unsere Tests haben wir mit einem Core i5-2500K Desktop Prozessor, 4 GB DDR3, Samsung HD103SJ HDD und bei CUDA einer Desktop Nvidia GeForce GTX 460 Grafikkarte durchgeführt.
Durch den sehr schnellen Desktop Quad-Core Prozessor (3.2 - 3.7 GHz) sind nur bei Intels Referenzbeispielen deutliche Verbesserungen spürbar. Ein wichtiger Punkt ist jedoch die deutlich niedrigere CPU Auslastung bei Benutzung von Quick Sync bzw CUDA mit der GTX 460. Zum Test haben wir das 1080i Beispiel mit MediaConverter 7 und deutlich beschnittener CPU durchgeführt. Die 2500K war fix auf 1.6 GHz getaktet und konnte nur einen Kern nutzen. Damit brauchte der Prozessor alleine nicht mehr 57 Sekunden sondern 444 Sekunden um das Video umzurechnen. Die CUDA Performance blieb mit 83s zu 90s annähernd gleich und per Quick Sync dauerte der Vorgang nun 26s anstelle von 14s.
Im Test mit dem Media Converter 7 (Vorversion) haben wir ein 5 Minuten 720p Video in ein YouTube kompatibles Format umgewandelt. Dies dauerte mit dem 2500K Quad-Core Desktop Prozessor alleine 101 Sekunden. Unter Zuhilfenahme von Quick Sync war die Kodierung mit 33 Sekunden deutlich schneller. Noch schneller funktionierte eine Umwandlung eines 4 Minuten 1080i Films in ein iPhone 3GS taugliches Format mit MediaEspresso. Der Prozessor benötigte hier genau 4 Minuten und mit Quick Sync war die Kodierung nach nur 14 Sekunden abgehandelt. Gerade bei schwächeren Notebook CPUs und in Hinblick auf den Stromverbrauch kann Quick Sync also punkten.
Die Performance von Quick Sync war in unseren Tests stark abhängig vom verwendeten Quell- und Zielmaterial. H.264 kodiere Videos sind mit den derzeitigen Treibern noch die Stärke von Intel. Bei VC-1 fiel im Test der Leistungsunterschied etwas ab und war im Schnitt schlechter als bei CUDA (in Verbindung mit der starken GTX 460).
Fazit
Das Abschneiden der neuen Intel HD Graphics 3000 kann als durchwegs beeindruckend beschrieben werden. In vielen älteren und aktuellen Spieletiteln kämpft sich die integrierte Grafiklösung auf das Niveau von Einsteigergrafiklösungen vom Schlage einer Geforce G 310M, GT 220M bzw. einer ATI HD5470 vor. Die Performance der bisherigen Intel GMA HD Grafiklösung wird dabei meist um ein Vielfaches getoppt. In der Praxis bedeutet das, das ältere Games durchaus auch bei hoher Grafikqualität gespielt werden können, aktuellere 3D-Games sind meist auf niedrigen Grafikdetails zu schaffen.
Aufgefallen in unserem Test ist allerdings auch, dass einige Games mit der Intel HD Graphics noch nicht fehlerfrei zusammenarbeiten wollen. Hier sind offenbar noch Softwareanpassungen notwendig, die hoffentlich durch Treiberupdates Einzug halten. Zum Beispiel gibt es Helligkeitsprobleme (Left 4 Dead 2 und Supreme Commander zu dunkel, Sims 3 und HAWX 2 beim Umschalten der Auflösung zu hell) und Mafia II startete gar nicht. Im Vergleich sind die Treiber von AMD und NVIDIA deutlich ausgereifter.
Aufgrund der überragenden Leistung der neuen Intel Sandy Bridge Quad-Core CPU, sollte bei den obigen Tests ein möglicher positiver Einfluss der CPU auf die protokollierten Ergebnisse bedacht werden. Alle Vergleichsgeräte waren indes mit Clarksfield bzw. Arrandale Chips ausgestattet. Einen umfangreichen Test zur neuen Sandy Bridge Quadcore Palette finden Sie hier.
Was die Integrierte Intel HD Graphics 3000 betrifft ist ebenso zu berücksichtigen, dass diese mit unterschiedlichen Taktungen in den CPUs eingesetzt wird. Während die getestete i7-2720QM CPU den Grafikchip mit 650 bis max. 1300 MHz taktet, weist die GPU etwa im i7-2635QM nur mehr eine Bandbreite von 650-1200 MHz auf bzw. im i7-2630QM 650-1100 MHz. Bei ULV Prozessoren ist die Taktung mit 350-900 MHz noch einmal deutlich geringer. Die Performance wird dadurch entsprechend niedriger ausfallen, was ebenso für Systeme mit knappen Kühlkapazitäten gilt, da hier möglicherweise die Turbofunktion der Grafikeinheit nicht für maximalen Leistungsschub sorgen könnte.
Zahlreiche weitere Benchmarks und Spieletests verschiedener Laptops mit Intel HD Graphics 3000 Grafikkarte finden Sie auf der Intel HD Graphics 3000 Grafikkarten-Seite (laufend erweitert).
