Компьютерра PDA N79 (18.12.2010-24.12.2010)

Nvidia Optimus - это технология для портативных устройств, которая обеспечивает производительность на уровне графических приложений и вместе с тем даёт длительное время автономной работы. Optimus достигает этого благодаря автоматическому и незаметному для пользователя выбора требуемого в данный момент графического процессора (GPU). При этом осуществляется коммутация между отдельно комплектуемым GPU Nvidia или встроенным GPU от Intel.

Эта технология важна для пользователей ноутбуков, потому что в прошлом им самостоятельно приходилось выбирать между высокой производительностью или большим временем автономной работы, что было не очень-то удобно и не всегда стабильно. Причём выбор одной характеристики приводил к падению другой: или время, или скорость.

Сама идея на первый взгляд не очень нова. Предыдущая технология, под названием "Switchable Graphics", решала ту же проблему, но у неё нашлось слишком много недостатков. В случае переключаемой графики пользователи могли вручную выбирать выделенный GPU или интегрированную графику. Такое переключение почти всегда требовало выхода из рабочих приложений и перезагрузки ноутбука. Кроме того, при использовании переключаемой графики пользователь должен был запоминать, в каком состоянии находится ноутбук, после чего производить необходимую коммутацию. В итоге технология оказалась неудобной в работе, и её применение осуществлялось довольно редко.

Optimus использует коммутации на другом программно-аппаратном уровне, что позволяет не отвлекать пользователя на всякие мелочи. При ближайшем рассмотрении выясняется, что технология Optimus справляется с поставленными задачами потому, что она определяет наилучший графический процессор для текущей нагрузки и, кроме того, обеспечивает взаимно согласованную работу обоих графических чипов при их коммутации.

В итоге пользователь автоматически получает необходимую производительность, и время автономной работы при этом становится максимальным.

Многие специалисты считают, что Optimus - это революция своего рода в технологии оптимизации производительности и максимизации времени непрерывной работы. Однако в итоге всё зависит в основном от её реализации в конкретных ноутбуках.

Впервые Nvidia выпустила на рынок свою технологию Optimus с ноутбуком Asus UL50-Vf. Затем Acer представила её же на рынке нетбуков с выпуском модели Aspire One 532G. И ещё несколько позже Asus анонсирует ноутбук U30jc с технологией Nvidia Optimus, а затем и модели N61Jv, N71Jv и N82Jv.

Аппаратная реализация

Когда переключение графических адаптеров происходило вручную, это приводило к фактической остановке системы. Отключающийся адаптер начинал процесс переноса данных другому адаптеру с высвобождения своей памяти. Затем он отключался, и подсоединялся второй чип (иногда это вызывало мигание экрана). Ещё некоторое время система адаптировалась к новому оборудованию: новый адаптер устанавливал своё "присутствие" в системе.

Схема взаимодействия двух адаптеров такова, что не всегда данные можно безболезненно перекинуть с одной видеокарты на другую без потери информации. Соответственно при использовании трёхмерных приложений переключить графику становилось крайне затруднительно, и приложения приходилось закрывать.

Ещё один аспект: ранее система допускала наличие только одного видеодрайвера, что соответственно приводило к дополнительным сложностям, которые позволяли бы запускать разные драйверы для встроенной и интегрированной графики. Сейчас эта проблема решена на уровне ОС.

На схеме обозначен Display Driver Interposer. Это программа, управляющая переключением графического чипа. Кроме того, она делает видимым для ОС нужный в данный момент драйвер нужного чипа. Понятно, что для работы необходим и программный слой между Interposer и вторым чипом. По-прежнему остается важным требование поддержки данного метода со стороны производителя. Сегодня Windows 7 допускает наличие в системе двух активных видеоадаптеров с разными драйверами, так что эта проблема на уровне программной поддержки разрешена с помощью корпорации Microsoft.

В новом поколении своих платформ Intel довольно резко изменила схему взаимодействия системных компонентов. Половина графического чипа ушла в общий корпус с процессором, а снаружи осталась его часть, отвечающая непосредственно за вывод изображения.

Такие изменения повлекли за собой и новую схему взаимодействия с другими компонентами. Чип Nvidia теперь подключается не параллельно и независимо, а включается в работу с IGP через шину PCI Express. Этим архитекторы добились упрощения разводки платы. Кроме того, отпала необходимость в мультиплексорах, а внешний чип стал подключаться через общую шину.

Если в работе не используются приложения, требующие мощной выделенной графики, то включается интегрированное ядро. В этом случае выводом изображения на экран занимается встроенный чип, а внешний (по отношению к интегрированному) чип Nvidia полностью отключен и не потребляет электроэнергию.

При запуске приложения, требующего внешней видеокарты, чип Nvidia включается.