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Intel HD Graphics 4600の性能を探る

zigsowプレミアムレビュー 「4x4 RACE RUNNER 4つの最新テクノロジーで時代の先頭を走れ!!」のレビューです。

今回のレビューでは4種類のテーマに分かれてレビューを行う形式になっていて「統合グラフィックス」の担当になりました。Intel HD Graphics 4600 (GT2)を中心にHaswellコアの性能を検証して行きたいと思います。



<検証に使用したPCパーツ一覧>


Core i7-4770k
Core i7-4770k


Haswellマイクロアーキテクチャを採用したデスクトップ向けCPUの最上位モデル。
型番の末尾がK付きの場合CPU倍率(正確にはTB倍率)を自由に変更することが可能な点も従来どうりです。


●特徴
22nmプロセスで製造されたCPUでIvyとプロセスルールと基本設計は同じです。
内部の変更箇所としては主に”演算能力の強化、AVX2の採用、キャッシュ周りの強化、内臓VR”などが行われて処理能力とワットパフォーマンスが向上しています。

一般ユーザーの視点からすると最大の変更点は消費電力の向上の見込まれる内臓VRと強化されたiGPUを搭載した点でしょうか。CPUのグレードにもよりますがLGA1150ソケットのデスクトップ・メインストリーム向けでは主にGT2(Intel HD Graphics 4600)が採用されています。

Core i7-4770KのTDPは84WとCore i7-3770Kの77Wから僅かに増加していますが”TDP=発熱&消費電力”ではなくて、あくまで熱設計基準値ですから実際に発熱と消費電力を確認していきたいと思います。


●付属品
左:Core i7-4770K、右:Core i7-3770K
左:Core i7-4770K、右:Core i7-3770K

説明書に付いている”Intel inside Core i7シール”は新しいデザインに変更されています。

左:Core i7-4770K、右:Core i7-3770K
左:Core i7-4770K、右:Core i7-3770K

左:Core i7-4770K、右:Core i7-3770K
左:Core i7-4770K、右:Core i7-3770K

付属のリテールクーラー(型番:E97378-001)は薄型でヒートスプレッダ設置面は銅が使われています。ファンはNIDEC製でした。リテンションの固定穴はLGA1156/1155と共通のためCPUクーラーの相互利用が可能!

Core i7-3770K付属品(写真右側)はDELTA製のためファンのブレード形状は異なりますが”サイズ・フレーム形状・型番”は同じですから同一モデルのようです。OC用途には向きませんが定格常用なら十分です。


●対応電源について
Haswellでは電源にも要求があり、超省電力スリープの”C6/C7ステート”を利用する場合にはHaswell対応電源が必要になります。

Haswell非対応電源を使用した場合はスリープからの復帰に失敗するなど不具合が発生するとの情報があります。非対応電源を使用する場合はBIOSでC6/C7ステートを無効に設定変更することで問題を回避することが可能ですが、80Plus Gold認定の電源も低価格モデルが増えてきましたのでパーツ交換にあわせてHaswell対応電源を用意することをお勧めします。


●Core i7-4770Kの統合GPU(iGPU)


Haswell世代ではPentiumなどのローエンド向けの「GT1」、メインストリーム向けの「GT2」、ウルトラブックなどのハイエンドノートPC向けでEU(Execution Unit)数40基のフルスペック版の「GT3」、最上位にGT3にeDRAMを統合した「GT3e」の4種類が存在します。

デスクトップ向けとしてはGT1とGT2が投入される予定でCore i7-4770KにはGT2の”Intel HD Graphics 4600”が搭載されています。

EU数はIvy Bridge版GT2(Intel HD Graphics 4000)の16EUと比べて4EU増加して20EUに強化。DirectXのサポートはDX11.1でWindows8をフルサポートします。


●ターボ・ブースト動作について
負荷テストツールのPrime95を使用してCore iシリーズ特有のターボ・ブースト動作を検証してみました。


Core i7-4770K(Haswell)のターボ・ブースト動作はCore i7-3770K(Ivy Bridge)と同じで”4コアへの負荷の場合は37倍、3コアへの負荷の場合は38倍、2コアまでの負荷の場合は最大の39倍”で動作します。


1~2コアへの負荷の場合は最大倍率の39倍まで動作クロックが伸びます。


アイドル時のCPU倍率は従来の16倍から8倍に変更されています。CPUのクロックあたりの演算能力が向上しているのと動作クロックは負荷率にあわせて動的に変化するのでユーザーは特に意識する必要はありません。


