Grafické karty v noteboocích: fakta, mýty a tipy

0

Úvod, integrované a diskrétní grafiky

Grafickou kartu 90 % z vás využije pouze na hry. A právě ve hrách skutečně musíte řešit grafiku jako první, procesor, úložiště ani RAM nejsou pro plynulý obraz tolik podstatné jako grafická karta. Asi nejdůležitější rozdělení grafik je na integrované a diskrétní, dedikované.

Grafické karty vyrábí tři výrobci, Intel, Nvidia a AMD. Od Intelu najdete v noteboocích různé modely HD Graphics, případně vzácně řadu Iris, Nvidia má grafiky GeForce a AMD Radeon. Intel vyrábí integrované grafiky, Nvidia diskrétní a AMD oba typy.


 Do moderních procesorů Intel Haswell se vejde i dost výkonná integrovaná grafika.

Integrované grafické karty

Integrovaná grafika je dnes vždy v procesoru, případně dříve na základní desce, a její čip pracuje se systémovou operační pamětí. Ta je tak sdílena mezi CPU a GPU (grafický procesor). Integrované grafické karty prakticky vzato nemají žádnou vlastní paměť a ukusují z RAM notebooku.

Z toho plynou dvě věci:

Zaprvé, pokud máte notebook, který má třeba 4 GB RAM, není to to samé, pokud máte diskrétní nebo integrovanou grafiku. IGP (integrovaný grafický procesor) si klidně i kolem 1 GB zarezervuje pro svoje použití. Nicméně na většinu obvyklých činností i onen zbytek ze 4 GB stačí, na lámání chleba dojde až v momentě, kdy začnete pracovat s grafickými editory, upravovat fotky nebo video, renderovat, případně provádět nějakou jinou náročnou práci.

 

Zadruhé budou integrované grafiky obecně pomalejší. Jak vysvětlím níže, grafický výkon hodně závisí na propustnosti pamětí, které GPU používá, a diskrétní grafiky mají vlastní, velmi rychlé paměti na široké sběrnici, oproti obyčejné RAM. To ovšem nemusí platit absolutně, na trhu máme i dost silné integrované grafiky, silnější než některé diskrétní, nicméně ve většině případů bude náhodná integrovaná grafická karta pomalejší než náhodná dedikovaná.

Diskrétní grafické karty

Diskrétní, dedikované nebo také samostatné grafické karty jsou skutečně karty. Nejde jen o čip integrovaný v procesoru nebo na desce, ale o kartu s vlastním čipem a vlastní pamětí připojenou k desce.

Výhodou je, že vám tak grafika neukusuje ze systémové RAM, a navíc je obvykle výkonnější, protože má rychlou vlastní paměť, a obvykle také větší a komplexnější čip.

Mobilní grafické karty 2013
Goldmax Scorpius: diskrétní grafiky jsou největším žroutem v notebooku a vyžadují důsledné chlazení.

Nevýhodou je obvykle spotřeba, integrované grafické procesory jsou menší, jednodušší a nežerou toho tolik, co ty samostatné. Rozdíl může být i dost masivní, zatímco integrované grafice stačí maximálně pár jednotek wattů, ta diskrétní může v zátěži polykat klidně stovku – záleží ale na modelu.

Od toho se také odvíjí požadavky na chlazení. V supertenkém ultrabooku nenajdete nejvýkonnější grafiku na trhu, protože by se tam se svým masivním chlazením nevešla. Očividnou nevýhodou je také cena – dnes máte integrovanou grafiku v každém procesoru a tak i v každém notebooku, a když doplníte ještě samostatnou další – GeForce nebo Radeon – musíte za ni zaplatit navíc, nejde tak pouze o výměnu, a nic neušetříte.

Přepínání grafických karet

Dnes jsou všechny mobilní grafické karty přepínatelné. Přepínání vám zaručí dlouhou výdrž na baterku i u herního děla, protože i když si diskrétní grafika v zátěži řekne o ohromné množství energie, v klidu se zcela vypne a místo ní vykresluje obraz úsporný integrovaný čip. Přepínání je dnes plně automatické a hlavně dynamické – nepřepínáte pouze mezi jednou a druhou grafikou, ale obě se mohou zrychlovat, zpomalovat a více či méně deaktivovat, stav systému tak plave mezi oběma stavy. Nvidia nabízí technologii Optimus, AMD potom relativně nové Enduro.

