Видеокарты являются неотъемлемой частью игровых ноутбуков, обеспечивая высокую производительность и качество графики в современных играх. Понимание архитектуры видеокарт поможет сделать осознанный выбор при покупке игрового ноутбука. В этой статье мы подробно рассмотрим архитектуру современных видеокарт для игровых ноутбуков, включая их основные компоненты, технологии и различия между производителями.

Основные компоненты дискретных видеокарт для ноутбуков

Современные видеокарты для игровых ноутбуков состоят из нескольких ключевых компонентов:

• Графический процессор (GPU): Сердце видеокарты, которое выполняет вычислительные задачи, связанные с обработкой графики.
• Видеопамять (VRAM): Память, используемая для хранения текстур, буферов кадров и других данных, необходимых для рендеринга.
• Интерфейсы и шины: Компоненты, которые обеспечивают связь между GPU, VRAM и другими частями ноутбука.

Архитектура NVIDIA

NVIDIA — один из ведущих производителей видеокарт для игровых ноутбуков. Их графические процессоры основаны на передовой архитектуре, которая заслуживает особого внимания.

Сегодня на рынке представлены игровые ноутбуки с видеокартами от NVIDIA, построенными на архитектуре Turing, Ampere и Ada Lovelace. Архитектура от Nvidia  включает в себя инновационные технологии, которые значительно улучшают игровой процесс.

Архитектура Turing

Архитектура Turing от NVIDIA была представлена в 2018 году, она стала значительным прорывом в области графических технологий по сравнению с предыдущей серией видеокарт для ноутбуков от Nvidia. Эта архитектура заложила основу для современных возможностей трассировки лучей в реальном времени и других инноваций, которые кардинально изменили игровой опыт. На базе архитектуры Turing было выпущено несколько видеокарт для ноутбуков, а именно серии видеокарт RTX 2000 и GTX 1600, которые обеспечили высокую производительность и улучшенную графику для геймеров и профессионалов. Вместе с тем отметим, что только серия RTX 2000 обладает возможностями трассировки лучей в реальном времени. Видеокарты этой серии включают специализированные RT-ядра, предназначенные для обработки задач, связанных с трассировкой лучей, что позволяет создавать реалистичные световые эффекты, тени и отражения в играх и приложениях. Это делает серию RTX 2000 уникальной по сравнению с серией GTX 1600, которая лишена этой технологии. 

Список видеокарт для ноутбуков Архитектура Turing

1. Nvidia GeForce GTX 1650 Max-Q
2. Nvidia GeForce GTX 1650 
3. Nvidia GeForce GTX 1650 Ti Max-Q
4. Nvidia GeForce GTX 1650 Ti
5. Nvidia GeForce GTX 1660 Ti
6. Nvidia GeForce GTX 1660 Ti Max-Q
7. Nvidia GeForce RTX 2060 Max-Q
8. Nvidia GeForce RTX 2060 
9. Nvidia GeForce RTX 2060 Super 
10. Nvidia GeForce RTX 2070 Max-Q
11. Nvidia GeForce RTX 2070 
12. Nvidia GeForce RTX 2070 Super 
13. Nvidia GeForce RTX 2070 Super Max-Q
14. Nvidia GeForce RTX 2080 Max-Q
15. Nvidia GeForce RTX 2080 
16. Nvidia GeForce RTX 2080 Super 
17. Nvidia GeForce RTX 2090 

Архитектура Ampere

Архитектура Ampere (серия видеокарт RTX 3000), представленная NVIDIA в 2020 году, ознаменовала собой новый этап в развитии графических процессоров после архитектуры Turing. Ключевым улучшением Ampere стали RT-ядра второго поколения. Они обеспечивают более эффективную и быструю трассировку лучей по сравнению с RT-ядрами первого поколения из архитектуры Turing. Благодаря этому в играх и приложениях стали возможными более реалистичные световые эффекты, тени и отражения. Также изменениям подверглись тензорные ядра, что позволило значительно повысить производительность при выполнении задач, связанных с искусственным интеллектом и машинным обучением, например, DLSS (Deep Learning Super Sampling). Обновились и CUDA-ядра, они стали более многофункциональными. Это позволило одновременно выполнять целочисленные и плавающие операции, улучшая общую производительность и эффективность графических процессоров. А еще Ampere использует более продвинутый технологический процесс (8-нм у Samsung по сравнению с 12-нм у Turing), что приводит к улучшенной энергоэффективности и снижению тепловыделения. Это позволяет создавать более мощные и энергоэффективные графические процессоры.

