Když jedna grafická karta nestačí
Většina lidí sice ve svém počítači víc jak jednu grafickou kartu nikdy neměla, ale více grafických karet není nic nového. Je to řešení, které provází počítače PC už od jejich vzniku, a tak nebude na škodu, když mu věnuji jeden článek tady na blogu. U zrodu platformy PC přišlo IBM s grafickými kartami CGA a MDA. První měla nižší rozlišení, grafické režimy a pár barev. Druhá měla barvy pouze dvě, vyšší rozlišení, ale zobrazovala jen text. Byl tu však jeden zásadní rozdíl v práci s nimi – každá měla mapovanou paměť do jiného adresního prostoru.
když vidím, kolik se toho na jeden monitor tehdy vešlo, tak se ani nedivim potřebě mít dva
Znalejším to už došlo; pro ty ostatní jen dodám, že odlišné mapování do paměti umožnilo běh obou karet v jednom počítači současně. Tehdy to mělo význam kvůli připojení dvou monitorů a využívaly toho některé profesionální aplikace (například AutoCAD). Profíkům možnost dvou monitorů nějak zachutnala, a protože grafické karty ještě mnoho let podporovaly pouze jeden výstup (první s více výstupy z jednoho čipu přišla S3 v druhé polovině 90. let), začaly se časem objevovat grafické karty s dvěma a více čipy vedle sebe. Každý měl vlastní paměť a vlastní výstup. Ti méně movití pak v době PCI sběrnice mohli zapojit dvě stejné (nebo klidně různé) grafické karty vedle sebe bez větších omezení.
Dneska už sice umí snad všechny grafické karty aspoň dva výstupy, ale „dvoučipová“ řešení kvůli více výstupům stále existují a hojně se využívají. Příkladem budiž NVIDIA Quadro NVS.
Více karet kvůli přidání funkcionality (3D)
Důvod pro přidání další grafické karty se nemusel týkat jen možnosti připojit více monitorů. Po roce 1995 se tento způsob stal oblíbeným také pro přidání další funkce, kterou v té době spousta grafických karet buď neuměla vůbec, nebo neuměla pořádně. Tehdy se rozšířily přídavné 3D akcelerátory (nejčastěji 3Dfx Voodoo), které se propojily s grafickou kartou a řešily zobrazení ve 3D aplikacích (kompletně v tu chvíli převzaly roli grafické karty). Časem se podpora 3D integrovala do primární grafické karty stejně jako kdysi oddělený matematický koprocesor do procesoru (v době 486), a tak samostatné 3D akcelerátory vymizely.
přídavný akcelerátor Voodoo2 (zde rovnou dva s obráceným zapojením do VGA)
Taková byla situace u stolních počítačů – u notebooků šla přidat tak leda karta s dekodérem MPEG do PCMCIA slotu.
Více karet kvůli vyššímu výkonu
Už 3Dfx podporovalo propojení více karet za cílem dosažení vyššího výkonu. Tehdy šlo o must-have řešení pro všechny hardcore hráče (případně profi sféru). Dvě karty nabídly vyšší výkon a vyšší rozlišení. Později v duchu více čipů 3Dfx pokračovala, byť jen na jedné kartě.
Po konci 3Dfx se podobné řešení úplně vytratilo a několik dalších let po něm (v consumer segmentu) ani pes neštěkl. Když vynechám pokusy XGI, tak tu začala s více kartami pro vyšší výkon mnohem později až NVIDIA (s GeForce 6). Jenže všechno začalo být jaksi složitější a více spolupracujících čipů dnes přináší i spoustu nevýhod.
Více čipů na jedné kartě v podobě Voodoo5 5500 (2x) a Voodoo6 6000 (4x)
Na druhou stranu zde konečně mohu říct, že se více karet objevilo i v noteboocích. Drtivá většina notebooků sice o toto řešení ani nezavadila, ale některé velké herní notebooky, u kterých se mobilita a spotřeba neřeší, se začaly vybavovat dvěma sloty a v lepších konfiguracích se oba sloty také obsadily výkonnými grafickými kartami. Toto řešení se používá do dneška, ale stále se drží na pokraji zájmu.
Více karet kvůli delší výdrži na baterie
Tento případ je ze všech nejnovější a týká se přímo notebooků. Rozdíl ceny čipové sady s integrovanou grafikou a bez ní je minimální a výkon této grafiky s přehledem stačí na veškerou základní práci. Takže se zrodil v roce 2006 nápad osadit k integrované grafice ještě diskrétní a uživatel si bude moct vybrat, kterou zrovna chce použít (výkon, výdrž). S příchodem Windows Vista se toto řešení ještě vylepšilo o schopnost přepínat mezi grafickými ovladači bez nutnosti restartovat notebook.
Tohle řešení sice někteří výrobci použili v několika modelových řadách, ale rozhodně se nedočkalo takového rozšíření, jak se očekávalo. Možná byl problém v návrhu a možná byl problém v neschopnosti „průměrného uživatele“, který si ručně grafiku přepnout neumí, i když se to dělá obrovským tlačítkem nad klávesnicí.