Mobilní grafické karty 2013
AMD Radeon HD 8970M

Na čem závisí výkon grafiky?

Na čem závisí výkon grafické karty

Reálný výkon grafiky závisí na řadě faktorů, v zásadě bych ale zmínil dva nejdůležitější parametry.

Grafický procesor a shadery v něm

Silnější grafický procesor obvykle znamená výkonnější grafickou kartu. Zatímco obyčejné procesory mají jedno, dvě nebo čtyři jádra, grafické čipy obsahují podobné jednotky – unifikované shadery, Stream procesory nebo také CUDA jádra, exekuční jednotky atp. . Ty jsou jen jednodušší a specializované na vykreslování obrazu, a je jich zásadně víc. Například obyčejná grafika Intel HD Graphics 4000 má 16 shaderů, jádro GK104 v GeForce GTX 780M jich má 1536. Tato malinká jádra grafických karet mají vždy i svoji frekvenci – jako vždy více jader × vyšší frekvence => vyšší výkon.

 

Šířka sběrnice × rychlost pamětí = propustnost pamětí

Grafický procesor ale může být výkonný, jak chce, ale pokud si nemůže kvanta grafiky odkládat na rychlou paměť, je mu to houby platné. Rychlá paměť je potom kritériem č. 2. Velmi důležitým faktorem, co ovlivňuje grafický výkon, je propustnost paměti VRAM, kterou grafický čip používá. Propustnost dostanete, když vypočítáte šířku sběrnice taktem pamětí (a vydělíte osmi). Pokud máte integrovanou grafiku a k ní jeden 4GB kousek RAM typu DDR3 na 1600 MHz, což platí pro většinu dnešních notebooků, šířka sběrnice je 64 bitů a celková propustnost 12,8 GB/s. Když osadíte paměti dvoukanálově, tedy dva kousky, třeba 2× 2 GB, sběrnice se rozšíří na 128 bitů a propustnost bude 25,6 GB/s. Jenže diskrétní grafiky mohou mít i 256bitovou sběrnici, a hlavně mají vlastní paměť, často typ GDDR5, která může pracovat i na několika GHz. Taková Nvidia GeForce GTX 780M má 5GHz paměti na 256bitové sběrnici s celkovou propustností 160 GB/s.

  • U integrovaných grafik vždy záleží na zapojení pamětí! Dva moduly oproti jednomu mohou přinést desítky procent výkonu navíc.

SLI a CrossFireX – dvojice grafik v jednom notebooku

Pomocí Nvidia SLI nebo AMD CrossFireX můžete spojit více grafik za účelem spolupráce a vyššího celkového výkonu. V případě Nvidie jde vždy o dvě rovnocenné grafiky, u AMD můžete spojit i malý integrovaný a velký diskrétní Radeon. Nárůst výkonu není ovšem součtem výkonu obou grafik. V ideálním případě, pokud je hra plně optimalizovaná a grafiky mezi sebou perfektně komunikují, je skutečně nárůst výkonu téměř 100 %, nicméně většinou jde o nějakých 60-80 %, v horším případě u neoptimalizovaných her se nemusíte dočkat žádného výkonu navrch.

Mobilní grafické karty 2013
Lenovo IdeaPad Y510p v sobě kombinuje dvě GeForce GT 750M v SLI, jinak tato kombinace ale není příliš obvyklá.

Hybridní CrossFireX (int. Radeon a diskr. Radeon) je z výkonového hlediska dosti neefektivní zapojení, a najdete jej pouze u některých notebooků s procesorem i grafikou od AMD. Symetrický režim CrossFireX či SLI dává už větší smysl, nicméně se až na drobné výjimky používá pouze pro nejsilnější grafiky na trhu, a mít dva nejvýkonnější=nejžravější grafické čipy v jednom šasi vyžaduje skutečně velké tělo a masivní chlazení.