Список видеокарт для ноутбуков Архитектура Ampere

1. Nvidia GeForce RTX 2050 
2. Nvidia GeForce RTX 3050 
3. Nvidia GeForce RTX 3050 Ti
4. Nvidia GeForce RTX 3060 
5. Nvidia GeForce RTX 3070 
6. Nvidia GeForce RTX 3070 Ti
7. Nvidia GeForce RTX 3080 
8. Nvidia GeForce RTX 3080 Ti

Архитектура Nvidia Ada Lovelace

Nvidia Ada Lovelace (серия видеокарт RTX 4000) — это новейшая архитектура графических процессоров от Nvidia, которая была представлена в 2022 году. Она является преемницей архитектуры Ampere и предлагает ряд улучшений и новых функций, которые могут быть полезны для ноутбуков.  Во первых, значительно увеличилось количество транзисторов (вычислительных ядер) на единицу площади. Это позволило поднять частоту их работы и производительность, снизив потребление. Во вторых, используются новые RT-ядра и более быстрая (примерно в два раза) прорисовка тензорных лучей, а за счет добавления технологии Shader Execution Reordering увеличена производительность шейдерных ядер, что особенно эффективно проявляется в играх, использующих Ray Tracing.  По словам производителя, новые NVIDIA RTX серии 4000 для ноутбуков обеспечат вдвое большую производительность и энергоэффективность по сравнению с картами предыдущего поколения.  Всё это делает Ada Lovelace привлекательной для разработчиков и пользователей, ищущих мощные и эффективные графические решения для своих ноутбуков.

Список видеокарт для ноутбуков Архитектура Ada Lovelace

1. NVIDIA GeForce RTX 4050 
2. NVIDIA GeForce RTX 4060 
3. NVIDIA GeForce RTX 4070 
4. NVIDIA GeForce RTX 4080 
5. NVIDIA GeForce RTX 4090 

Особенности технологии и функции видеокарт NVIDIA для ноутбуков

Видеокарты NVIDIA для ноутбуков обладают уникальными особенностями и технологиями, которые обеспечивают высокую производительность при компактных размерах и энергоэффективности. Вот основные особенности архитектуры видеокарт NVIDIA для ноутбуков:

1. Max-Q Дизайн

• Оптимизация для тонких и лёгких ноутбуков: Max-Q дизайн позволяет создавать мощные видеокарты, которые потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла, что позволяет интегрировать их в тонкие и лёгкие ноутбуки без ущерба для производительности.
• Энергоэффективность: Уменьшенное энергопотребление и улучшенная теплоотдача позволяют продлить время работы ноутбуков от батареи и снизить шум вентиляторов.

2. Трассировка Лучей в Реальном Времени

• RT-ядра: Видеокарты на базе архитектур Turing и Ampere оснащены RT-ядрами, которые обеспечивают трассировку лучей в реальном времени, улучшая качество освещения, теней и отражений в играх и приложениях.

3. Тензорные Ядра

• Ускорение задач ИИ и машинного обучения: Тензорные ядра позволяют ускорить выполнение задач, связанных с искусственным интеллектом, таких как DLSS (Deep Learning Super Sampling), улучшая качество изображения без значительного снижения производительности.

4. Оптимизированные CUDA-Ядра

• Универсальная производительность: CUDA-ядра обеспечивают высокую производительность в различных задачах, включая игры, рендеринг, научные вычисления и задачи, связанные с машинным обучением.

5. Передовые технологии памяти

• GDDR6 и GDDR6X: Использование высокоскоростной памяти GDDR6 и GDDR6X обеспечивает высокую пропускную способность, что улучшает производительность в играх и при выполнении сложных графических задач.

6. DLSS (Deep Learning Super Sampling)

• Улучшение качества изображения: DLSS использует тензорные ядра для выполнения машинного обучения, позволяя рендерить изображения с высоким разрешением, что значительно улучшает производительность и качество изображения в играх.

7. Dynamic Boost

• Автоматическое распределение мощности: Технология Dynamic Boost автоматически распределяет мощность между графическим процессором и центральным процессором в зависимости от текущих задач, оптимизируя производительность и энергоэффективность.

8. Advanced Optimus

• Переключение графики: Advanced Optimus автоматически переключает между дискретной видеокартой и встроенной графикой, обеспечивая баланс между производительностью и временем работы от батареи.