OC - iGPU
OC - iGPU

オーバークロック向けのK付モデルはiGPUコアのクロックの上限の設定を変更してOC可能です。今回はライトOCを試してみましたので紹介します。

OC動作のiGPU
OC動作のiGPU

上のスクリーンショットはiGPUコアを1400MHzにOCした状態でDDR3-2133メモリを組み合わせたときのものです。

レビューで使用したマザーボードASRock Z87 Extreme6の場合はBIOS上で1250~3000MHzまで50MHz刻みで設定できます。

iGPUのコアクロックは定格の1250MHzに+150MHzした1400MHzの場合、iGPUの電圧はオートのままで安定して動作しています。(OC動作の安全性を保証するものではありません。メモリに関しては高クロック動作の可能なOCメモリが必要になります。)

今回のレビューでは安全性を考慮して試してませんがiGPUコアを昇圧することで1700MHzあたりまでクロックが延びるという情報もあるようですので限界性能(潜在能力)は高いです。

(昇圧やオーバークロックに関しては故障する危険性がありますので試す場合は自己責任でお願いします。)

●iGPU電圧の昇圧によるOC耐性について
レビューの課題をクリアしたので昇圧によるOCをテストしてみました。

結果はというと昇圧を行ってもクロックは伸びませんでした。1500MHz時にオフセット+0.060Vまで試してみましたがベンチマークを走らせると「BDoD、描画ミス」などが発生して安定しません。

昇圧については現在の電圧が正常に把握できないのでこれ以上電圧をあげることは危険と判断。マザーボードの種類やBIOSの熟成具合によりOC耐性も変化しますので今後のバージョンアップに期待しつつ検証作業を終了しました。

個体差などもあると思いますが噂の1,700MHzには遠く及ばない結果となりました。


ベンチマーク
ベンチマーク

負荷率の違う複数のベンチマークテストを使用してiGPUの性能を確認してみました。

テストパターンはiGPUのOCの有無とメモリの組み合わせでの4パターンに加えて比較用にCore i7-3770KとCore i7-4770K+RADEON HD 7770(コア 1,100MHz/メモリ 5,000MHz)のスコアを追加しています。(CPUは定格動作です。)

・4770K(1250/1600) : Core i7-4770K定格動作+DDR3-1600CL9メモリ
・4770K(1400/1600) : iGPUクロックをOCで1,400MHz化+DDR3-1600CL9メモリ
・4770K(1250/1600) : Core i7-4770K定格動作+DDR3-2133CL11メモリ
・4770K(1400/1600) : iGPUクロックをOCで1,400MHz化+DDR3-2133CL11メモリ
・3770K(1150/1600) : Core i7-3770K定格動作+DDR3-1600CL9メモリ
・HD7770(1100/5000) : Core i7-4770K+RADEON HD 7770(コア 1,100MHz/メモリ 5,000MHz)


●3DMark Ver1.10

マルチプラットフォーム化でPC以外にandroid端末などもスコア比較が可能なベンチマークソフトです。
負荷率の異なる3種類のベンチマークテストを行うのでGPUのトータル性能を確認できます。

●新生ファイナルファンタジーXIVベンチマーク

3Dエンジンをリニューアルして負荷率を下げつつ画質の劣化を抑えた新生ファイナルファンタジーXIVのベンチマークソフト。負荷率は中くらい程度です。

●PSO2キャラクタークリエイト体験版 Ver.2

PSO2のキャラクターメイキングソフトでベンチマーク機能も搭載しています。負荷率は低めです。

●3DMark Vantage

主にGPU性能が重要なDX10世代のベンチマークソフト。
CPUとGPUの個別のスコアも確認可能。負荷率は高めです。

●ファイナルファンタジーXIVベンチマーク

旧バージョンのファイナルファンタジーXIVのベンチマークソフト。負荷率はかなり高いです。

●ファイナルファンタジーXIベンチマーク

ファイナルファンタジーXIの3Dエンジンを使用したDX9(DX8)世代のベンチマークソフト。
負荷率はかなり低いです。

10000以上のスコアがあればフルアライアンスなどの処理の重いシーンでもそれなりに快適にプレイ可能です。


●ベンチマークテストの感想
Core i7-4770Kに内臓されているHaswell GT2定格時のスコアはCore i7-3770K比で3割程度のスコアの上昇を確認できました。最大クロックの上昇とEU数の増加の効果が現れています。

