Intel HD Graphics 5300 vs Intel HD Graphics 4000 vs Intel HD Graphics (Cherry Trail)

Intel HD Graphics 5300

Die Intel HD Graphics 5300 (GT2) ist eine Prozessorgrafikkarte in den Ende 2014 vorgestellten Core-M-CPUs der Broadwell-Generation (z.B. Core M-5Y70). Zwar glänzt die GPU mit einer extrem niedrigen Leistungsaufnahme, allerdings siedelt sich die Performance nur im absoluten Low-End-Segment an und ist für neuere Spiele kaum ausreichend.

Architektur und Features

Broadwell integriert eine Grafikeinheit auf Basis der Intel-Gen8-Architektur, die gegenüber dem Vorgänger Intel Gen7.5 (Haswell) in verschiedenen Punkten weiterentwickelt wurde. So hat Intel unter anderem die "Subslice" genannten Shader-Arrays umorganisiert, die nun jeweils 8 Execution Units (EUs) beinhalten. Drei Subslices bilden wiederum einen Slice mit insgesamt 24 EUs. Hinzu kommen größere L1-Caches und Verbesserungen im Front-End, die die Leistung zusätzlich steigern sollen.

Die HD Graphics 5300 repräsentiert die mittlere, auch "GT2" bezeichnete Ausbaustufe mit einem Slice und 24 EUs. Daneben existieren auch eine teildeaktivierte GT1-Variante (12 EUs) sowie die GT3/GT3e (48 EUs) ohne/mit zusätzlichem eDRAM-Cache.

Alle Broadwell-GPUs unterstützen OpenCL 2.0 sowie DirectX 12 (FL 11_1). Zudem kann der Videodecoder nun auch den H.265-Codec verarbeiten, greift dafür allerdings nur teilweise auf besonders sparsame Fixed-Function-Einheiten zurück. Die Bildausgabe erfolgt über DP 1.2/eDP 1.3 (max. 3.840 x 2.160 @ 60 Hz) oder HDMI 1.4a (max. 3.840 x 2.160 @ 24 Hz), HDMI 2.0 steht dagegen nicht zur Verfügung. Es können maximal drei Displays parallel angesteuert werden.

Performance

Je nach Modell liegt der maximale GPU-Takt zwischen 800 und 900 MHz, der durch die niedrige TDP jedoch nicht dauerhaft gehalten wird. In längeren Benchmarks ist die HD 5300 darum kaum schneller als die ältere HD 4000 oder HD 4200, die bei gleicher Performance aber deutlich mehr Energie benötigen. Die TDP des Core M kann optional leicht abgesenkt oder angehoben werden, was spürbare Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit hat.

Insgesamt werden nur wenige Spiele aus 2014 (oder neuer) in niedrigen Einstellungen flüssig dargestellt, sodass man sich auf ältere und weniger anspruchsvolle Titel beschränken muss.

Leistungsaufnahme

Die TDP des gesamten Chips liegt standardmäßig bei zumeist 4,5 Watt, sodass viele Ultrabooks oder 2-in-1-Geräte mit einer rein passiven Kühlung auskommen. Teils kann die TDP auch auf niedrigere (3,5 Watt) oder höhere Werte (6 Watt) angepasst werden.

Intel HD Graphics 4000

Die Intel HD Graphics 4000 (GT2) ist eine Prozessorgrafikkarte in den CPUs der Ivy Bridge Generation (3. Generation von Intel Core z.B. Core i7-3770). Je nach Prozessormodell wird die Intel HD Graphics 4000 unterschiedlich getaktet (und kann auf den unterschiedlich großen Cache zurückgreifen) und bietet daher eine teilweise deutlich geringe Leistung. Weiterhin kann die Taktung durch die Turbo Boost Technologie je nach Anforderung und TDP deutlich erhöht werden. In den schnellen  Modellen soll der Basistakt 650 MHz und der Turbo 1.1 bis 1.25 GHz betragen. Die ULV Modelle weisen jedoch einen deutlich geringeren Basistakt auf (Sandy Bridge z.B. 350 MHz).

Im Vergleich zur HD Graphics 3000 der Sandy Bridge Prozessoren, bietet die 4000er einen eigenen Cache, überarbeitete DirectX 11 taugliche Shader (und vier mehr) und soll dadurch bis zu 60% mehr Leistung (3DMark Vantage) zeigen. Weiterhin sollte die GPU auf den gemeinsamen Last Level Cache (Level 3 Cache) des Prozessors zugreifen können. Weiters können die Shader auch für Direct Compute genutzt werden.