9. WhisperMode

• Снижение уровня шума: WhisperMode оптимизирует настройки системы для снижения уровня шума вентиляторов во время игр, обеспечивая комфортное использование ноутбука.

10. Resizable BAR

• Увеличение пропускной способности: Технология Resizable BAR позволяет процессору напрямую обращаться к большому объёму видеопамяти, увеличивая пропускную способность и улучшая производительность в играх.

11. Reflex

• Минимизация задержек: NVIDIA Reflex снижает задержки системы, что особенно важно для соревновательных игр, обеспечивая более быструю реакцию и улучшенную точность управления.

12 G-Sync:

• G-Sync: технологии синхронизации частоты обновления экрана и частоты кадров видеокарты, что уменьшает разрывы и замирания изображения.

Эти особенности делают видеокарты NVIDIA для ноутбуков мощными и эффективными решениями для геймеров, профессионалов и всех, кто нуждается в высокопроизводительных графических системах в компактном форм-факторе.

Архитектура AMD

AMD — один из ключевых игроков на рынке видеокарт для игровых ноутбуков. Архитектура их видеокарт имеет свои особенности и преимущества. Одной из ключевых особенностей видеокарт AMD для ноутбуков является архитектура RDNA, представленная в 2019 году. Она внесла значительные улучшения в работу видеокарт. Например, были переработаны вычислительные блоки (CU), создан новый графический конвейер и внедрены такие технологии, как Radeon Image Sharpening и FidelityFX. Эти технологии позволяют улучшить качество изображения без существенного падения производительности.

На данный момент в новейших ноутбуках с видеокартами от AMD используется архитектура RDNA третьего поколения.

Архитектура RDNA

Архитектура RDNA (Radeon DNA), представленная в 2019 году, существенно улучшила предыдущую архитектуру GCN (Graphics Core Next). Одним из ключевых изменений стало появление обновлённых вычислительных блоков CU Compute Units, что повысило эффективность и общую производительность видеокарт. Кроме того, новый графический конвейер позволил улучшить производительность при рендеринге и обработке команд. Внедрение технологий Radeon Image Sharpening и FidelityFX в архитектуру RDNA привело к улучшению качества изображения без существенного влияния на производительность. Модели на базе архитектуры RDNA включают серию Radeon RX 5000, которая предлагает отличное соотношение цены и производительности.

Список видеокарт для ноутбуков Архитектура RDNA

1. AMD Radeon RX 5700M
2. AMD Radeon RX 5600M
3. AMD Radeon RX 5500M
4. AMD Radeon RX 5300M

Архитектура RDNA 2

Архитектура Intel Arc

До недавнего времени выбор у мобильных геймеров был ограничен видеокартами NVIDIA и AMD. В этот период компания Intel, которая доминировала на рынке центральных процессоров для компьютеров и ноутбуков, оставалась в стороне от производства высокопроизводительных дискретных графических адаптеров. Однако, в условиях дефицита на рынке графических процессоров в 2020 году, Intel объявила о разработке собственных производительных дискретных видеокарт. Спустя более 20 лет тишины в этом сегменте, Intel представила линейку мобильных и настольных дискретных видеокарт на архитектуре Intel Xe HPG под названием Arc Alchemist.  Архитектура Xe-HPG, лежащая в основе видеокарт Intel Arc, структурно схожа с решениями Nvidia. В чипах Intel несколько ядер собраны в верхнеуровневый блок, называемый Render Slice. Каждый из этих блоков содержит все необходимое для независимых вычислений. Количество блоков Render Slice в графическом процессоре может изменяться, что позволяет создавать GPU разной мощности. В основе архитектуры Intel Arc лежат Xe-ядра. Каждое ядро содержит 16 векторных и 16 матричных Xe Matrix Execution (XMX) движков. XMX-движки отвечают за алгоритмы искусственного интеллекта и технологию суперсемплинга XeSS, аналогичную DLSS от NVIDIA. Xe-ядра группируются в кластеры Render Slice по четыре штуки, и каждый кластер включает в себя аппаратные движки трассировки лучей (RT-ядра).

