Nvidia Optimus

Nvidia Optimus on Nvidia poolt arendatud optimeerimistehnoloogia, mis lülitab graafikaprotsessori automaatselt välja, kui seda vaja ei lähe, ja sisse, kui on vaja suuremat jõudlust. Graafikaprotsessori väljalülitamisel kasutatakse integreeritud graafikaprotsessorit, mis kasutab vähem voolu, aga on väiksema jõudusega. Sellega saab suurendada sülearvuti aku kestust vähenõudliku kasutamise ajal.

Ajalugu

Kõige esimene versioon valitavast graafikaprotsessorist töötas BIOSi tasemel – arvuti käivitamisel sai valida graafikaprotsessori, kuid graafikaprotsessori vahetamiseks pidi arvuti taaskäivitama. 2007. aastal esitles Nvidia tehnoloogiat, mis võimaldas vahetada graafikakaarti arvuti töötamise ajal. Kuigi see teeb graafikaprotsessorite vahel lülitamise lihtsamaks, kulus selleks 5–10 sekundit. See ja teised tüütud tegurid (näiteks programmid blokeerisid graafikaprotsessori vahetamist ja ekraan vilkus graafikaprotsessorite vahetamisel) ei teinud seda lahendust populaarseks.^[1]

Erinevused võrreldes lülitatava graafikaprotsessoriga

Erinevalt käsitsi lülitatavast graafikast lülitab Optimus graafikakaardi automaatselt sisse, kui mõni programm nõuab suuremat jõudlust kui integreeritud graafika suudab pakkuda. Samuti lülitatakse graafikakaart automaatselt välja, kui suurt jõudlust pole enam vaja. See väldib olukordi, kus graafikakaart unustatakse kasutaja poolt välja lülitada, mistõttu aku kestus väheneb kiiresti. Lisaks puudub ekraani vilkumine ja ooteaeg, kuna kõik graafikaprotsessori(te) (olgu selleks integreeritud või eraldi seisev) poolt tehtud töö saadetakse integreeritud kaardile, mis saadab pildi ekraanile.

Ülevaade

Tarkvara

Et ära tunda, kas on vajalik graafikakaarti sisse lülitada, kasutatakse suunamise kihti ja profiile.

Suunamise kiht jälgib riistvara ja draiveri vahelist suhtlust, otsides käske, mille puhul välise graafikaprotsessori kasutamine parandaks programmi jõudlust. Käsu leidmisel lülitatakse graafikakaart sisse (kui see juba ei ole) ning vastavad käsud suunatakse graafikakaardile töötlemiseks. Näiteks otsitakse:

• DX käske – näiteks 3D mängud ja DirectX kasutamine
• DXVA (DirectX Video Acceleration) käske – video taasesitus
• CUDA käsud – graafikaprotsessori kasutamine arvutusteks

Lisaks kasutatakse nimekirja graafikakaarti eelistatavatest programmidest. Iga programmi testitakse Nvidia poolt ning uuritakse, kas graafikakaardi kasutamisega saaks parema kvaliteedi, jõudluse, madalama energiakuluvuse või funktsionaalsuse. Profiile hoitakse Nvidia serverites ja saadetakse automaatselt kasutajatele. Seega ei ole vaja uute programmide ja mängude toetamiseks teha draiveriuuendust. Ka saab kasutaja lisada programme, mis pole juba nimekirjas, ja muuta programmi kaupa eelistust, millist graafikaprotsessorit kasutada.

Riistvara

Et hoida ära multiplekseri kasutamist ja tõrkeid, mis võivad tekkida draiveri vahetamisega integreeritud graafikakaardilt välisele graafikaprotsessorile ja kaadripuhvri liigutamisega üle PCI Express siini graafikaprotsessorilt integreeritud graafikaprotsessori poolt kasutatavale mälule, kasutatakse lisaks kopeerimismootorit. Traditsioonilised mälust-mälusse kopeerimised tehakse 3D-mootori poolt. Et säilitada siduvust, blokeeritakse 3D-mootori tegevus kuni mälust-mälusse kopeerimine on lõppenud. See ajalt kulukas tegevus võib peatada 3D-mootori ja mõjutada jõudlust negatiivselt. Optimuse kopeerimismootor kasutab PCI Express siini kahesuunalist liiklust, et kopeerida graafikaprotsessori kaadripuhver üle integreeritud graafikaprotsessori poolt kasutatavasse mälusse, ja lubab 3D-mootoril muuta pilti.

Nõuded Operatsioonisüsteemidele

Windows

Nvidia Optimuse kasutamiseks on vaja Windows 7t ja Nvidia draivereid (Alates versioonist 256 GeForce / Verde draiverid või Nvidia Optimus Draiver^[2])

Linux

Nvidial pole plaanis luua tuge Linuxile. See võib tähendada, et arvuti ei saa kasutada Nvidia graafikaprotsessorit, kuna ühendus ekraaniga on läbi integreeritud graafikaprotsessori. Et seda toetada, on olemas avatud lähtekoodiga projekt Bumblebee.

Mac OS X

Kuigi MacBook Prod kasutavad sarnast raudvara, ei kasuta need Optimus tehnoloogiat, vaid Mac OS Xi operatsioonisüsteemi sisseehitatud lahendust graafikaprotsessorite vahel lülitamiseks^[3]. Erinevalt Optimusest lülitab OS X lahendus välja integreeritud graafikaprotsessori kui väline graafikaprotsessor on sisse lülitatud.

Viited

1. "Nvidia Optimus whitepaper" (pdf) (inglise keeles). Nvidia.
2. Jarred Walton (24. mai 2010). "NVIDIA Beta 256 Drivers: Optimus Included". AnandTech (inglise keeles).
3. Chris Foresman (13. aprill 2010). "Inside Apple's automatic graphics switching" (inglise keeles). Ars Technica.

Välislingid

Optimuse infoleht