Intel HD Graphics (Bay Trail) vs Intel HD Graphics 5300 vs Intel HD Graphics 3000

Intel HD Graphics (Bay Trail)

Die Intel HD Graphics (Bay Trail) ist eine in den Tablet- (z.B. Z3770), Nettop- (z.B. J2850) und Notebook-SoCs (z.B. N3510) der Bay-Trail-Serie integrierte Grafikeinheit. Sie ist in verschiedenen Atom-, Celeron- und Pentium-Modellen zu finden und basiert auf der DirectX-11-tauglichen GPU der Ivy-Bridge-Generation. Taktrate und Einheitenzahl fallen allerdings deutlich niedriger aus, sodass sich die Performance nur im Low-End-Segment ansiedelt.

Im Vergleich zu Ivy Bridge, dessen Gen-7-GPU entweder 6 oder 16 Executions Units bietet, kommt die HD Graphics (Bay Trail) nur mit lediglich 4 EUs daher. Abhängig von Temperatur und Leistungsaufnahme kann die niedrige Basisfrequenz dynamisch bis auf den maximalen Turbo-Takt angehoben werden, der ja nach Modell bei bis zu 896 MHz liegt. Ebenfalls modellabhängig ist das Speicherinterface, welches im Single- oder Dual-Channel-Betrieb sowie mit verschiedene Speicherstandards (DDR3(L), DDR3L-RS, LPDDR3) arbeiten kann. Insbesondere Varianten mit einem nur 32 Bit breiten Interface (Atom Z3735G) verlieren teils erheblich an Performance.

Die schnellsten Notebook-Modelle erreichen knapp die Performance der HD Graphics (Sandy Bridge) sowie der Radeon HD 6310. Das reicht, um einige ältere und sehr anspruchslose Windows-Spiele wie World of Warcraft oder Half-Life 2 in niedrigen Einstellungen flüssig darzustellen. Für aktuelle Windows-Titel ist die GPU dagegen praktisch nicht geeignet.

Verglichen mit konkurrierenden ARM-SoCs ordnet sich die Grafikeinheit dagegen im unteren High-End-Segment ein und übertrifft knapp die Adreno 320, die in verschiedenen Qualcomm-SoCs wie dem Snapdragon 600 zu finden ist. Damit entspricht Grafik-Performance in etwa Nvidias Tegra 4. Auch sehr aufwändige Android-Spiele werden damit in hohen Auflösungen flüssig bewältigt (Stand 2013).

Der integrierte Videodecoder unterstützt alle gängigen Codecs wie MPEG2, H.264, VC1, MVC oder VP8 und ist für Auflösungen bis 4K (maximal 100 Mbit/s) geeignet. Das Bildsignal kann per HDMI 1.4 (max. 1.920 x 1.080) oder DisplayPort 1.2 (max. 2.560 x 1.600) an bis zu zwei Displays ausgegeben werden. Eine weitere Neuerung ist die Unterstützung von Wireless Display sowie Quick Sync, Intels schnellem und sparsamen H-264-Hardwareencoder. Einige dieser Features sind jedoch nicht bei allen Modellen verfügbar.

Je nach Modell liegt die Leistungsaufnahme des gesamten SoCs zwischen rund 2 und 10 Watt. Die besonders sparsamen Versionen sind damit auch für passiv gekühlte Tablets geeignet, andere werden in größeren (Sub-) Notebooks mit aktiver Kühlung eingesetzt.

