Conmutación de GPU

También conocidos como: gráficos integrados , soluciones gráficas compartidas , procesadores gráficos integrados (IGP) o arquitectura de memoria unificada (UMA). Este tipo de procesadores gráficos suelen tener muchas menos unidades de procesamiento y comparten la misma memoria con la CPU .

En ocasiones, los procesadores gráficos están integrados en la placa base. Esto se conoce comúnmente como gráficos integrados. Una placa base con procesadores gráficos integrados no requiere una tarjeta gráfica dedicada ni una CPU con procesadores gráficos para funcionar.

También conocidas como tarjetas gráficas discretas . A diferencia de los gráficos integrados, las tarjetas gráficas dedicadas tienen muchas más unidades de procesamiento y cuentan con su propia memoria RAM con un ancho de banda mucho mayor.

En algunos casos, se puede integrar un chip gráfico dedicado en la placa base , como por ejemplo en la B150-GP104. A pesar de que el chip gráfico esté integrado, se sigue considerando un sistema con tarjeta gráfica dedicada, ya que el chip gráfico cuenta con su propia memoria.

El Northbridge es uno de los chipsets lógicos principales que gestiona las comunicaciones entre la CPU , la GPU , la RAM y el Southbridge . La tarjeta gráfica dedicada suele instalarse en una ranura para tarjetas gráficas como PCI-Express , mientras que la tarjeta gráfica integrada se integra en la propia CPU o, en ocasiones, en el Northbridge. El Northbridge es el principal responsable de la conmutación entre las GPU. Su funcionamiento suele seguir el siguiente proceso (véase la Figura 1 a la derecha): ^{[ 1 ] [ 2 ]}

1. El puente norte recibe información del puente sur a través del bus interno .
2. El Northbridge envía señales a la CPU a través del bus del lado frontal.
3. La CPU ejecuta la aplicación de asignación de tareas (normalmente el controlador de la tarjeta gráfica) para determinar qué núcleo de la GPU utilizar.
4. La CPU transmite la orden al Northbridge.
5. El Northbridge transmite la orden al núcleo de GPU correspondiente.
6. El núcleo de la GPU procesa el comando y devuelve los datos renderizados al Northbridge.
7. El Northbridge envía los datos procesados ​​de vuelta al Southbridge.

El Southbridge es un conjunto de circuitos integrados como el controlador de E/S (ICH) de Intel. Gestiona todas las funciones de E/S de un ordenador, como recibir la entrada del teclado y mostrar los datos en la pantalla. Su funcionamiento suele constar de dos pasos: ^{[ 3 ]}

1. Recopile la información ingresada por el usuario y transfiérala al Northbridge.
2. (Opcional) Reciba los datos renderizados del Northbridge y envíelos como salida.

La razón por la que el segundo paso puede ser opcional es que, en ocasiones, los datos renderizados se emiten directamente desde la tarjeta gráfica dedicada, que se encuentra en la ranura para tarjetas gráficas, por lo que no es necesario que los datos pasen por el Southbridge.

Nvidia Optimus™ es una tecnología de conmutación de GPU para ordenadores creada por Nvidia que puede alternar de forma dinámica y sin interrupciones entre dos tarjetas gráficas en función de los programas que se estén ejecutando.

AMD Enduro™ es una marca colectiva desarrollada por AMD que incorpora numerosas tecnologías nuevas que permiten un ahorro energético significativo. Anteriormente se denominaba PowerXpress y Dynamic Switchable Graphics (DSG). Esta tecnología implementa un sistema sofisticado para predecir el uso potencial de las tarjetas gráficas y alternar entre ellas en función de dicha necesidad. Además, introduce un nuevo plan de control de energía que permite que las tarjetas gráficas dedicadas no consuman energía en reposo. ^{[ 8 ]}

En los ordenadores personales, los IGP (procesadores gráficos integrados) son fabricados principalmente por Intel y AMD y están integrados en sus CPU . Se les conoce comúnmente como: ^{[ 9 ] [ 10 ]}

• Gráficos Intel HD e Iris , también conocidos como series HD e Iris.
• Unidad de procesamiento acelerado (APU) de AMD - también conocida anteriormente como: fusión

Las tarjetas gráficas dedicadas más populares son fabricadas por AMD y Nvidia . Se las conoce comúnmente como:

• AMD Radeon
• Nvidia GeForce

Windows 7 incluye soporte integrado para esta función. El sistema cambia automáticamente entre las GPU según el programa que se esté ejecutando. Sin embargo, el usuario puede cambiar las GPU manualmente a través del administrador de dispositivos o del administrador de energía. ^{[ 11 ]}

Los sistemas Linux modernos gestionan los gráficos híbridos en dos partes: alimentación/control para la GPU inactiva y descarga de renderizado opcional para aplicaciones individuales.

• vga_switcheroo (presente en el kernel desde la versión 2.6.34) coordina el control de potencia y multiplexación en sistemas con múltiples GPU. Fue diseñado principalmente para diseños con multiplexación (conmutación de pantalla por hardware), y en portátiles sin multiplexación se utiliza normalmente solo para el control de potencia. Ya no es necesario reiniciar el servidor de pantalla para la descarga de procesamiento en sistemas sin multiplexación. ^{[ 12 ]}

• DRI PRIME (Mesa) permite la descarga de renderizado por proceso en sistemas sin multiplexación: una aplicación renderiza en la GPU discreta y la GPU integrada presenta el resultado. Los usuarios pueden optar por esta función mediante la DRI_PRIMEvariable de entorno (por ejemplo, DRI_PRIME=1) o la integración en el escritorio. ^{[ 13 ]}

• En GNOME, el servicio switcheroo-control expone la GPU discreta al shell, agregando una entrada " Iniciar usando tarjeta gráfica discreta " a los menús de las aplicaciones en los sistemas compatibles (Wayland o Xorg), lo que invoca la descarga de renderizado en segundo plano. ^{[ 14 ]}

• Con el controlador propietario de Nvidia, la descarga de renderizado se proporciona como PRIME Render Offload (compatible desde el controlador 435.xx). Las distribuciones suelen incluir una herramienta auxiliar, como prime-runentradas en el menú del escritorio, que configuran el entorno necesario para la descarga. ^{[ 15 ]}