GPU 스위칭

GPU switching
Acer E360 Socket 939 motherboard by Foxconn
내장 그래픽스 프로세서를 탑재한 클래식한 메인보드.PCI 슬롯에 전용 그래픽 카드를 장착할 수 있습니다.

GPU 스위칭은 여러 그래픽 컨트롤러가 있는 컴퓨터에서 사용되는 메커니즘입니다.이 메커니즘을 통해 그래픽 카드 간에 전환하여 그래픽 성능을 최대화하거나 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.주로 내장 그래픽 디바이스와 전용 비디오 카드를 탑재한 게임용 노트북에 사용됩니다.

기본 컴포넌트

이 기능을 사용하는 대부분의 컴퓨터에는 내장 그래픽 프로세서와 다음 카테고리에 적용되는 전용 그래픽 카드가 포함되어 있습니다.

내장 그래픽스

내장 그래픽스, 공유 그래픽스 솔루션, 내장 그래픽스 프로세서(IGP) 또는 통합 메모리 아키텍처(UMA)라고도 불립니다.이러한 종류의 그래픽스 프로세서는, 통상, 처리 유닛이 훨씬 적고, CPU와 같은 메모리를 공유합니다.

HD 그래픽스 2000 내장 인텔 Core i5 프로세서

그래픽스 프로세서가 메인보드에 내장되어 있는 경우가 있습니다.통상, 온보드 그래픽스라고 불립니다.온보드 그래픽스 프로세서를 탑재한 메인보드는 전용 그래픽 카드나 그래픽스 프로세서를 탑재한 CPU를 필요로 하지 않습니다.

전용 그래픽 카드

전용 그래픽 카드라고도 불립니다.내장 그래픽 카드와 달리 전용 그래픽 카드에는 훨씬 더 많은 처리 장치가 있으며 메모리 대역폭이 훨씬 더 큰 자체 RAM이 있습니다.

경우에 따라서는 전용 그래픽 칩을 메인보드에 내장할 수 있습니다(B150-GP104 등).그래픽 칩은 내장되어 있어도 전용 그래픽 카드 시스템으로 간주됩니다.그래픽 칩은 자체 메모리에 내장되어 있기 때문입니다.

이론.

그림 1최신 PC 컴퓨터 아키텍처(일반적으로 x86-64 기반)의 구조를 나타내는 메인보드 다이어그램.사우스브릿지, 노스브릿지,

대부분의 퍼스널 컴퓨터에는 Southbridge 및 Northbridge 구조를 사용하는 메인보드가 있습니다.

노스브리지 제어

Northbridge는 CPU, GPU, RAM 및 Southbridge 간의 통신을 처리하는 핵심 로직 칩셋 중 하나입니다.보통 전용 그래픽 카드는 PCI-Express 등의 그래픽 카드 슬롯에 장착되며 내장 그래픽 카드는 CPU 자체에 내장되어 있거나 Northbridge에 [citation needed]내장되어 있는 경우가 있습니다.Northbridge는 GPU 간 전환을 가장 많이 담당합니다.동작방법은 보통 다음과 같은 프로세스가 있습니다([1][2]오른쪽 그림 1 참조).

  1. 노스브릿지는 내부 버스를 통해 사우스브릿지로부터 입력을 받습니다.
  2. Northbridge는 프론트 사이드 버스를 통해 CPU에 신호를 보냅니다.
  3. CPU는 태스크 할당 애플리케이션(일반적으로 그래픽 카드 드라이버)을 실행하여 사용할 GPU 코어를 결정합니다.
  4. CPU는 명령어를 노스브릿지에 전달합니다.
  5. Northbridge는 명령어를 해당하는 GPU 코어에 전달합니다.
  6. GPU 코어는 명령을 처리하고 렌더링된 데이터를 노스브리지로 반환합니다.
  7. 노스브릿지는 렌더링된 데이터를 사우스브릿지로 반송합니다.