DX9(DX8)世代の負荷率の軽いベンチマークテストではアッパーミドルクラスに迫るスコアを残してるのには驚きです。負荷率の高めのベンチマークではやや性能不足を感じますがiGPUとしてはかなり健闘しています。


GPUコアクロックは1400MHzへOCすると1割程度スコアが向上。DDR3-2133メモリと組み合わせると1~2割、iGPUコアのOCとDDR3-2133との組み合わせでは2~3割UPとすばらしい伸びを見せます。iGPUを活用するならiGPUコアのOCとOCメモリの組み合わせは必須項目と言えます。


比較用に用意したディスクリートGPUのRADEON HD 7770との比較では2倍程度の差がついてしまいました。PSO2 CC2のみ9倍近い差が付いていますがスコアの計測方法によるものと思われます。

iGPUとアッパーミドルクラスのディスクリートGPUとの性能差に関しては、最上位のGT3eでどの程度差を縮めることができるのか気になります。

消費電力
消費電力

Core i7-4770Kの消費電力をアイドル、Prime95、ベンチマーク時の3パターンでiGPUのOCや高クロックメモリを使用したときの消費電力の差を計測してみました。比較用にCore i7-377KとCore i7-4770KにRADEON HD 7770を組みあわせた時のデータを加えています。(消費電力の計測にはサンワサプライ ワットチェッカーPlusを使用しています。)

比較に使用したCore i7-3770KのPCはプラットフォームの関係でマザーボードと電源は別の物を使用していますので参考までに。


アイドル時の消費電力はOC設定やメモリの組み合わせ、Core i7-3770K共に42Wで横並びでした。
今回はOCも考慮してOC向けのファン搭載数の多めなPCケースとCPUクーラーのファンを2個使用しているのでアイドル時の消費電力はやや高めですが最小構成にした場合は39Wくらいになります。

Prime95で8スレッドに負荷を与えた状態では124W。Core i7-3770Kより10Wほど増えています。
OCメモリを組み合わせると132Wに上昇。憶測ですがメモリ帯域をCPU側が有効に活用できる状態なのでHTT稼働率が上昇したぶん消費電力が増えているのかもしれません。

3Dベンチ時の消費電力はOC設定、メモリの組み合わせで若干前後していますがその差は1~4Wと誤差範囲内とも言えるレベル。これならiGPUのライトOCとOCメモリを組み合わせることでワットパフォーマンスが向上する計算です。

新たに追加検証を行ったOC1550MHz動作時は入力電圧を高めに設定しているため昇圧無しのOCに比べると高めの消費電力になっています。

RADEON HD 7770も検討していてIntel HD Graphics 4600からのスコア上昇率を考慮するとワットパフォーマンスが高いことが分かります。

モニター出力検証
モニター出力検証

Core i7-4770K+ASRock Z87 Extreme6にWQHD解像度のDELL U2711を組み合わせてiGPUのモニター出力別の最大解像度を確認してみました。

ドライバはWin64_15319(9.18.10.3165)を使用しています。
各出力の最大解像度はマザーボードの仕様にも影響を受けますので参考までに。


●DVI-D出力(カタログスペック:最高解像度 1920x1200 @ 60Hz)

DELL U2711はデュアルリンクDVI-D端子を2ポート備えていますが、マザーボードの出力はシングルリンクまでの制限があるのでWUXGA(1920x1200)が最大解像度になると予想していたのですが、相性問題かWSXGA+(1680x1050ドット)までしか選択できません。


DisplayPort To DVI Cable Adapterを使用してDisplayPort出力をDVI-Dに変換して入力させても最大解像度は同じくWSXGA+(1680x1050ドット)でした。

原因は不明ですがフルHD解像度の液晶モニターには問題なく1920x1080ドットで出力可能なので、DELL U2711との相性の可能性が高いです。


●HDMI出力(カタログスペック:最高解像度 4K × 2K (4096x2304) @ 24Hz)

マザーボードのHDMI出力は4K出力に対応しているということですがDELL U2711のHDMI入力は1080pまで対応のため最大解像度は1080p(1920x1080ドット)です。

4K液晶TVへの出力やHDMI 4K入力に対応したPC用モニターのリリース時に活用できるかもしれません。


●DisplayPort出力(カタログスペック:最高解像度 4K × 2K (4096x2304) @ 24Hz)

以前からIntel iGPUのDVIシングルリンクの限界を突破することが可能と一部のユーザーに人気のDisplayPort出力はDELL U2711の実解像度のWQHD(2560x1440ドット)で問題なく表示が可能です!