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 3000

Die Intel HD Graphics 3000 (fälschlich auch Intel Graphics Media Accelerator HD 3000, GMA HD 3000, HD Graphics 200 genannt) ist eine in den Sandy Bridge Prozessoren integrierte Grafikkarte. Sie bietet keinen eigenen dedizierten Speicher, teilt sich jedoch den sehr schnellen Level 3 Cache bzw. LLC Cache mit den Prozessorkernen (3-8 MB je nach CPU). Der restliche Speicher wird vom Hauptspeicher abgezweigt (wie bei der Vorgänger-Grafikkarte Intel HD Graphics). Je nach Prozessormodell unterscheidet sich der Basistakt und damit auch die Leistung deutlich (350-650 MHz) Dank TurboBoost kann sich die Grafikkarte wie die Prozessorkerne in gewissen Lastsituationen übertakten (bei ausreichend Kühlung und ebenfalls abhängig vom Prozessormodell). 

• ULV Prozessoren Core ix-2xx7 (Basis 350 MHz, Turbo 900-1000 MHz)
• LV Prozessoren Core ix-2xx5 (Basis 500 MHz, Turbo 1000 MHz)
• Standard Dual und Quad-Core Core ix-2xx0 (Basis 650 MHz, Turbo 1100-1300 MHz)
• Desktop K Prozessoren (Basis 850, Turbo 1100-1350 MHz)

Die Intel GMA HD 3000 bietet wie die GMA HD 12 Execution Units (EUs), welche jedoch deutlich überarbeitet wurden und daher eine höhere Performance bieten. Die EUs der GMA HD 3000 können mit DirectX 10.1, OpenGL 3.0 und DirectCompute 4.1 angesteuert werden. OpenCL wird nicht unterstützt (das Media SDK verwendet nur die CPU, Stand März 2013).

Unsere Performancetests mit den schnell getakteten Versionen der HD Graphics 3000 zeigen eine deutlich gesteigerte Leistung im Vergleich zur Vorgängergeneration. Die integrierte shared Memory Grafikkarte positioniert sich je nach Spiel auf dem Niveau älterer Einstiegsgrafikkarten von Nvidia (GeForce 310M) bzw. AMD (Mobility Radeon HD 5450), manchmal auch etwas darüber (Radeon HD 6450M). Im Vergleich mit AMDs APU-Modellen kann die HD 3000 nur gegen die C- und E-Serie bestehen, nicht aber die schnelleren Llano- und Trinity-Ableger. Die in früheren Jahren oftmals problematische Qualität der Intel-Treiber (Grafikfehler, Spiele starten nicht) hat sich zuletzt deutlich verbessert, sodass die meisten Spiele bei erfüllten Mindestvoraussetzungen fehlerfrei spielbar sind.

Flüssige Frameraten konnten wir unter anderem in Spielen wie Dead Space 3, World of Tanks, Fifa 13, Torchlight 2, Counter-Strike: GO, Diablo 3 sowie vielen älteren Titeln erreichen, wenn auch meist nur bei minimalen Detaileinstellungen. Genaue Performanceanalysen und Spielebenchmarks finden Sie in unserem Schwerpunktartikel zur Intel HD Graphics 3000 bzw. weiter unten in diesem Artikel.

Wie bei den Ivy Bridge basierten Grafikkarten, wird anscheinend auch bei Sandy Bridge 2x Antialiasing per Software aus dem 4x Antialiasing errechnet. Daher ergibt sich kein Geschwindigkeitsunterschied zwischen 2x und 4x AA. Im Unigine Valley Benchmark erreichten wir als Bestätigung bei 2x AA und 4x AA dasselbe Ergebnis (HD Graphics 3000 ULV im i7-2637M).

Neben der GPU ist auch noch eine dedizierte Einheit zum Dekodieren und auch Encodieren von HD Videos in den Sandy Bridge Prozessoren enthalten (Intel Quick Sync). Um ein dreiminütiges 1080p-Video für das iPhone in das Format 640x360 zu wandeln, braucht Sandy Bridge laut Intel etwa 14s (IDF 2010). Eine weitere Besonderheit ist der unterstützte "embedded DisplayPort" eDP um interne Displays anzusteuern.

Aufgrund der Integration in den mit 32nm gefertigten Prozessor, ist der Stromverbrauch relativ gering.