사우스브리지 제어

Southbridge는 인텔의 I/O컨트롤러 허브(ICH)와 같은 집적회로 세트입니다.키보드 입력 및 화면 출력 등 컴퓨터의 I/O 기능을 모두 처리합니다.통상은, 다음의 2개의 [3]스텝이 있습니다.

  1. 사용자 입력을 받아 노스브리지에 전달합니다.
  2. (임의) 노스브리지에서 렌더링된 데이터를 수신하여 출력합니다.

두 번째 스텝이 옵션인 이유는 렌더링된 데이터가 그래픽 카드슬롯에 있는 전용 그래픽 카드에서 직접 출력되는 경우가 있기 때문에 사우스 브릿지를 통해 데이터를 출력할 필요가 없습니다.

주요 목적

GPU 스위칭은 그래픽 카드 간 전환으로 에너지 절약을 위해 주로 사용됩니다.전용 그래픽 카드는 내장 그래픽 카드보다 훨씬 많은 전력을 소비하지만, 보다 높은 3D 퍼포먼스를 제공합니다.이는 게임과 CAD 체험의 향상에 필수적입니다.다음으로 내장 그래픽 카드와 전용 그래픽 카드를 탑재한 가장 일반적인 CPU의 TDP 목록을 나타냅니다.

내장 그래픽 카드와 전용 그래픽[4][5][6][7] 카드의 TDP
모델 플랫폼
내장 그래픽스 전용 그래픽 카드
인텔(R) TDP 엔비디아 TDP AMD TDP
CPU 모델과 주파수 인텔 IGP Seri
인텔 Core i7-6700K(4.00GHz) 인텔 HD 그래픽스 530 91 W GTX 1080 180W 라데온 R9 퓨리 275 W 데스크 톱
인텔 Core i5-6600K(3.50GHz) 인텔 HD 그래픽스 530 91 W GTX 970 145 W 라데온 R9 나노 175 W
인텔 Core i7-4790K(4.40GHz) 인텔 HD 그래픽스 4600 88 W GTX 780Ti 250 W Radeon RX 480 150 W
인텔 Core i7-6700HQ @ 2.60GHz 인텔 HD 그래픽스 530 45 W GTX 1080 165 W Radeon R9 M485X 125 W 노트북
인텔 Core i7-6500U(2.50GHz) 인텔 HD 그래픽스 520 15 W GTX 980M 100W Radeon R9 M470X 75 W
인텔 Core i5-6200U(2.30GHz) 인텔 HD 그래픽스 520 15 W GTX 880M 103 W Radeon R9 M470 75 W
인텔 Core i5-5200U(2.20GHz) 인텔 HD 그래픽스 5500 15 W GTX 870M 103 W Radeon HD 7950M 50 W

전용 그래픽 카드는, 양쪽 플랫폼에 내장되어 있는 그래픽 카드보다 전력 소비량이 훨씬 높습니다.부하가 높은 그래픽 처리를 필요로 하지 않을 때, 그것들을 무효로 하면, 소비 전력을 큰폭으로 삭감할 수 있습니다.

테크놀로지

주요 기사:Nvidia Optimus 및 AMD 하이브리드 그래픽스
여러 GPU 코어를 사용한 클래식한 그래픽 렌더링 프로세스

Nvidia Optimus

Nvidia Optimus™는 Nvidia가 개발한 컴퓨터 GPU 스위칭 테크놀로지입니다.이 테크놀로지는 실행 중인 프로그램을 기반으로2개의 그래픽 카드를 동적으로 심리스하게 전환할 수 있습니다.

AMD 엔듀로

AMD Enduro™는 AMD가 개발한 공동 브랜드로, 전력을 대폭 절약할 수 있는 많은 신기술을 탑재하고 있습니다.이전에는 PowerXpress 및 DSG(Dynamic Switchable Graphics)로 명명되었습니다.이 테크놀로지는, 그래픽 카드의 사용 상황을 예측해, 예측한 요구에 근거해 그래픽 카드를 전환할 수 있는 고도의 시스템을 실장하고 있습니다.또, 이 테크놀로지에 의해서,[8] 전용의 그래픽 카드가 아이돌 상태에서도 소비 전력을 억제할 수 있는 새로운 전원 관리 플랜도 도입되고 있습니다.