Kapacita grafické paměti spíše ne

Velkým mýtem je, že čím více grafické paměti, tím je grafika rychlejší. Ano, je to v zásadě pravda, ale je to velmi nedůležitý parametr. Existují 512MB grafiky, co by zametly podlahu s některými 2GB grafikami. Platí totiž, že pokud je paměť moc malá, výkon to brzdí, ale její nekonečné zvyšování ničemu nepomůže. Obvykle je naprostý dostatek 1 GB, u těch opravdu dobrých grafik 2 GB, více nemá příliš smysl. Pokud máte slaboučkou grafiku, bude jí pro plný výkon stačit méně paměti, u takové GeForce GT 720M tak postrádá smysl, aby měla 2 GB paměti, které má. Jde pouze o marketingový tah výrobce (a také fakt, že se jedná o naprosto mizivý příplatek), protože hry, které by 1 GB VRAM výrazně brzdil, si na GT 720M stejně nezahrajete, a jsem si dost jistý, že byste mezi 1GB a 2GB pamětí u takto slabé grafiky nepostřehli rozdíl.

Rozlišení

Samozřejmostí také je, že v čím vyšším rozlišení hru hrajete, tím náročnější pro grafickou kartu bude. Pokud v nastavení hry určíte rozlišení 1366 × 768 px a pak 1920 × 1080 px, může výkon klesnout třeba na polovinu. Faktem je, že na jakémkoli LCD displeji vždy nejlíp vypadá jeho nativní = maximální rozlišení. U notebooku s rozlišením 1366 × 768 px vás tedy nebude osazená grafika zajímat tolik jako u modelu s 1080p displejem.

32 grafik v 3DMarku 11, grafické karty Intel

Na začátek uvádím graf výkonu v 3DMarku 11. 3DMark 11 je syntetický benchmark, který ale docela spolehlivě ukazuje na herní výkon v běžných a optimalizovaných titulech. V grafu uvádím jen Graphics Score, takže výsledky jsou méně ovlivněny procesorem a dobře poslouží pro porovnání grafik.

Důležité upozornění – ačkoli zde vyjmenovávám počty shaderů v jádře, nelze je srovnávat mezi různými výrobci, ani mezi různými architekturami!

Na CZC.cz mají v sortimentu momentálně 1134 různých modelů notebooků s 69 různými grafickými kartami (včetně SLI a CrossFireX). Jaké je zastoupení?

 

Intel

Plných 588 modelů má jediná Intel HD Graphics. Intel sice neexceluje výkonem, takže se na něj často zapomíná, nicméně co do počtu je skutečně největším prodejcem grafických karet. Nejde o jediný model, HD Graphics máme na trhu docela dost, vzhledem k tomu, že jde ale pouze o integrované grafiky, je zde často sklon bagatelizovat, to ale obzvláště u poslední generace není dobře.

U Atomů je například GMA 3600. Grafický akcelerátor zde využívá návrhu PowerVR, jde o extrémně slabý a úsporný čip. V kostce si řekněme, že tohle je ta základní příčka, a žádné 3D hry si od žádného Atomu neslibujte. Samozřejmě, Return to Castle Wolfenstein a podobné historické 3D tituly si nejspíše zahrajete a s 2D hrami nemá ani Atom problémy, ale o výkonu na moderní hry se nedá ani mluvit. V našem grafu nenajdete výsledky, tyto různé modely GMA z Atomů nepodporují DirectX 11 ani nemají počitatelný výkon na něj.

Mobilní grafické karty 2013
U Celeronů a Pentií všech generací máme Intel HD Graphics bez označení. Výkon je zde opět velmi nízký, čip má jen 6, případně 12 shaderů, ale grafiky přeci jen disponují násobně vyšším výkonem než ty u Atomů. S hraním moc nepočítejte. Trochu výkonnější je už Intel HD Graphics 3000, kterou najdete v procesorech druhé generace Core, Sandy Bridge. V jádře najdete 12 shaderů a na ní už si se značným přivřením oka můžete zahrát třeba Mass Effect, Oblivion nebo Fallout 3.

Procesory 3. generace Core (pouze Core i3, i5 a i7), Ivy Bridge, mají integrovanou HD Graphics 4000. Ta už má 16 shaderů a s výkonem jsme poskočili o pár desítek procent výše. Detaily tak můžete nastavit zase o něco výše a hratelným se stává třeba Skyrim, HD 4000 podporuje i DirectX 11 a zapojení tří displejů současně.

