NVIDIA Optimus: секреты ближайшего будущего ноутбуков

Немного истории

Идея использовать ресурсы видеокарты "по полной" лишь тогда, когда это действительно необходимо, возникла уже более трёх лет назад. В 2006 компания Sony представила на суд пользователей линейку VAIO SZ, в которой производительная видеокарта NVIDIA сменяла встроенный в материнскую плату видеоадаптер Intel с помощью соответствующего переключателя (Speed /Stamina)на корпусе. Смысл этого действия состоял в том, что режиме Stamina портативный компьютер работал на пониженной частоте и, тем самым, экономил заряд батареи, продлевая время автономной работы. А при выборе Speed мощность ноутбука была задействована по максимуму, и электроэнергия расходовалась существенно быстрей. Всё было прекрасно, но для переключения между режимами требовалась перезагрузка компьютера.

Однако, как известно, лень – двигатель прогресса. Зачем выполнять какие-то дополнительные действия, если можно вполне обойтись без них? Поэтому преемник серии SZ, VAIO Z, вооружился поддержкой динамической гибридной графической системы (Dynamic Hybrid Graphics System), выполняющей всю ту же функцию переключения между графическими картами. Но, опять же, на каждой модели данной линейки присутствует рычажок "смены режима".

В настоящее время есть много ноутбуков, в которых осуществляется переключение между основной и встроенной графикой. Однако эта функция реализована с некоторыми ограничениями. Например, необходимо закрывать ряд приложений, которые могут помешать смене видеокарты. Кроме того, сам процесс занимает 5-10 секунд. Другой подводный камень заключается в том, что во время переключения дёргается экран и могут быть проблемы с картинкой. Ну и, в конце концов, зачастую нужно переключаться вручную.

Выбор между мощностью и компактностью - в прошлом?

Компания NVIDIA пошла дальше, потому что ей удалось избежать этих недостатков. В феврале этого года она представила развитие идеи Hybrid Power для ноутбуков, анонсировав новую технологию NVIDIA Optimus, которая вообще не знает ни о каких элементах управления и делает свою работу автоматически. Тем самым, от пользователя не требуется никаких дополнительным манипуляций, и он может полностью сконцентрироваться на работе или целиком погрузиться в высококачественное HD-видео или новую компьютерную игру. Ноутбук всё сделает за него. Вернее, вышеупомянутая система NVIDIA Optimus. Она сообразит, когда нужно задействовать ресурсы дискретной карты GeForce, а когда обойтись интегрированной графикой Intel.

Конечно, всё это можно будет настроить и вручную, самостоятельно приняв решение, какой из видеоадаптеров использовать. Однако согласно исследованию, проведённому компанией NVIDIA, лишь 1% пользователей желает вникать в то, как работает ноутбук, и вручную управлять этой деятельностью. Остальные 99% предпочитают, чтобы компьютер умел решать сам все прикладные задачи и не отвлекал их необходимостью выполнять лишние действия. Особенно если автоматика делает свою работу не хуже человека.

Технология Optimus: ручной выбор графического адаптера для приложения также возможен

Для первой группы пользователей предусмотрен ручной режим работы NVIDIA Optimus, в котором можно использовать определённые «горячие» клавиши для переключения между картами. А для второй окажется кстати автоматическое определение ресурсоёмких задач и назначение на них GPU (Graphic Processing Unit, то есть графического процессора дискретной видеокарты).

Кстати, система настолько умна, что для одного и того же приложения может использовать и IGP (Integrated Graphics Processor – интегрированный графический процессор), и GNU. К примеру, если дисплей подключён напрямую к интегрированному процессору, то результат работы программы в виде изображения будет выводиться за счёт его ресурсов, а сами графические или универсальные вычисления станут производиться отдельным видеоадаптером.

"Долгожитель" старого поколения от Lenovo: только встроенный GPU

Стоит отметить, что в настоящее время NVIDIA Optimus может работать только с интегрированной графикой Intel и дискретными видеокартами GeForce и ION 2, автоматически выбирая IGP для просмотра интернет-страниц, работы с документами и другими базовыми приложениями, и GNU для 3D игр, видео и вычислений. Причём технология может работать с различными процессорами Intel: Core i3, Core i5, Core i7, Core 2 Duo Penryn или Atom N4xx Pinetrail.

Итак, если есть настроение не пускать всё на самотёк и собственноручно выбирать, когда следует использовать встроенное графическое ядро, а когда – полноценную видеокарту, то существует утилита NVIDIA Control Panel, которую можно найти на панели быстрого запуска. После её открытия нашему взору предстаёт меню из двух ветвей: 3D Настройки (3D Settings) и Видео и Телевидение (Video & Television).

