笔记本显卡切换技术

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　出于偶然，无意打开了催化剂控制中心中的“可切换显示卡方式”选项，才发现AMD智能切换技术的存在。就目前而言，在独立显卡（discrete GPU/dGPU）和集成显卡（integrated GPU/iGPU）之间的切换技术在市场上主要包括两家：Nvidia Hybrid SLI 和 AMDPowerXpress。

　　Nvidia Hybrid SLI 又称为智能 SLI 技术，从GeForce 9000M 系列开始到现在的 GeForce GTX 500M 系列都是支持该技术的，视显卡搭配情况分为两种模式：

　　当NV独显与支持该技术的其他厂商的主板集成显卡相搭配使用时，在执行浏览网页、文字处理以及观看高清视频等日常计算任务时默认使用低功耗集显模式，从而降低噪 音并延长电池续航时间；当运行高要求的3D游戏和应用程序时则自动切换到独显模式，可将性能发挥到极致。这类智能电源管理技术称为HybridPower（混合动力）技术。当NV 独显与Nvidia 的板载GPU（比如 GeForce 9100M G）搭配使用时，独显与集显以并行模式同时参加渲染，即可发挥出多GPU优势，并大幅提升NV独显的图形性能。这种变相的SLI显卡交错并联技术称为 GeForce Boost（GeForce 加速）技术。注：Nvidia Hybrid SLI 已发展至最新的 Nvidia Optimus 智能切换技术，后文再谈及。

　　AMD PowerXpress又称为ATI可切换显卡技术，是移动显卡之间的一种热切换技术。结合集成显卡的低功耗特性和独立显卡的卓越性能，以实现最佳的电源管理。支持这类技术的显卡有ATI Mobility Radeon HD 3000/4000/5000系列和现在的AMD Radeon HD 6000M 系列。跟 NV 一样，它也分为两种模式，在与intel集显搭配时实现手动切换；在与 AMD 平台（比如 Fusion APU）搭配时，当独显进行渲染时，可利用 APU 的通用计算能力进行 DirectCompute 计算，必要时也可进行协助处理与渲染。综合了双GPU性能，这其实就是一种APU-to-dGPU的ATI Hybrid CrossFireX 交火模式。

　注：AMD PowerXpress 4.0 已能支持智能切换技术，后文再谈及。

　　双显卡技术的发展：
　　多年来，移动PC行业一直在追求一种理想的移动电脑，既能拥有高性能，又能兼顾较长的电池续航能力。这导致出现了一些特别的，也是不成熟的解决方案，这些方案虽然能提高性能或者是延长电池寿命，但却无法同时兼顾两者。

　　混合图形(Hybrid Graphics)，即集成显卡和独立显卡同时工作，独显和集显不可切换，可视为“SLI”并联技术和“Crossfire”交火技术的一种延伸。2-3 年前由 AMD 和 NV 发布，可以让两种不同品牌的显卡协作运行。例如，Radeon Mobility HD 4570可以同Intel GMA 一起工作，而不仅限于 AMD 的集成显卡。这种混合模式虽然能提升性能，但由于集显和独显不得不同时运行，对于笔记本的电池续航能力来说压力巨大，而且实际上一款主流的独立显卡已能运 行所有的应用程序，没有必要利用混合技术来联合两种显卡的性能。当然，如果摒弃这类可大幅提升效率的技术是很可惜的，因此被综合进可切换显卡技术，单纯的 混合图形技术已难见到。具体参见上面的 NV GeForce Boost 和 ATI Hybrid CrossFireX 。

　　可交换图形（Switchable Graphics）的主要益处在于笔记本允许用户选择需要运行的图形系统，就可以让计算机大多时间运行在集显模式下而达到节能目的。可交换图形的早期版本 要求用户必须重启电脑才能完成图形切换，这是因为操作系统和图形驱动无法接收到切换指令，就不知道如何切换，导致用户一次只能启用一种显卡。图形切换完全 由系统 BIOS 所控制，只有重启后，系统 BIOS 才能识别到底启用哪种显卡。这种通过纯硬件层面的切换操作并要求重启的方式对用户来说可谓一个相当糟糕的使用体验。比如 2006 年发行的 SONY VAIO SZ 笔记本正是使用此技术。显而易见，这个方案并未被广泛采用，但却展示了 PC 制造商势必要解决这个问题的决心。我们可以将这种切换方式称之为 第一代显卡冷启动切换。

　　第二种版本可以让用户采用软件控制而迅速完成图形切换且无需重启。 Nvidia 于 2007 年发布了一个花了相当长时间来解决重启问题的技术：Switchable Graphics - Hybrid Power（混合动力）技术。该技术允许笔记本切换图形子系统而无需重启，这极大地改变了笔记本的执行和操作方式。切换过程要花上大约 5-10 秒。理论上用户第一次在一个笔记本上就能轻松遨游两个世界-手动切换至集显而拥有较长的电池寿命；手动切换至独显而获取高性能。这可以说是移动电脑发展史上的一个里程碑，并迎来了新一轮的笔记本 PC 时代。该技术被 OEM 厂商广泛采用，并且收到了很多技术性用户和传媒界的积极回馈。而 ATI 也推出了 PowerXpress 技术。将切换功能集成到催化剂控制面板和桌面右键菜单中，可快速打开切换选项；并且可设置为电池模式下自动切换为集显，电源模式下则自动切换成独显。我们可以将第二种切换方式称之为 第二代显卡手动热切换，因为它是由用户决定，而非系统根据负载情况而自行切换。目前 AMD Mobility HD 4000/5000 系列显卡主要采用这种方式，例如 Y460A/Y560A。

　　不同于几年前不成熟的方案，可交换图形技术主要由软件进行驱动，图形驱动程序和操作系统可以启用此功能。其他PC图形企业也迅速跟进，并提供了各种版本的可交换图形技术。随着可交换图形技术的到来，当运行密集型任务时，用户能够从独显中受益；而当任务较少时切换至集显以维护电池寿命降低电源维修。从功能上讲，两个独立的图形核心通过使用一个硬件多路复用器共享了显示输出，多路复用器能提供多路输入切换的设备，用于引导两个图形核心之间的渲染和显示任务。一旦活动的图形核心(集显或独显)准备好输出一幅已渲染的场景或图像，硬件多路复用器将会按照可交换图形驱动的指令切换至正确的 显示设备，以便视频输出能被传送至所需的显示。

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