Nejnovější procesory Haswell, Core 4. generace, mají grafik víc. Nejčastější jsou modely HD Graphics 4200, 4400 a 4600, které se liší hlavně takty a všechny obsahují 20 shaderů. To je oproti minulé generaci zase o pár desítek procent navíc. U některých prémiových modelů můžete vidět i HD Graphics 5000, případně Iris 5100 a Iris Pro 5200. Všechny tyto mají hned 40 shaderů, Iris Pro má pak i 128 MB rychlé paměti přímo na čipu, což i nadále pomáhá výkonu. S poslední generací Intel ukázal, že ani integrované grafiky nemusí být pomalé, zvláště s vzácnou řadou 5×00 si můžete zahrát téměř cokoli přinejmenším na nízké detaily.

Připomínám, že čím silnější grafický čip, tím vyšší má nároky na propustnost pamětí, která je dvojnásobná u dvoukanálově zapojených pamětí. Pro jakoukoli integrovanou grafiku tak může znamenat dost výkonu navíc, pokud zapojíte další RAM do prázdného slotu.

Nvidia GeForce a AMD Radeon

Nvidia GeForce

Nvidia prodává dnes pouze samostatné grafické karty, herní GeForce a profesionální NVS, případně Quadro. Profesionálními grafikami se tu dnes nebudeme zabývat, zbývá nám tak velmi tradiční řada GeForce, konkrétně se budeme bavit o aktuálních GeForce řady 700M a starší 600M. Abych tu nemusel dopodrobna řešit každý detail, odkážu vás na článek, který jsem o celé této modelové řadě napsal už v dubnu:

Napřed něco o značení. Nvidia je značka, GeForce je velká mnohaletá řada. GT nebo GTX vám zhruba řekne, jestli jde o slabší či silnější kartu. A pak tu máme trojčíslí s příponou M – tedy mobilní, pro notebooky. První číslice značí řadu, generaci, druhá přibližné výkonové zařazení, třetí ještě podrobnější výkonové zařazení. Pochopitelně ne vždy je vyšší číslo výkonnější, taková GeForce GTX 680M bude výkonnější než GeForce GTX 765M.

 

Důležitá je zde architektura, na které čipy staví. Od šestistovkové řady, která je stále ještě přítomna v dosti noteboocích, byla uvedena architektura Kepler, která přinesla snížení spotřeby a značné zvýšení výkonu. Keplerem ovšem nejsou všechny modely řady 600M, ani ty 700M. Obecně se dá říct, že Kepler je GeForce GT 640M, případně GT 730M, a vyšší.

Mobilní grafické karty 2013
V podstatě od uvedení HD Graphics 3000 v procesorech Sandy Bridge Nvidia i AMD vyrábí o dost výkonnější základní diskrétní grafiky. Dříve bylo běžnou praxí, že jste museli kontrolovat, jestli ona GeForce nebo Radeon nejsou naprostí šneci. Integrované grafiky se ale posunuly prudce nahoru a s nimi se muselo posunout i dno diskrétních grafik – když má dnes každý procesor IGP, nemělo by žádný smysl k němu párovat slabší DGP.  Dnes i ta nejnižší grafika od AMD nebo Nvidie aktuální řady bude výkonnější než jakákoli grafika od Intelu (s výjimkou pětitisícových modelů, kterých je jako šafránu) – a to znamená, že si i na těch nejzákladnějších a nejobyčejnějších GeForce a Radeonech zahrajete i opravdu nové hry.

Přibližný výkon vám nastínil graf, teď jen pár slov k úrovním.

GeForce GT 620M, GT 720M a nižší jsou postaveny na staré architektuře Fermi a mají pomalé paměti na 64bitové sběrnici, výkonem kopírují lepší integrované grafiky od Intelu.

GeForce GT 640M – GTX 660M a GT 730M – GT 755M mají už moderní jádro GK107 architektury Kepler s 384 shadery. Nižší modely mají 64b, vyšší 128b sběrnice, stoupá i rychlost pamětí a samozřejmě i frekvence jádra. Výkonem jsou o nějakých 60-120 % výše nad špičkou IGP od Intelu.