Служубная программа NVIDIA Test tool может отображать статус дискретного адаптера в режиме реального времени

Здесь, помимо общего решения в пользу предпочтительной графической карты и множества дополнительных настроек для каждого режима, вроде выбора анизотропического фильтра или включения тройной буферизации, можно настроить персональный стиль поведения для каждой программы. Причём при выборе процессора от NVIDIA становятся доступны дополнительные параметры, упомянутые выше. Из выплывающего списка выбирается одно из приложений, имеющихся на данном компьютере. Если его, по каким-то причинам нет, то добавить недостающую программу - не проблема.

Настройка Optimus позволяет включить дискретный адаптер даже в "Пасьянсе"

Мы, ради интереса, взглянули на перечень возможных приложений, с которыми NVIDIA GPU уже продумала план сотрудничества. Львиную долю этого списка занимают игры – от стареньких, вроде MDK2, Prince of Persia или Max Payne, до новейших: Grand Theft Auto 4, Need for Speed: Shift, Call of Duty: World at War и так далее. Тем самым, однозначно подчёркивается универсальность данной технологии.

А во втором подразделе NVIDIA Control Panel доступны всевозможные настройки дисплея, такие как яркость, контрастность, насыщенность, гамма-коррекция и некоторые другие. Также можно определить вклад настроек NVIDIA в дело увеличения резкости изображения и шумоподавления. Кстати, утилита NVIDIA GPU State Viewer позволяет наблюдать в режиме реального времени, задействован ли дискретный видеоадаптер или нет. Этим двум состояниям соответствуют характерные статусы ON или OFF напротив надписи NVIDIA GPU в маленьком сером окошке, которое можно переносить по своему усмотрению в любое место рабочего стола.

Живой пример

Но посмотрим, какова технология NVIDIA Optimus в действии. В тестовую лабораторию ZOOM.CNews попал образец ноутбука с видеокартой NVIDIA GeForce G210M. Дабы узнать, насколько сообразительность портативного компьютера будет различаться в различных режимах, мы протестировали это устройство синтетическим тестом 3DMark06.

Подготовка к тестированию: ручное отключение дискретного адаптера для тестового пакета 3DMark

Методика тестирования, используемая нами для измерения мощности и времени автономной работы ноутбуков, в данном случае оказалась бы неинформативной. Для того, чтобы наглядно показать преимущества новой технологии, мы сравнили результаты тестов ноутбука с включенной системой выбора оптимального адаптера, с результатами тех же тестов при принудительно отключенной системе.

Результаты получились такими:

Тест производительности 3DMark06

Как видно, настолько ощутима. Цифры отличаются значительно. При задействованной NVIDIA GeForce G210M производительность увеличилась по сравнению с номинальной, обусловленной встроенным графическим ядром чипсета Mobile Intel GS45 Express, более чем в 4 раза! Сама по себе эта разница неудивительна, вся выгода для пользователя состоит в том, что для получения такого ускорения не нужно производить совершенно никаких действий. Система подключит внешнюю "графику" самостоятельно.

Но исследуем, как, в зависимости от режима, меняет свой стиль поведения батарея. Для этого прибегнем к известной программе Battery Eater 2.70. Но ограничимся лишь читательским тестом и уставим подсветку дисплея как среднюю. Наблюдаем следующую картину:

Тест разрядки аккумуляторной батареи Battery Eater 2.70 (Читательский тест)

То есть время автономной работы увеличивается более чем на треть – весьма показательный результат. Таким образом, работая с простыми, с точки зрения графической обработки, программами, можно существенно сэкономить заряд батареи. А если в какой-то момент нужно будет запустить ресурсоёмкое приложение, то NVIDIA Optimus самостоятельно включит на время дискретную видеокарту, и, в любом случае, экономия электроэнергии будет ощутима.

Перспективное направление

Как стало понятно из реального испытания, технология NVIDIA Optimus в самом деле действует, причём ведёт себя весьма продуманно. Её работа по автоматическому выбору наилучшего графического процессора для текущего приложения эффективна, поскольку грамотно распределяет нагрузку между интегрированной графикой и дискретным видеоадаптером.

Прекрасной аналогией этому действию является принцип работы гибридных автомобилей, которые, в зависимости от ситуации, выбирают между бензиновым и электрическим двигателем. И новая технология NVIDIA, так же, как и идея с гибридными автомобилями, обречена на успех. Ведь получить в одном устройстве и отличную производительность, и максимальное время работы от батареи – это ли не счастье для владельца портативного компьютера?

Технология Optimus - ближайшее будущее большинства тонких и легких ноутбуков

Уже сейчас анонсировано несколько ноутбуков, активно использующих NVIDIA Optimus, а к лету их число обещает стремительно возрасти. Причём устройства эти будут от самых разных производителей – от MSI до Acer. К примеру, на выставке Mobile World Congress 2010 был представлен первый нетбук Acer AspireOne 532g с ION 2, который поддерживает NVIDIA Optimus. Так что за данной технологией - будущее. И пользователям, присматривающим себе новый ноутбук, имеет смысл взять это на заметку.