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NVIDIA Optimus

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Optimus(官方中文译名:优驰)是NVIDIA针对笔记本电脑的显示切换技术。它可以实现笔记本电脑中独立显卡与主板内置显卡之间无缝、自动、实时的切换(用户无需重启或手动调整),从而实现能源的节约。

背景

为了提高笔记本电脑的电池续航力,NVIDIAATI的显卡都可以在不使用的情况下被关掉。而电脑则可以改用集成式芯片组所提供的显卡作显示输出。不过,这个显示核心的转换过程,是需要手动的进行。系统是不可以自动转换核心。另外,驱动程序的设计亦会因而变得复杂,因为独立显卡的驱动程序要包含集成式显卡的驱动程序[1]。电脑中亦要集成更多配件和线路去提供此技术,令到成本上升。由于显示核心的切换实际上是BIOS的层面上进行。所以手动切换后,用户需要重启电脑。浪费时间和多余的电力去重启。就算到了2007年,NVIDIA推出的一个改良版本不需要重启电脑,但系统依然不能够自动切换显示核心。当用户正在使用利用到Direct API的程序的时候,显示核心更是不能够转换。如果强行切换,系统有机会崩溃。此外,在显示核心切换期间,显示存储器的数据需要搬移,这就造成数秒的黑屏状态。

而NVIDIA Optimus技术就是利用硬件和软件的配合,去令系统可以自动转换显示核心。系统会判断用户所使用的应用程序,从而决定利用那一个显示核心作计算之用。

技术

利用Optimus技术后,电脑的显示输出永远都只会通过集成式芯片组的显示核心。独立显卡的显示输出将会被废掉,有关的输出亦会发送到前者。由于显示输出的设备是固定的,所以黑屏现象将会被解决。额外的切换线路亦变得不需要,因为在不需要独立显示核心的时候,系统会索性断绝其电源供应。当系统的显示负载轻的时候,就会完全利用内置的显示核心。当负载增加后,系统就会打开独立显示核心作计算之用。协议分工方面由驱动程序负责,NVIDIA声称可以兼容所有的API

Optimus Copy Engine

独立显示核心的计算结果,需要从显示存储器搬到系统存储器,以给集成式显示核心作输出之用。整个搬运过程由Optimus Copy Engine负责,显示核心中的存储器控制器不需要参与这个过程,只需专注图像计算。Optimus Copy Engine会集成在GPU中。

Optimus Routing Layer

如果软件要求进行CUDA计算或者利用到DXVA的时候,驱动程序可以马上唤醒独立显卡。当程序(例如电脑游戏)包含大量的DirectX指令的时候,独立显示核心同样会被唤醒。

Optimus Software

高负载的应用程序会纪录在Optimus Profiles中。驱动程序会利用这个Profiles,从而判断一个程序的负载程度,再决定独立显卡需要激活与否。透过Optimus Software可以保持Optimus Profiles的更新。Profiles可以由用家自行修改。

支持平台

MacBook Pro

在2010年4月,新的MacBook Pro在配搭GeForce 330M显卡的情况下,可以支持Automatic Graphics Switching技术。该技术与Optimus相似,但有一些区别。与PC平台相似,上一代的MacBook Pro已经有显卡切换技术,但需要用家自行切换。由于新的MacBook Pro使用了Intel Core i5/Intel Core i7处理器,已集成了显示核心,显卡切换技术因而变得重要。Mac OS X操作系统会自行判断程序对显示性能的负载程度。若果系统检测到软件使用了OpenGLAPI的时候,就会使用独立显卡。与Windows平台不同,在使用独立显示核心的时候,集成显示核心是可以被关闭的[2]

外部链接

参考

  1. ^ NVIDIA Optimus 技术登场!!
  2. ^ 苹果新MacBook Pro自动显卡切换技术解析
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NVIDIA Optimus
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