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NVIDIA Optimus

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Optimus(优驰)是NVIDIA针对笔记型电脑的显示切换技术。它可以实现笔记型电脑中独立显示卡与主机板内建显示卡之间无缝、自动、实时的切换(使用者无需重启或手动调整),从而实现能源的节约。

背景

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为了提高笔记型电脑的电池续航力,NVIDIAATI的显示卡都可以在不使用的情况下被关掉。而电脑则可以改用整合式晶片组所提供的显示卡作显示输出。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,驱动程式的设计亦会因而变得复杂,因为独立显示卡的驱动程式要包含整合式显示卡的驱动程式[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,使用者需要重新启动电脑。浪费时间和多馀的电力去重新启动。就算到了2007年,NVIDIA推出的一个改良版本不需要重新启动电脑,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的程式的时候,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,显示记忆体的资料需要搬移,这就造成数秒的黑屏状态。

而NVIDIA Optimus技术就是利用硬体和软体的配合,去令系统可以自动转换显示核心。系统会判断使用者所使用的应用程序,从而决定利用那一个显示核心作计算之用。

技术

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利用Optimus技术后,电脑的显示输出永远都只会通过整合式晶片组的显示核心。独立显示卡的显示输出将会被废掉,有关的输出亦会传送到前者。由于显示输出的装置是固定的,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,系统就会开启独立显示核心作计算之用。协议分工方面由驱动程式负责,NVIDIA声称可以兼容所有的API

Optimus Copy Engine

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独立显示核心的计算结果,需要从显示记忆体搬到系统记忆体,以给整合式显示核心作输出之用。整个搬运过程由Optimus Copy Engine负责,显示核心中的记忆体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

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如果软体要求进行CUDA计算或者利用到DXVA的时候,驱动程式可以马上唤醒独立显示卡。当程式(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

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

支援平台

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MacBook Pro

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在2010年4月,新的MacBook Pro在配搭GeForce 330M显示卡的情况下,可以支援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已经有显示卡切换技术,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,显示卡切换技术因而变得重要。Mac OS X作业系统会自行判断程式对显示效能的负载程度。若Mac OS X操作系统检测到软体使用了OpenGLAPI的时候,就会使用独立显示卡。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

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参考

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  1. ^ NVIDIA Optimus 技術登場!!. [2010-06-05]. (原始内容存档于2010-06-12). 
  2. ^ 苹果新MacBook Pro自动显卡切换技术解析. [2010-06-25]. (原始内容存档于2010-04-17).