●モニター出力検証の感想
DELL U2711とDIV接続で相性問題が発生していますがマザーボードのBIOSやドライバーの更新で改善する可能性もあるのと、WQHD解像度で表示するにはDisplayPortを選択することになるので問題なしです。

Intel 8シリーズでもiGPU+超高解像度PC用モニターとの組み合わせはDisplayPortは必須です。シングルリンク以上の解像度のモニターを愛用している方はマザーボード購入の際に出力系のチェックを忘れずに行いましょう!

PSO2でiGPUの性能検証
PSO2でiGPUの性能検証

強化されたiGPU"Intel HD Graphics 4600"でオンラインゲーム”ファンタシースターオンライン2(PSO2)”を実際にプレイしてみました。

快適にプレイ可能なレベルに画質を調整しCore i7-3770Kと比較してみたいと思います。

フレームレートを計測するため環境設定で最大フレームレートを120に設定しています。
モニターはDELL U2711にDisplayPort経由で接続しています。

フレームレートの計測にfraps 3.5.99を使用しました。
http://www.fraps.com/


●1280x720(デフォルト設定)

・Core i7-4770K

フィールドの移動など負荷の軽めなシーンでは65~80fpsと非常に滑らかです。
急激に負荷率が上がることが時々あるので引っかかる感じはしますがかなり快適です。


戦闘シーンなどでエフェクトなどが増えて負荷率があがると38~60fpsあたりに低下します。
コントローラーの操作に支障はなく快適にプレイ可能です。


・Core i7-4770K(iGPU 1400MHz+DDR3-2133メモリ)

フィールドの移動など負荷の軽めなシーンでは86~100fpsと非常に滑らかです。
まったく問題ありません。


戦闘シーンなどでエフェクトなどが増えて負荷率があがると38~70fpsあたりに低下します。
コントローラーの操作に支障はなく快適にプレイ可能です。


・Core i7-3770K

フィールドの移動など負荷の軽めなシーンでは55~63fpsをキープ。滑らかです。


戦闘シーンなどでエフェクトなどが増えて負荷率があがると28~50fpsあたりに低下します。
コントローラーの操作も支障はなく快適にプレイ可能です。


●1920x1080(デフォルト設定で解像度のみ1920x1080ドットに変更)

・Core i7-4770K

フィールドの移動など負荷の軽めなシーンでは36~42fpsとやや処理落ちを感じます。
移動のみならギリギリで耐えられるレベルです。


戦闘シーンなどでエフェクトなどが増えて負荷率があがると26~32fpsあたりに低下します。
コントローラーの入力への反応が鈍くなり若干厳しいです。


・Core i7-4770K(iGPU 1400MHz+DDR3-2133メモリ)

フィールドの移動など負荷の軽めなシーンでは42~50fpsと若干処理落ちを感じますが滑らかです。

10
10

戦闘シーンなどでエフェクトなどが増えて負荷率があがると30~45fpsあたりに低下します。
コントローラーの操作に若干もたつきを感じますが十分プレイ可能です。


・Core i7-3770K

フィールドの移動など負荷の軽めなシーンでも28~36fpsと処理落ちを体感できます。
コントローラーの入力への反応の鈍く厳しいです。


戦闘シーンなどでエフェクトなどが増えて負荷率があがると20~28fpsあたりに低下します。
コントローラーの入力への反応も更に鈍くなり非常に厳しいです。


●PSO2をプレイしてみた感想
PSO2は情報量的にHD(1280x720)解像度でも快適にプレイ可能で負荷率も低めに作られているのでCPUのグレードにもよりますが描画設定次第でiGPUでもプレイ可能でした。

Core i7-3770Kでは高画質化は厳しく標準設定のHD解像度でギリギリ快適にプレイできるレベルCore i7-4770Kは強化されたiGPUのおかげで負荷に強くなっているので標準設定のHD解像度なら高画質設定でも快適に。フルHD解像度は設定を多少落とすかユーザー次第でギリギリプレイできるレベルまで性能が進化しています。

Core i7-4770K(定格動作)でPSO2を快適にプレイできる設定についてはいろいろ変更して試してみた結果、iGPUでは負荷率が急激に変化するのでフルHD解像度でのプレイは諦めてHD解像度で画質の設定を上げることにしました。


<環境設定>
・ウィンドウモード:フルスクリーン表示
・画面サイズ:1280x720
・テクスチャ解像度:高解像度

<ゲーム内オプション描画設定>
・全てオン

フルHDでは文字がやや小さくなってしまうという問題もありますので解像度的にはHD解像度でもフルスクリーンモードでプレイすれば問題無しです。Core i7-3770KからCore i7-4770KにPCをスペックアップすればPSO2を更に快適な環境でプレイすることができます。