Zpátky ke kořenům
Teď se nám grafické karty nově přesunuly na destičky procesorů a mimo čtyřjader je grafický čip přítomen na každém procesoru. Vzhledem k tomu, že čtyřjádra ještě nějakou dobu v noteboocích budou okrajovou záležitostí (mluvím o prodejích), znamená to jen jediné. Většina notebooků v sobě bude mít nepříliš výkonný, avšak na většinu činností postačující integrovaný grafický čip, ať se to výrobcům notebooků líbí, nebo nelíbí (resp. ať už ho využijí, nebo ne).
NVIDIA nelenila a přišla se svým řešením Optimus. Tohle řešení je specifické z jednoho důvodu. Diskrétní čip nikdy přímo nenahrazuje funkci toho integrovaného. Integrovaný jede pořád a diskrétní mu pouze vypomáhá při specifických činnostech – svůj výstup však vždy posílá na toho integrovaného, který jej vykreslí na obrazovku sám. Pokud funkce diskrétního čipu nejsou potřeba, tak se vypne a odpojí od napájení. Zatím to není úplně bezchybné, ale je to určitě dobrý směr vývoje (hlavní limitaci vidím v přenosu obrazu po PCIe, ale grafiky v noteboocích jsou beztak příliš pomalé, než aby se to projevilo). Koho to zajímá víc do hloubky, může si přečíst můj článek.
Matrox m3D jako koncept, který se nejspíš v pozměněné podobě právě vrací (zdroj: tilebase.de)
Když mi Optimus v NVIDII předváděli, hned jsem si vzpomněl na něco z dávné minulosti. Podobné řešení už jsem totiž někdy viděl ve stolních počítačích. Po chvíli „šrocení“ mi to došlo – Matrox m3D. Tenhle zapomenutý kousek hardwaru byl ve své době po technické stránce naprosto unikátní. Nebyla to klasická VGA karta, ale pouze přídavný akcelerátor, který byl schopen převzít kontrolu nad vykreslováním ve 3D aplikacích.
Od ostatních akcelerátorů se však zásadně lišil. Neměl na sobě žádný grafický výstup a jeho paměť sloužila pouze na textury. Obraz se do paměti neukládal, zpracovával se po malých dlaždicích (kde se aplikoval i Z-buffer) ve vyrovnávací paměti a každá dlaždice se rovnou odesílala do paměti hlavní karty přes PCI sběrnici. To znamenalo absenci jakýchkoli blikání obrazu při přepínání a zároveň možnost akcelerovat 3D i v okně, kdy zbytek obrazu řeší primární karta. Nebyla to tehdy nejrychlejší karta, ale ve své kategorii nijak nezaostávala (výkon na úrovni Voodoo Graphics) a díky jednoduchosti řešení nebyla drahá.
Kdo ví, co s trhem udělá nastupující Optimus. Možná, že se dočkáme oživení tohoto staršího konceptu a třeba za pár let diskrétní (mobilní) grafické čipy úplně přijdou o schopnost vysílat obraz přímo a jejich spolupráce s grafikou v procesoru bude brána jako samozřejmost. Kdo ví…
NoteBookBlog.cz
Retrocomputing
1. sirius1983 11.2.2010 21:48:10
nečetl jsem sice úplně pečlivě ten článek, ale chápu správně, že se externí grafika zapíná a vypíná sama a není tedy potřeba aby uživatel mačkal ono veliké tlačítko nad klávesnicí a dopředu se rozmýšlel, zda grafický výkon potřebovat bude nebo ne?
2. swarm 12.2.2010 2:35:09
[1] Přesně tak. Je to plně automatizované a uživatel se o nic nestará. Pokud však chceš, tak je možné ručně spustit program s vybranou grafikou (pravý tlačítko na zástupce aplikace -> spustit s grafikou…). Případně může výrobce notebooku diskrétní grafiku úplně zakázat třeba pro nějaký super-úsporný režim na baterku.
3. Tralalák 12.2.2010 12:35:33
swarme: Ešte na začiatku článku som si hovoril, že čo na tomto blogu hľadajú desktopové grafické karty, avšak hneď som pochopil kam to všetko mieri nVidia Optimus.
Mne sa časť o S3 ako priekopníkovi dvoch monitorov veľmi zapáčila, a možno málo kto vie, ale následovník S3 => S3 Graphics dcéra (join-venture) VIA Technologies vo svojom najnovšom počine platforme VIA Trinity, ktorá je tak pre desktop ako aj ntb, práve na desktope ponúka možnosť zapojenia až štyroch monitorov s rozdielnym obrazom a to všetko na Mini-ITX doske o rozmeroch 17cm x 17cm kde okrem procesora VIA Nano sú práve dva grafické čipy:
1. IGP VIA Chrome9 HC3 (čo de-facto je tiež S3G) a
2. dGPU on-board S3 Graphics Chrome 435 ULP.