제조원

내장 그래픽스

퍼스널 컴퓨터의 IGP(내장 그래픽스 프로세서)는, 대부분 인텔과 AMD에 의해서 제조되어 CPU에 짜넣어져 있습니다.일반적으로 다음과 [9][10]같이 알려져 있습니다.

  • 인텔 HD 및 Iris 그래픽스 - HD 시리즈 및 Iris 시리즈라고도 불립니다.
  • AMD 액셀러레이티드 프로세싱 유닛(APU) - 이전 명칭: 퓨전

전용 그래픽 카드

가장 일반적인 전용 그래픽 카드는 AMD와 NVIDIA가 제조하고 있습니다.일반적으로 다음과 같이 알려져 있습니다.

드라이버 및 OS 지원

대부분의 일반 운영 체제에는 이 기능이 기본적으로 지원됩니다.다만, 유저는, 보다 뛰어난 익스피리언스를 위해서, Nvidia 또는 AMD 로부터 갱신된 드라이버를 다운로드할 수 있습니다.

Windows 지원

Windows 7 에는, 이 기능이 서포트되고 있습니다.시스템은 실행 중인 프로그램에 따라 GPU 간에 자동으로 전환됩니다.단, 사용자는 디바이스 매니저 또는 전원 [11]매니저를 통해 GPU를 수동으로 전환할 수 있습니다.

Linux 지원

Linux 시스템에서는 다음과 같은 이름의 패치입니다.vga_switcheroo[13] 는 여러 GPU를 처리하기 위해 버전 2.6.34 이후 Linux 커널에 추가되었습니다.여기서 스위치에서는 X Window 시스템의 재기동이 고려되어야 합니다.

Ubuntu Control Center에서 사용자가vga_switcheroo기능을 제공합니다.

Mac OS 지원

Mac OS는 v10.5 Leopard 이후 이 기능을 기본적으로 지원합니다.OS X Mountain Lion 이후, Apple은 GPU 모니터를 Activity Monitor에 [14]통합했습니다.

기존 문제

  • 시스템 비호환성 또는 불안정한 전원으로 인해 블루스크린 데스 등의 버그가 발생할 수 있습니다.
  • 시스템이 필요한 계산 리소스를 잘못 예측한 경우 전환할 수 없습니다.
  • 전환 시 전압이 불안정하여 화면이 깜박일 수 있습니다.
  • 벤더간에 일관성이 없는 드라이버로 원활한 스위칭 실현

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "What is northbridge?". Retrieved 2016-11-06.
  2. ^ "How Motherboards Work". HowStuffWorks. 2005-07-20. Retrieved 2016-11-06.
  3. ^ "What is southbridge?". Retrieved 2016-11-06.
  4. ^ "ARK Your Source for Intel® Product Specifications". Intel® ARK (Product Specs). Retrieved 2016-10-24.
  5. ^ "What's New GeForce". www.geforce.com. Retrieved 2016-10-24.
  6. ^ "Notebook / Laptop Reviews and News". www.notebookcheck.net. Retrieved 2016-10-24.
  7. ^ "Graphics, Processors and Immersive VR Solutions AMD". www.amd.com. Retrieved 2016-10-24.
  8. ^ "Enduro™ Power Management Technologies AMD". www.amd.com. Retrieved 2016-11-06.
  9. ^ "The History Of Intel CPUs". Tom's Hardware. 2016-06-11. Retrieved 2016-10-24.
  10. ^ "The History Of AMD CPUs". Tom's Hardware. 2016-04-25. Retrieved 2016-10-24.
  11. ^ "Manually activating power management in Windows 7". www.energystar.gov. Retrieved 2016-10-24.
  12. ^ "VGA Switcheroo — the Linux Kernel documentation".
  13. ^ "HybridGraphics - Community Help Wiki". help.ubuntu.com. Retrieved 2016-10-24.
  14. ^ "MacBook Pro: How to determine which graphics processor is in use". Apple Support. Retrieved 2016-10-24.

외부 링크