Переключение графического процессора - GPU switching
Переключение графического процессора это механизм, используемый на компьютерах с несколькими графическими контроллерами. Этот механизм позволяет пользователю либо максимизировать графическую производительность, либо продлить срок службы батареи, переключаясь между графическими картами. В основном он используется на игровых ноутбуках, которые обычно имеют интегрированное графическое устройство и дискретная видеокарта.
Основные компоненты
Большинство компьютеров, использующих эту функцию, содержат встроенные графические процессоры и выделенные видеокарты, которые относятся к следующим категориям.
Интегрированная графика
Также известный как: Интегрированная графика, общие графические решения, интегрированные графические процессоры (IGP) или унифицированная архитектура памяти (UMA). Графические процессоры такого типа обычно имеют гораздо меньше процессоров и используют ту же память, что и ЦПУ.
Иногда графические процессоры встроены в материнскую плату. Это широко известно как: бортовая графика. Материнская плата со встроенными графическими процессорами не требует дискретной видеокарты или ЦПУ с графическими процессорами для работы.
Выделенные видеокарты
Также известный как: дискретные видеокарты. В отличие от встроенной графики, выделенные видеокарты имеют гораздо больше процессоров и собственный баран с гораздо более высокой пропускной способностью памяти.
В некоторых случаях специальный графический чип может быть интегрирован в материнские платы, Например, B150-GP104. Независимо от того, что графический чип интегрирован, он по-прежнему считается системой с выделенными графическими картами, потому что графический чип интегрирован с собственной памятью.
Теория
Наиболее Персональные компьютеры есть материнская плата, которая использует Южный мост и Северный мост структура.
Контроль северного моста
В Северный мост это одна из основных логик чипсет который обрабатывает связь между ЦПУ, GPU, баран и Южный мост. Дискретная видеокарта обычно устанавливается в слот для видеокарты, например PCI-Express а интегрированная графика встроена в сам ЦП или иногда в северный мост.[нужна цитата ] Северный мост отвечает за переключение между графическими процессорами. Обычно это работает следующим образом (см. Рис. 1. справа):[1][2]
- Северный мост получает вход от Южного моста через внутренняя шина.
- Северный мост передает сигнал ЦП через лицевую шину.
- ЦП запускает приложение назначения задач (обычно драйвер видеокарты), чтобы определить, какое ядро графического процессора использовать.
- ЦП передает команду северному мосту.
- Северный мост передает команду соответствующему ядру графического процессора.
- Ядро графического процессора обрабатывает команду и возвращает обработанные данные обратно северному мосту.
- Северный мост отправляет обработанные данные обратно в Южный мост.
Управление южным мостом
Южный мост представляет собой набор интегральных схем, таких как Intel Контроллер-концентратор ввода-вывода (ICH). Он обрабатывает все функции ввода-вывода компьютера, такие как получение ввода с клавиатуры и вывод данных на экран. Обычно это работает в два этапа:[3]
- Возьмите ввод пользователя и передайте его северному мосту.
- (Необязательно) Получите визуализированные данные от северного моста и выведите их.
Причина, по которой второй шаг может быть необязательным, заключается в том, что иногда визуализированные данные выводятся непосредственно с дискретной видеокарты, которая расположена в слоте видеокарты, поэтому нет необходимости выводить данные через южный мост.
Главное предложение
Переключение графического процессора в основном используется для экономии энергии за счет переключения между графическими картами. Выделенные графические карты потребляют гораздо больше энергии, чем встроенная графика, но также обеспечивают более высокую производительность в 3D, что необходимо для лучшего игрового процесса и возможностей САПР. Ниже приводится список TDP самого популярного процессора со встроенной графикой и выделенными видеокартами.
Модель | Платформа | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Интегрированная графика | Выделенные графические карты | ||||||
Intel | TDP | Nvidia | TDP | AMD | TDP | ||
Модель и частота процессора | Серия Intel IGP | ||||||
Intel Core i7-6700K @ 4,00 ГГц | Intel HD Графика 530 | 91 Вт | GTX 1080 | 180 Вт | Radeon R9 Fury | 275 Вт | Рабочий стол |
Intel Core i5-6600K @ 3,50 ГГц | Intel HD Графика 530 | 91 Вт | GTX 970 | 145 Вт | Radeon R9 Nano | 175 Вт | |
Intel Core i7-4790K @ 4,40 ГГц | Intel HD Графика 4600 | 88 Вт | GTX 780Ti | 250 Вт | Radeon RX 480 | 150 Вт | |
Intel Core i7-6700HQ @ 2,60 ГГц | Intel HD Графика 530 | 45 Вт | GTX 1080 | 165 Вт | Radeon R9 M485X | 125 Вт | Ноутбук |
Intel Core i7-6500U @ 2,50 ГГц | Intel HD Графика 520 | 15 Вт | GTX 980M | 100 Вт | Radeon R9 M470X | 75 Вт | |
Intel Core i5-6200U @ 2,30 ГГц | Intel HD Графика 520 | 15 Вт | GTX 880M | 103 Вт | Radeon R9 M470 | 75 Вт | |
Intel Core i5-5200U @ 2,20 ГГц | Intel HD Графика 5500 | 15 Вт | GTX 870M | 103 Вт | Radeon HD 7950M | 50 Вт |
Выделенные видеокарты демонстрируют намного более высокое энергопотребление, чем интегрированная графика на обеих платформах. Отключение их, когда не требуется тяжелая обработка графики, может значительно снизить энергопотребление.