Mne (zdroj: http://www.extrahardware.cz/forum/viewtopic.php?f=38&t=10094) sa síce doteraz nepodarilo zapožičať až 4 monitory v kombinácii 1 CRT, 1LCD a 2HDMI aby som to otestoval (mal som len klasika dva), ale japonským „kolegom“ áno:
zdroj: http://journal.mycom.co.jp/articles/2009/11/06/trinity/002.html
Je škoda, že nikto v EÚ nedotiahol aspoň ako vzorku napr. pre Vás šikovných recenzistov produkty ako Tsinghua Tongfang S30A 13.3 a Greatwall LT91 12.1 a pod. od čínskych výrobcov (GMB), ktoré sú postavené na platforme VIA Trinity, kde by sa dalo zistiť akým spôsobom na mobilinej platforme funguje prepínanie grafík VIA a S3 alebo notebooku Fujitsu LifeBook S6520 a S6420, kde S3 Chrome 430 ULP sekunduje IGPčku Intel.
Ešte len doplním, že už o pár dní spoločnosť S3 Graphics na veľtrhu Digital Signage Expo 2010 v Las Vegas (Feb 24 – 25) predstaví novú generáciu svojích GPU a grafických kariet (pravdeopodobne s podporou DX 11 pozn. autora) s možnosťami Hi-Def a multi-display aplikácii. Extrémna hardwarová akcelerácia videokodekov najnovších HD videí roznych formátov zobrazí najnovšia duálna GPU karta od S3 Graphics, pričom zobrazí až štyri nezávislé prúdy HD videí v rozlíšení 1080p v rôznych flexibilne konfigurovaných nastaveniach.
Tak dúfam, že som to tu moc nezahltil vzhľadom na exotiku S3 Graphics v našich končinách s poukazom na zmienku S3 v článku.
4. swarm 12.2.2010 13:39:20
[3] O týhle věcičce jsem vůbec nevěděl. Jinak mě tyhle komentáře vůbec nevadí – jsem rád za každý komentář, který mi nějakým způsobem rozšíří obzory (o tom přece diskuze je). Btw pokud zrovna budeš mít v budoucnu nějaký věci s ohledem na notebooky, tak mi klidně pošli mail/zprávu a můžeš to hodit jako článek i sem na blog. S3 pro mě byla svého času srdcovka a pevně doufám, že se jí někdy podaří prosadit zpět mezi grafické karty… jakákoli osvěta neni na škodu a tady si to může přečíst nezanedbatelné množství lidí :)
5. starenka 13.2.2010 13:37:37
Jooooo doby Vodooo. Dik za nostalgii.
6. ps47 14.2.2010 15:23:31
..ja pridam par detailov k voodoo2 sli-za normalnych okolnosti je primarna graficka karta pripojena na voodoo2 cez tzv passthrough kabel,a monitor je pripojeny k voodoo2 (cize 2d obraz ide z primarnej grafiky cez passthrough kabel do voodoo2 a az odtial do monitora),co moze mat za nasledok degradaciu kvality obrazu v 2d. na druhom obrazku mozete vidiet riesenie od spolocnosti canopus,ktora vydala upravenu verziu nv tnt (canopus spectra 2500)-karta ma specialny vstup „3dfx in“,a pripaja sa k voodoo2 cez reverzny passthrough kabel,pricom monitor zostava zapojeny do tnt. vdaka tomu k degradacii signalu nedochadza..
7. Tralalák 18.2.2010 15:25:49
Tak tu je tá novinka čo som spomínal vyššie od S3 Graphics:
S3 Graphics Chrome 5400E x2
VIA na výstave Digital Signage Expo 2010 /Feb 24 – 25/ predstaví demo grafickej karty z dielne jej dcérskej spoločnosti S3 Graphics s duálnym GPU, ktorej grafická karta S3 Graphics Chrome 5400E x2 dokáže zobraziť až štyri nezávislé prúdy HD videí v rozlíšení 1080p v rôznych flexibílne konfigurovaných nadstaveniach, pričom vďaka novej advanced PanoChrome™ technológii dokáže pripojiť až 8 displejov.
Špecifikácia:
* Support for up to 8 simultaneous displays
* Up to 4 independent video streams
* HD screen resolutions of up to 1080p
* H.264, VC-1 and WMV-HD hardware acceleration
* Support for Span, Extended and Clone view configurations
* Built-in Genlock support for synchronized source timing
Dostupnosť na Severoamerickom trhu sa očakáva na Q2 2010.
zdroj: http://www.via.com.tw/en/resources/pressroom/pressrelease.jsp?press_release_no=4567
8. Logout 5.3.2010 9:35:48
Konečně jsem se dostal k pročtení článku. Skvělý jako vždy, jen mi nějak nepřijde, že by na obrazovce 80×25 bylo málo informací :)