GeForce GTX 670M, GTX 760M a vyšší jsou výkonem zase o něco dále. U řady GTX 600 si ale dávejte velký pozor. Pouze model GTX 680M má velké jádro GK104 s architekturou Kepler, zbytek tohoto vysokého rozpětí jsou recyklované karty Fermi. Výkon bude sice slušný, ale na úkor velmi nepříjemné spotřeby. GeForce GTX 680M je mnohem rychlejší a přitom úspornější než GeForce GTX 670M. U řady GTX 700 tenhle problém odpadá, všechny karty staví na různých variantách architektury Kepler a počet shaderů se pohybuje mezi 768 a 1536. Naproti tomu třeba právě GTX 670M má shaderů jen 336.

Mobilní grafické karty 2013

AMD Radeon

Radeony jsou jak dedikované, tak integrované grafiky, a jde opět o značku s kořeny dávno v minulosti. Ty klasické končí písmenem M, ty integrované písmenem G, případně u superúsporných čipů AMD Brazos jsou bez přípony. AMD je výrobce, Radeon HD je řada, první číslice je opět generace, další číslice pak určují výkonnovou třídu. Opět nejlepší náhled na věc dostanete z druhé číslice.

Integrované Radeony jsou zpravidla rychlejší než grafiky od Intelu, nicméně vzhledem k velmi pomalým procesorům, ve kterých jsou integrovány, je rozdíl dost stírán. Více než u Intelu zde platí, že využijete a potřebujete dvoukanálové paměti. Takový Radeon HD 8650G má hned 384 shaderů, a skutečně vyžaduje značnou propustnost RAM. Viz graf níže:

O integrovaných Radeonech se nicméně nemá moc smysl rozhovořovat, poněvadž jsou takřka vždy párovány s diskrétním Radeonem. Dále najdeme samostatné Radeony samozřejmě i v noteboocích s procesorem Intel. Taková Nvidia ale grafiky do počítačů s procesorem AMD neosazuje.

Nejnižší řadou diskrétních grafik jsou Radeony HD 7400M. Ty mají v jádře jen 160 shaderů a výhradně 64bitovou sběrnici, jde opět o ákladní řešení, se kterým si oproti dobré integrované grafice vůbec nepomůžete.

Radeony HD 7500M a HD 8500M mají 400, potažmo 384 shaderů a opět 64bitovou sběrnici. Důležité je, že Radeony HD 8000M staví už na architektuře GCN, která je při stejném počtu shaderů opět o něco málo úspornější i výkonnější. Je tu důležité koukat po použitých pamětech, jádro je silné, a grafika s pamětmi GDDR5 jeho potenciál může dobře využít.

Mobilní grafické karty 2013
Radeony HD 7600M (a HD 8600M) jsou velmi často osazovanými kartami, staví ještě na starší architektuře TeraScale 2, nicméně se 480 shadery a hlavně s 128bitovou sběrnicích nejde o úplný propadák. Výkonem už jsou ale bohužel dost zastaralé a spadají spíše do předchozího odstavce. Radeony HD 8600M používají kupodivu jen paměti DDR3 na 64bitové sběrnici, což jim hodně škodí.

Radeony HD 7700M a 8700M už jsou jiná liga, výkonem se pohybují kolem GeForce GT 640M a 650M, leckdy i o něco výše. Je zde dost matoucí, že obě řady už mají čipy GCN, ale Radeony HD 8700M jsou přinejmenším papírově slabší. Ke srovnání výkonu jim pomáhají vyšší takty, ale přeci jen je starší řada s nižším číslem na tom leckdy líp.

Ještě výše jsou pak Radeony HD 7800M a HD 8800M, opět obě řady s architekturou GCN a hned s 640 shadery. Výkonem se míchají mezi nižší GeForce GTX. Paměti zde jsou výhradně GDDR5.

Nejvyšší řadou je pak u AMD Radeon HD 7900M a HD 8900M. U obou najdeme jádro architektury GCN s 1280 shadery a paměti GDDR5 na 256bitové sběrnici. Konkrétně Radeon HD 7970M je konkurentem GeForce GTX 680M a HD 8970M jde po krku GTX 780M.

Grafické karty v noteboocích: fakta, mýty a tipy
Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 2 hlas/ů