ASUS U30J z NVIDIA Optimus - hybryda, jakiej nie było

NVIDIA Optimus – hybryda, na jaką czekaliśmy?
Obecna sytuacja NVIDI-i, zarówno na rynku kart graficznych do komputerów klasy desktop, chipsetów płyt głównych, jak i notebooków, wydaje się dość trudna. ATI zasypało niemal cały przedział cenowy modelami zgodnymi z DirectX 11. Chipsety NVIDI-i w zasadzie już nie istnieją na rynku płyt głównych, szczególnie tych do procesorów Intela. Działania marketingu w odniesieniu do coraz bliższego wprowadzenia FERMI (pierwszej karty graficznej DirectX 11 NVIDI-i) budzą wiele kontrowersji. Na rynku notebooków również jest bardzo ciężko. Laptopy klasy biurowej oraz te najtańsze są sprzedawane niemal wyłącznie w wersjach tylko ze zintegrowanym układem graficznym Intela. Serie przeznaczone dla graczy również coraz częściej korzystają z układów konkurencji. Zatem nie ma się co dziwić, że jakiekolwiek działanie NVIDI-i, a w szczególności jej oddziału marketingowego, spotyka się ze sporym sprzeciwem wśród społeczności IT, jak i samych redaktorów. Nie inaczej było z techniką Optimus. W końcu nie jest to ani nowy pomysł na budowę notebooka, ani rozwiązanie dające niespotykane dotąd możliwości użytkowania. Ale jak to często bywa, diabeł tkwi w szczegółach.

NVIDIA Optimus to rozwiązanie przeznaczone do notebooków z procesorami Intela – szczególnie tymi najnowszymi. Kompatybilne karty graficzne to wszystkie dostępne obecnie na rynku modele NVIDI-i wykonane w procesie 40 nm z serii GeForce 200M oraz 300M. Wspomniane GeForce'y współpracują z następującymi układami zintegrowanymi Intela: GMA X4500M, GMA X4500M HD (GM45), Intel HD Graphics (Arrandale Core i3/i5/i7), GMA 3150 (Intel Pine Trail). W przypadku tego ostatniego mówimy jedynie o współpracy z NVIDIA ION drugiej generacji.


To, co odróżnia najnowsze rozwiązania NVIDI-i spod znaku „Optimus”, to całkowicie nowe podejście do przełączania między dwoma układami graficznymi. Dotychczas – choćby w notebooku ASUS UL50V – układy graficzne trzeba było przełączać ręcznie, co wiązało się z nawet kilkukrotnym resetowaniem ekranu (migotaniem). Było to spowodowane tym, że tak naprawdę mechanizmy w płycie głównej notebooka elektrycznie odłączały wyjścia wizyjne od jednego GPU, przyłączając je do drugiego. W tym samym momencie był ładowany sterownik do uruchamianego układu. Stąd właśnie wynikało migotanie ekranu – podobne do tego, jakie występuje podczas instalacji sterowników do karty graficznej. Nie da się ukryć, że jest to rozwiązanie przede wszystkim mało eleganckie, a po drugie wymagało ingerencji użytkownika. Nietrudno się domyślić, że mniej zaawansowani użytkownicy w ogóle nie zdawali sobie sprawy z tego, że na zintegrowanym GPU Intela nie zagrają z wystarczającą wydajnością w sporą część gier, podczas gdy w przypadku GPU NVIDI-i szansa na płynną rozrywkę była sporo większa.


NVIDIA Optimus działa w pełni automatycznie. Użytkownik nawet nie wie, kiedy włączany jest zewnętrzny układ graficzny, gdyż dzieje się to praktycznie niezależnie od niego. Również ekran nie migota, np. podczas włączania gry. Było to możliwe dzięki zastosowaniu rozwiązania rodem z Hybrid SLI. Tak naprawdę ekran zawsze jest obsługiwany przez zintegrowany rdzeń graficzny Intela – niezależnie od tego, czy w danej chwili renderowaniem obrazu zajmuje się on czy oddzielna karta graficzna NVIDI-i. Dokładnie tak samo było w przypadku Hybrid SLI, w którym wyjście monitora podłączaliśmy do płyty głównej, czyli do zintegrowanego układu graficznego, a wtedy obraz był wyświetlany na monitorze nawet wówczas, gdy działała osobna karta graficzna! Do przesyłania gotowego obrazu służy łącze PCI Express 2.0 ×16, za pomocą którego GPU NVIDI-i jest podłączony do kontrolera. Producent zapewnia, że wynikające z tego opóźnienie jest minimalne i wynosi zaledwie 0,2 klatki. W każdym razie my go nie zaobserwowaliśmy.


Takie działanie jest możliwe dzięki temu, że cały czas w pamięci operacyjnej załadowane są sterowniki obydwu układów graficznych. Na poniższym schemacie zobrazowaliśmy zasadę działania funkcji NVIDIA Optimus:


Co ciekawe, Optimus został tak skonstruowany, że nawet część ostatecznie wyświetlonej ramki może być renderowana przez GPU NVIDI-i. Tak się dzieje w przypadku, gdy odtwarzamy film HD, np. na YouTubie, i jednocześnie mamy zainstalowany Flash 10.1, który jak może pamiętacie, przerzuca część obliczeń związanych z dekodowaniem wideo na kartę graficzną NVIDI-i bądź ATI. W takiej sytuacji sam film jest renderowany przez GPU NVIDI-i, podczas gdy reszta okna przeglądarki – przez zintegrowany rdzeń graficzny Intela.


Warto w tym miejscu zaznaczyć, że włączając daną aplikację, możemy wybrać, przez które GPU będzie ona akcelerowana. Wcześniej trzeba jedynie w panelu NVIDI-i zaznaczyć, by taka opcja wyświetlała się pod prawym przyciskiem myszki. Jest to ważne dlatego, że wiele tytułów mimo wszystko będzie płynnie działać na GPU Intela i nie trzeba będzie marnować energii w zewnętrznym układzie. Dodatkowo mamy możliwość ręcznego przypisania danego GPU do konkretnej aplikacji:


Tym samym dochodzimy do momentu, w którym należy omówić profile działania Optimusa. NVIDIA podeszła do tego tematu bardzo dobrze. Podobnie jak w przypadku techniki SLI mamy do czynienia z profilami przeznaczonymi osobno dla każdej aplikacji użytkowej lub gry. Możemy je zmieniać według uznania, tak jak zostało to pokazane na zrzucie ekranu powyżej. Producent oddzielił tutaj sterownik jako taki od profili. Te zaś aktualizują się same, podczas gdy sterownik karty graficznej instalujemy własnoręcznie – co wydaje się logiczne. NVIDIA była świadoma tego, że użytkownicy (szczególnie posiadacze notebooków) rzadko aktualizują sterowniki karty graficznej, a przecież codziennie pojawiają się nowe aplikacje użytkowe i gry. Ponownie widać, że producent postawił na działanie w tle – takie jakie nie wymaga ingerencji użytkownika.


Patrząc na powyższe obrazki, ma się wrażenie, że NVIDIA zrobiła prawdziwie hybrydową konstrukcję podsystemu graficznego notebooka. Analogicznie jak w przypadku samochodów hybrydowych mocne GPU włącza się tylko wtedy, gdy jest potrzebne, i dzieje się to w pełni automatycznie. Nie jest wymagana ingerencja użytkownika, a wszystkie rozwiązania wykrywające aplikację użytkową lub grę i decydujące, który GPU ma je obsługiwać, działają poprawnie – przynajmniej w teorii. A jak wygląda praktyka?