吴德理1，罗回彬2，刘泽1，叶伦寿1，路良刚2
（1.东莞天意电子有限公司，广东东莞523000；2.北京理工大学珠海学院计算机学院，广东珠海519085）
摘要：随着多媒体技术和3D 应用技术的发展，新一代视频彩票投注终端迎来3D 投注游戏的需求。在东莞天意SoC4300U平台的基础上，通过对比patch包、改变渲染特效状态、修改显卡共享内存对Haswell I5?4300U集成显卡进行相关测试，通过测试结果的数据对比分析，实现对Haswell I5?4300U集成显卡性能的优化。
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关键词 ：Haswell；集成显卡；测试；3D投注游戏
中图分类号：TN407?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）16?0125?04
收稿日期：2015?01?26
基金项目：广东省教育厅2014年重点平台跃升计划及重大项目与成果培育计划：视频彩票系统研发（2014KSCX208）
随着多媒体技术和3D 应用技术的发展，在当今图像计算处理中，三维图像、特效处理功能已必不可少，显卡芯片也不单是2D 图形显示，其需要一个专门的图形核心处理器——GPU（Graphic Processing Unit）进行一些特效处理和3D 图像显示，实现“软加速”或“硬件加速”。本文主要在东莞天意SoC4300U平台的基础上，对Haswell I5?4300U 显卡进行相关测试分析，实现对Has?well I5?4300U显卡优化的研究。
1 项目背景
1.1 东莞天意视频彩票投注终端的简介
东莞天意电子有限公司为中福在线彩票项目的设备提供商，并于2003 年推出了第一代视频彩票投注终端设备。2013 年，根据第三代（2010 年推出）视频彩票投注终端设备市场使用信息反馈情况以及客户和彩民提出的改进需求：要求支持3D投注游戏、符合人体工程学的操作方式、支持触摸屏投注的交互方式、产品周期长，具备高可靠性和高稳定性等使用需求，天意电子与北京理工大学珠海学院以此作为新投注终端的设计重点提出，通过应用环保、节能、安全、可靠性等设计技术，创新性地提出了基于SoC4300U平台的第四代视频彩票投注终端的研发和产业化项目。
1.2 Haswell I5?4300U简介
Haswell架构是Intel新型的CPU 架构，I5?4300U 属于第四代I5处理器系列，是一个双核四线程1.9 GHz主频的CPU，采用22 nm 制程工艺、Intel HD 4400 集成显示核心、显卡核心频率为200~1 100 MHz，其TDP 功耗为15 W，支持虚拟化技术和超线程技术。
2 Intel 集成显卡优化
目前，Intel集成显卡优化有多种方法与途径，常见的优化方向包括：通过对比patch包来实现；通过优化渲染特效（文字、光照等）来实现；通过优化游戏引擎来实现；通过打开最大性能，关闭节能来实现；通过优化内核及服务来实现；通过修改显卡共享内存来实现；通过降低渲染效果来提高游戏帧速。其中，渲染效果和帧速只能二选一。本项目中，作者主要通过对比patch包（即主板VBOIS版本的修订）、改变渲染特效状态、修改显卡共享内存来测试与验证显卡的优化。
2.1 VBOIS的测试与验证
2.1.1 测试环境及参数信息
本节通过一款检测显卡信息软件TechPowerUP GPU?Z 对三个测试平台（Acer V5?473G，DELL E7440，天意SoC4300U）进行BOIS版本查验。其3个测评平台的VBIOS 版本都不一样，Acer 为V2170，DELL 为V2177V14，天意为V2179。TechPowerUP GPU?Z检测天意SoC4300U显卡信息如图1所示。
2.1.2 测试方法
基于上述不同VBOIS 版本，运行OGRE 游戏，使用GPU?Z记录显卡频率最高值、最低值及其平均值，并通过Intel Extreme Tuning Utility进行了测试验证。
2.1.3 测试结果与分析
三种测试平台，GPU?Z sensors log截图如图2~图4所示。
通过显卡检测软件GPU?Z 验证了3 个平台的显卡信息VBIOS版本各不相同。Intel Extreme Tuning Utility显卡监测结果如图5~图7所示。观察GPU?Z sensors log记录及Intel Extreme Tuning Utility测试结果，可分析得出：当平台运行OGRE 游戏时，Acer 显卡频率平均在950~975 MHz，最大到1 GHz；DELL 显卡频率平均在850 MHz，最大到1.1 GHz；天意反而从950 MHz降频到了750 MHz，且一直保持在这个频率。
2.2 优化渲染特效的测试与验证
2.2.1 测试环境及参数信息
本节对3个测试平台（Acer V5?473G，DELL E7440，天意SoC4300U）进行测试与验证。测评平台的参数信息如下：
（1）测试平台1：Acer V5?473G参数信息。CPU：I5?4200U；显卡：HD4400（Max Freq：1 GHz）；VBIOS 2170；4G单通道。
（2）测试平台2：DELL E7440参数信息。CPU：I5?4300U；显卡：HD4400（Max Freq：1.1 GHz）；VBIOS2177V14；4G单通道。
（3）测试平台3：天意SoC4300U 参数信息。CPU：I5?4300U；显卡：HD4400（Max Freq：1.1 GHz）；VBIOS2179；4G单通道。
2.2.2 测试方法
基于上述平台，在Object count 变量为50，300，700，1 000下，进行特效全关和特效全开的两种情况下进行比对。
2.2.3 测试结果与分析
两种特效状态的测试结果如表1所示。
2.3 升级显卡共享内存的测试与验证
本节测试中，主要针对单通道内存和双通道内存的情况下，对Intel 集成显卡OGRE性能进行测试分析。
2.3.1 测试环境及参数信息
在测试环境：FC20+Intel2014Q1+Kernel3.13.10+ogre 1.7.3 下，对3 个测试平台（DELL E7440，Acer V5?473G，DELL 9020）进行单通道与双通道的Ogre性能对比测试。
2.3.2 测试结果与分析
（1）DELL E7440，4G单通道/8G双通道测试结果见表2。
（2）Acer V5?473G，4G 单通道/8G 双通道测试结果见表3。
（3）DELL 9020，4G 单通道/8G 双通道测试结果见表4。
通过对3个不同平台的测试，观察对比表2~表4中的内存单通道与双通道两种状态数据，显而易见，当单通道内存新增一条内存槽组成双通道内存时，OGRE测试子项提升9%~51%，对显卡性能的提升成正增长趋势，对显卡性能的提升效果显著。
3 结语
本文介绍了Intel 集成显卡的常见优化方向，并依次进行对比patch包、改变渲染特效状态、修改显卡共享内存测试。分析测试结果，实现了对集成显卡优化的评测，得出了相关测试结论。
东莞天意SoC4300U平台，可从VBIOS版本和BIOS设置两个方向提升显卡性能；可增加一条内存槽组成双通道内存提升显卡性能。这一系列的测试、验证，对其3D 投注游戏显示输出的进一步改进，给出了实质性的指导意见。
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作者简介：吴德理，男，工程师，副总经理。主要从事视频彩票系统的设计及研发工作。
罗回彬（1986—），男，实验师，硕士。主要研究方向为嵌入式系统设计及应用。