Как и графические процессоры последних поколений AMD и Nvidia, GPU Intel Xe HPG поддерживают функции растеризации и трассировки лучей. Видеокарты Intel Arc Alchemist оптимизированы для DirectX 12 Ultimate и Vulkan. Они предлагают различные технологии для улучшения плавности изображения, такие как Adaptive Sync, Speed Sync и Smooth Sync. Видеокарты AMD для ноутбуков предлагают множество уникальных функций и технологий, обеспечивающих высокую производительность, энергоэффективность и улучшенное визуальное восприятие. Рассмотрим основные особенности архитектуры видеокарт AMD для ноутбуков.

Список видеокарт для ноутбуков Архитектура Intel Arc

1. Intel Arc A770M
2. Intel Arc A730M
3. Intel Arc A570M
4. Intel Arc A550M
5. Intel Arc A530M
6. Intel Arc A370M
7. Intel Arc A350M

Сравнение производительности NVIDIA, AMD и Intel Arc

При выборе ноутбука с видеокартой важно учитывать несколько факторов: производительность, поддержку технологий и цену. Давайте сравним производительность видеокарт в синтетических тестах и в реальных играх. Рассмотрим ноутбуки с видеокартами среднего уровня: Nvidia Ge Force RTX 4060, AMD Radeon RX 7600M XT и Intel Arc A730M.

Тестирование в 3Dmark

3DMark Time Spy Graphics
Intel Arc A730M 12 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	10670
AMD Radeon RX 7600M XT 8 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	9936
Nvidia Ge Force RTX 4060 8 ГБ GDDR 6 TGP 140 Вт	11267

3DMark Fire Strike Standard Graphics
Intel Arc A730M 12 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	22620
AMD Radeon RX 7600M XT 8 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	29638
Nvidia Ge Force RTX 4060 8 ГБ GDDR 6 TGP 140 Вт	28189

Тестирование в играх

Производительность видеокарты, обычно, меряют количеством FPS (кадров в секунду) выдаваемое в различных играх при различных настройках графики. FPS — это частота кадров в секунду, демонстрируемая игрой. Чем выше этот показатель, тем лучше. Движения героев станут плавнее, а проводить время за такой игрой будет приятнее. Если вы не киберспортсмен или почти не играете в соревновательные игры вроде. Apex Legends, Call of Duty: Warzone, CS:GO — вам не обязательно добиваться 60 FPS. Для комфортной игры чаще всего нужно от 45 до 60 кадров в секунду. Главное мерило производительности в играх, это, конечно же, средний FPS по всей игровой сцене, который с одной стороны представляет собой не что иное, как количество кадров (n), отрисованных за все время бенчмарка (t). В тестах игр мы брали среднее значение FPS.

 

Baldur’s Gate 3   - Как и предыдущие игры серии, Baldur’s Gate 3 представляет собой компьютерную ролевую игру, в которой игрок управляет группой персонажей, исследуя мир, выполняя различные задания и участвуя в сражениях. Baldur's Gate 3 была создана на игровом движке Divinity 4.0. Этот движок представляет собой улучшенную версию движка Divinity: Original Sin II и поддерживает детальное взаимодействие с окружающим миром, множество вариантов прохождения, свободу выбора и решений для игроков, а также уникальные элементы, основанные на правилах D&D. Движок поддерживает физику, которая позволяет игрокам взаимодействовать с окружающим миром, перемещать предметы, создавать различные конструкции и использовать окружение в битвах.Искусственный интеллект: движок имеет развитую систему искусственного интеллекта, которая управляет поведением врагов и союзников. В игре присутствуют различные расы и классы, каждый из которых имеет уникальные способности и стили игры.В целом, движок Divinity Engine 4.0 предоставляет игрокам широкие возможности для взаимодействия с игровым миром и друг с другом, создавая уникальный опыт игры в Baldur's Gate 3.

Разрешение дисплея: 1920x1080 пикселей. Настройки графики: DX 12, Ultra Preset
Intel Arc A730M 12 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	61 FPS
AMD Radeon RX 7600M XT 8 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	87 FPS
Nvidia Ge Force RTX 4060 8 ГБ GDDR 6 TGP 140 Вт	95 FPS