数年前までディスクリートGPUではなく統合グラフィックス(iGPU)で3Dオンラインゲームが快適にプレイできるようになるとは思ってもいませんでした。Intel HD Graphics 4600の性能はすばらしいです。今回の検証でノートPC向けに投入される上位モデルのiGPU”Iris(GT3/GT3e)”の性能も体験してみたくなりました。


●PSO2とOC+OCメモリの併用について
iGPUコアのライトOCとOCメモリの組み合わた効果は絶大でゲーム中のフレームレートは大幅に上昇します。それでもフルHD解像度で快適にプレイできるレベルには到達していないのでフレームレートの落ち込みを防ぎたいという場合やPSO2以外のゲームでもiGPUで活用するなら高速なDDR3メモリの購入をお勧めします。

(CPUコアのOC耐性検証後にCPU・GPU両方OCしたときのパフォーマンスについても検証する予定です。)


感想
感想


複数のベンチマークテストを使用してiGPUの性能を検証してみました。

3Dベンチマークテストを行ってみた感想ですが、Core i7-3770Kから1~3割ほどスコアが上昇し性能向上を体験できました。アッパーミドルGPUのRADEON HD 7770との差は歴然で負荷率の高いゲームをプレイするには性能不足ですが、PSO2などの処理の軽めなゲームではHD解像度(1280x720)あたりまでなら画質を落とさずに快適なフレームレートを維持できるレベルの性能を持っているのでプレイするタイトル次第ではゲーム用途にディスクリートGPUは不要と感じました。


iGPUのオーバークロックと高クロックのDDR3メモリとの組み合わせについては、Haswell版GT2はIvy Bridge版GT2と比べてEU数が増加しているのでコアクロックのOCによる効果も十分体感できます。

メモリ帯域に関してはCPUと共有している関係でDDR3-1600では帯域不足のようです。高クロック動作の可能なOCメモリを組み合わせることで帯域不足に関してはある程度補うことが可能なのでiGPUを最大限に活用したい場合にはDDR3-2000以上のOCメモリとの組み合わせはお勧めです。


EU数が2倍でeDRAMを内臓したIris ProことGT3eがデスクトップ向けに用意されたら高速メモリやGPUコアのOCと組みあせでさらに面白くなりそうです。Inte iGPU使いの一人としてデスクトップ向け特にKシリーズへのGT3/GT3e導入に期待しています。


レビュー課題以外ではCPUのオーバークロック耐性の検証を行う予定です。
完成次第追記にて紹介する予定です。


●CPUのオーバークロックと更なるiGPUコアのOCについて
CPUコアとiGPUコアを同時OCで性能UPに期待していたのですが、ベンチアークスコアは変化がありませんでした。iGPU@1400MMHz動作ではCPUコアは定格動作で性能をフルに使い切っているようです。

iGPUコアのOCに関しては設定を見直すことで1550MHzまでクロックが伸びました。iGPUコアのOCに関しても高クロックを狙う場合は入力電圧を高めに設定しないとだめなようで、要求電圧が高くなることが分かりました。ベンチマークテストの結果についてはグラフを新しい物に差し替えておきました。(コメント準備中。)


<2013/07/13>
・消費電力比較にコメントを追記しました。
・誤字を修正しました。

<2013/07/16>
・"PSO2でiGPUの性能検証"を追記しました。

<2013/07/18>
・誤字を修正しました。

<2013/07/21>
・”iGPU電圧の昇圧によるOC耐性について”を追記しました。

<2013/09/23>
・ベンチマークのグラフを新しい物に差し替えました。(コメント準備中。)
・消費電力のグラフを新しい物に差し替えました。

コメント (4)

  • bibirikotetuさん

    2013/07/12

    レビューお疲れ様でした。
    iGPUのOCはなかなか面白そうですね~w
  • Sheltieさん

    2013/07/12

    ●bibirikotetu さんへ
    ありがとうございます。

    CPUコアのOCとの兼ね合いが難しくなると思いますがiGPU電圧を盛ってあげると更に上を狙えるようなので面白いですよ。CPUコアのOCの検証のあとに両方をどの程度OCできるかも試してみる予定です。
  • harmankardonさん

    2013/07/12

    レビューお疲れ様です.

    いつもながらの的確なレビューで,わかりやすいです.
    iGPUが一番のあたりレビューかもしれないですね.
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