Технологии
Nvidia Optimus
Nvidia Optimus ™ - это технология переключения графического процессора компьютера, созданная Nvidia который может динамически и плавно переключаться между двумя графическими картами в зависимости от запущенных программ.
AMD Эндуро
AMD Enduro ™ - это коллективный бренд, разработанный AMD, в котором реализовано множество новых технологий, позволяющих значительно экономить электроэнергию. Ранее он назывался: PowerXpress и Динамическая переключаемая графика (DSG). Эта технология реализует сложную систему для прогнозирования потенциальной потребности в использовании видеокарт и переключения между видеокартами в зависимости от прогнозируемой потребности. Эта технология также представляет новый план управления питанием, который позволяет дискретным видеокартам не потреблять энергию в режиме ожидания.[8]
Производители
Интегрированная графика
В персональных компьютерах IGP (интегрированные графические процессоры) в основном производятся Intel и AMD и интегрированы в их Процессоры. Они широко известны как:[9][10]
- Intel HD и графика Iris - также называемый Серия HD и Ирис серии
- Ускоренный процессор AMD (APU) - также ранее известный как: слияние
Выделенные видеокарты
Самые популярные выделенные видеокарты производятся AMD и Nvidia. Они широко известны как:
Драйверы и поддержка ОС
Наиболее общий операционные системы имеют встроенную поддержку этой функции. Однако пользователи могут загрузить обновленные драйверы с Nvidia или же AMD для лучшего опыта.
Поддержка Windows
Windows 7 имеет встроенную поддержку этой функции. Система автоматически переключается между графическими процессорами в зависимости от запущенной программы. Однако пользователь может переключать графические процессоры вручную через диспетчер устройств или диспетчер питания.[11]
Поддержка Linux
Эта статья должна быть обновлено. Приводится следующая причина: vga_switcheroo предназначен только для мультиплексированных систем.[12] Для систем без мультиплексора vga_switcheroo заботится только о переключении питания, рендеринг выгружается через DRI PRIME без необходимости перезапускать программы пользовательского пространства. (Август 2020 г.) |
В системах Linux патч под названием vga_switcheroo
[13] был добавлен в Ядро Linux начиная с версии 2.6.34, чтобы иметь дело с несколькими GPU. Здесь коммутатор требует перезапуска X Window System следует принять во внимание.
Центр управления Ubuntu позволяет пользователю получить доступ vga_switcheroo
функциональность через GUI.
Поддержка Mac OS
Mac OS имеет встроенную поддержку этой функции, начиная с версии 10.5 Leopard. С OS X Mountain Lion, яблоко интегрировал монитор графического процессора в монитор активности.[14]
Существующие проблемы
- Несовместимость системы или нестабильный источник питания могут вызвать Синий экран смерти или другие ошибки
- Невозможно переключиться, если система неверно оценила требуемый вычислительный ресурс
- Переключение может вызвать нестабильное напряжение, что может привести к яркому экрану.
- Несогласованные драйверы разных производителей для плавного переключения
Смотрите также
Рекомендации
- ^ "Что такое северный мост?". Получено 2016-11-06.
- ^ «Как работают материнские платы». Как это работает. 2005-07-20. Получено 2016-11-06.
- ^ "Что такое южный мост?". Получено 2016-11-06.
- ^ «ARK | Ваш источник спецификаций продукции Intel®». Intel® ARK (спецификации продукции). Получено 2016-10-24.
- ^ "Что нового | GeForce". www.geforce.com. Получено 2016-10-24.
- ^ "Обзоры ноутбуков / ноутбуков и новости". www.notebookcheck.net. Получено 2016-10-24.
- ^ «Графика, процессоры и иммерсивные решения VR | AMD». www.amd.com. Получено 2016-10-24.
- ^ "Технологии управления питанием Enduro ™ | AMD". www.amd.com. Получено 2016-11-06.
- ^ «История процессоров Intel». Оборудование Тома. 2016-06-11. Получено 2016-10-24.
- ^ «История процессоров AMD». Оборудование Тома. 2016-04-25. Получено 2016-10-24.
- ^ «Активация управления питанием в Windows 7 вручную». www.energystar.gov. Получено 2016-10-24.
- ^ https://www.kernel.org/doc/html/v4.14/gpu/vga-switcheroo.html
- ^ «HybridGraphics - Справочная вики сообщества». help.ubuntu.com. Получено 2016-10-24.
- ^ «MacBook Pro: как определить, какой графический процессор используется». Служба поддержки Apple. Получено 2016-10-24.