Cyberpunk 2077 Phantom Liberty  — После выхода обновления «2.0 Phantom Liberty» испытываемые эмоции от происходящего стали намного краше. Разработчики умело переработали множество механик и представили крайне удачную сборку, которая даже знакомых с сюжетом игроков снова притянет к экранам. Древо навыков и перки теперь предлагают более глубокое и разнообразное развитие персонажа. Эти изменения позволят игрокам лучше адаптироваться к своему стилю игры и стратегии, что делает каждый опыт уникальным. В разделе боевых действий, игра становится менее предсказуемой. Раньше враги действовали по простой и однообразной схеме, теперь же их искусственный интеллект улучшен. Они стали умнее, используя укрытия и применяя новые навыки ближнего боя. К дополнению к уже перечисленным улучшениям в Update 2.0, важно отметить усовершенствования в графической части игры. В режиме трассировки пути, который ранее требовал значительных ресурсов и мощности компьютера, теперь была значительно увеличена производительность. Это позволяет игрокам с более слабым оборудованием наслаждаться высоким качеством графики без потери в FPS, делая игровой процесс гораздо более плавным.

Разрешение дисплея: 1920x1080 пикселей. Настройки графики: DX 12, Ultra Preset
Intel Arc A730M 12 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	47 FPS
AMD Radeon RX 7600M XT 8 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	75 FPS
Nvidia Ge Force RTX 4060 8 ГБ GDDR 6 TGP 140 Вт	81 FPS

Разрешение дисплея: 1920x1080 пикселей. Настройки графики: DX 12, Ultra Preset Ray Tracing (трассировка лучей)
Intel Arc A730M 12 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	18 FPS
AMD Radeon RX 7600M XT 8 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	20 FPS
Nvidia Ge Force RTX 4060 8 ГБ GDDR 6 TGP 140 Вт	36 FPS

Разрешение дисплея: 1920x1080 пикселей. Настройки графики: DX 12, Ultra Preset, FSR
Intel Arc A730M 12 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	-
AMD Radeon RX 7600M XT 8 ГБ GDDR 6 TGP 120 Вт	94 FPS
Nvidia Ge Force RTX 4060 8 ГБ GDDR 6 TGP 140 Вт	79 FPS

Заключение

Видеокарты NVIDIA серии RTX 4000 (Ada Lovelace) и AMD серии RX 7000 (RDNA 3) отличаются высокой производительностью в современных играх. Однако ноутбуки с видеокартами Arc от Intel пока не могут похвастаться такой же производительностью, как модели с видеокартами от AMD или NVIDIA. Это связано с тем, что драйверы для видеокарт Intel ещё не до конца оптимизированы. Даже для современных игр на DX12 они не раскрывают потенциал видеокарт Intel. Видеокарты AMD часто стоят дешевле, чем эквивалентные модели от NVIDIA, что делает их привлекательными для геймеров с ограниченным бюджетом. Однако NVIDIA предлагает более широкий выбор моделей по разным ценам, позволяя каждому найти оптимальное решение для своих нужд. Ноутбуки на базе видеокарт Intel Arc появились на рынке недавно. Сейчас рынок ноутбуков с видеокартами Intel Arc только начинает развиваться. В будущем возможно улучшение драйверов и оптимизация, что может повысить их производительность. В настоящее время более низкая стоимость ноутбуков с видеокартами Intel Arc по сравнению с моделями на базе видеокарт AMD и NVIDIA делает их привлекательным вариантом для тех, кто ищет бюджетные решения. Таким образом, несмотря на текущие недостатки, ноутбуки с видеокартами Intel Arc представляют собой интересную альтернативу и могут стать сильным игроком на рынке в будущем.

Будущее видеокарт для игровых ноутбуков

Рынок видеокарт для игровых ноутбуков продолжает развиваться, и производители постоянно работают над новыми технологиями и улучшениями. В ближайшие годы можно ожидать:

• Улучшение трассировки лучей: Более эффективные и производительные RT-ядра.
• Развитие технологий машинного обучения: Более продвинутые версии DLSS и аналогичные технологии от AMD.
• Повышение энергоэффективности: Уменьшение энергопотребления и улучшение систем охлаждения.
• Увеличение производительности: Новые архитектуры и улучшенные техпроцессы для создания более мощных видеокарт.

Разбор архитектуры современных видеокарт для игровых ноутбуков помогает лучше понять, какие компоненты и технологии влияют на производительность и качество графики. Выбор между видеокартами NVIDIA ,AMD или Arc от Intel  зависит от ваших конкретных нужд и бюджета. Важно учитывать такие факторы, как поддержка трассировки лучей, технологии машинного обучения и соотношение цены и производительности. Независимо от выбора, современные видеокарты предлагают потрясающие возможности для игр, обеспечивая высокое качество изображения и производительность.