Erste Benchmarks positionieren die HD Graphics 4000 (in einem schnellen Desktop Quad-Core) auf dem Level einer Nvidia GeForce GT 330M und dadurch oberhalb der integrierten Prozessorgrafik Radeon HD 6620G. In unserem Unfangreichen Testbericht der HD Graphics 4000 konnte sie sich im schnellen Core i7-3820QM deutlich durchsetzen (6620G 15% langsamer). In den Mittelklassemodellen Core i7-3610QM und einem Dual-Core i5 war sie nur noch knapp schneller. Manchmal ist sogar eine langsame GeForce GT 630M in Reichweite. Gelegenheitsspieler, die bei Bedarf mit einer geringen Auflösung, deaktivierter Kantenglättung und niedrigen Settings leben können, werden daher an der HD Graphics 4000 durchaus Gefallen finden. In den ULV Prozessoren (Core ix-3xx7U) wird eine geringer getaktete Variante eingesetzt. Durch die TDP Beschränkungen kann der Turbo außerdem meistens nicht so hoch takten, wie bei den 35/45 Watt Versionen. Dadurch ist die HD Graphics 4000 hier meist etwa 30% langsamer als in schnellen Quad-Core CPUs.

Eine Besonderheit der Ivy Bride Grafikkerne ist, das nur 4x MSAA von der Hardware unterstützt wird. 2x MSAA wird per Software berechnet und geht durch die 4x MSAA Pipeline. Daher empfiehlt sich der Einsatz des gleich schnellen 4x MSAA. 

Auch der integrierte Videodecoder genannt Multi Format Codec Engine (MFX) wurde kräftig überarbeitet und soll nun sogar mehrere 4K Videos parallel dekodieren können (ev nur in den High-End Modellen). DXVA Checker gibt weiterhin die Formate MPEG2, VC1, WMV9 und H264 als unterstütz an. QuickSync zum schnellen Transkodieren von Videos wurde ebenfalls verbessert und soll nun schneller bei gleichzeitig höherer Qualität laufen.

Ebenfalls neu ist die Unterstützung für drei unabhängige Bildschirme (abhängig von der Umsetzung im Notebook eventuell nur zwei gleichzeitige möglich). Bis jetzt waren nur zwei möglich und lediglich die AMD Grafikkarten mit Eyefinity Support bieten mehr als zwei Anschlüsse für Notebooks (jedoch nur mit DisplayPorts). Laut Intel wird DisplayPort in der Version 1.1 unterstützt (daher maximal 2560x1600) und HDMI in 1.4 (in der Praxis 1920x1080, siehe Fokusartikel für 2560x1600).

Der Stromverbrauch ist dank des 22nm Prozesses mit 3D Tri-Gate Technologie relativ gering und nicht einzeln angegeben. Die Notebook-Prozessoren (CPU, GPU, Speichercontroller) sind gesamt auf einen TDP von 18-45 Watt spezifziert.

Intel HD Graphics (Cherry Trail)

Die Intel HD Graphics (Cherry Trail) ist eine in den Tablet-SoCs der Cherry-Trail-Serie (z.B. Atom x7-Z8700) integrierte Grafikeinheit. Sie basiert auf der gleichen Architektur wie die GPU verschiedener Broadwell-Prozessoren (z.B. HD Graphics 5300), bietet allerdings deutlich weniger Shadereinheiten und geringere Taktraten. Die genauen Spezifikationen hängen vom jeweiligen SoC ab:

• Atom x7-Z8700: 16 EUs @ 200 - 600 MHz, Dual-Channel Memory
• Atom x5-Z8500: 12 EUs @ 200 - 600 MHz, Dual-Channel Memory
• Atom x5-Z8300: 12 EUs @ 200 - 500 MHz, Single-Channel Memory

Die schnellste Variante mit 16 EUs und maximal 600 MHz schlägt die ältere HD Graphics (Bay Trail) um Faktor zwei, womit sich die GPU etwas oberhalb einer Qualcomm Adreno 330 oder PowerVR G6430, jedoch deutlich unter einer Adreno 420 oder GX6450 einordnet. Auch Nvidias Tegra-SoCs K1 und X1 rechnen weitaus schneller.

Unter Windows werden sich Anwender deshalb weiter auf sehr alte und anspruchslose Spiele beschränken müssen, wohingegen moderne Android-Games auch in hohen Auflösungen zumeist flüssig dargestellt werden sollten. Der x7-Z8700 war z.B. nur knapp in der Lage Team Fortress 2 in minimalen Details und 1280x720 flüssig wiederzugeben (11 - 69 fps).

Videos kann die GPU auch in 4K/H.265 flüssig wiedergeben (je nach Bitrate und Farbtiefe).

Die Intel HD Graphics Grafikkarte in den Cherry Trail SoCs unterstützt nach unseren Tests mit dem MS Surface 3 mit Atom x7-Z8700 nur DisplayPort 1.1 und damit lediglich 30 Hz bei 4K (3.840 x 2.160).