深度剖析NVIDIA_Optimus技术

众所周知，在CPU性能足够、其它配置都属主流的情况下，显卡是影响电脑性能的决定性因素。笔记本电脑集成显卡这几年来虽然在性能上取得了巨大的突破，已能流畅地解码部分1080P全高清视频，并可玩一些低需求的3D游戏，但性能相比独立GPU还是有很大的差距。要想在笔记本电脑，特别是超轻薄笔记本电脑上应用高性能的独立GPU，在能效和性能方面获得两全，必需在功耗和散热设计上下更多功夫，这成为一个让厂商绞尽脑汁的问题。

双手互搏，笔记本电脑双显卡技术的发展现状

笔记本电脑已取代台式机成为全球电脑销售的主流，为更好的满足不同消费者对笔记本电脑的需求，各种更具特色功能的产品应运而

生。面对轻薄型笔记本电脑孱弱的性能，连轻薄时尚笔记本电脑的领

军人物索尼亦忍耐不住，于2006年推出了采用双显卡技术解决方案的

VAIO SZ系列笔记本电脑。

如何兼顾性能和功耗是双显卡技术突破的难点

其原理是利用Intel的笔记本电脑芯片组945GM既集成了显示核心，又可支持独立的AGP/PCI-E接口的特性，让笔记本电脑能同时拥有Intel 945GM北桥芯片内置的GMA950显示核心和独立的NVIDIA GeForce Go 7400显卡。这样用户便可根据自身的使用需要，在移动或节能使用VAIO SZ时，将笔记本电脑上的Stamina(耐力模式=长效电力)/Speed(速度模式=加强绘图效能)键拨至Stamina端，根据系统弹出提示框进入Stamina模式而重新启动系统，从而让笔记本电脑使用集成显卡，并拥有更长的电池使用时间，以保证商务人士在旅行中也能顺利完成工作。而当需要影音娱乐、3D游戏，或使用外接电源适配器供电时，则可将Stamina/Speed键切换到Speed端，重启系统后就能获得更佳的3D性能。

索尼SZ笔记本电脑上的冷切换键

双显卡在VAIO SZ系列笔记本电脑上的应用，开创了笔记本电脑新时代，让用户可以在两个显卡之间自由切换，同时兼顾游戏性能和电池工作时间。当然，该技术并非十全十美，最大的缺撼是该功能属于“冷切换”，更换显卡必须重新启动系统，比较繁琐。

热切换只需鼠标一点

进入2008年后，在GPU厂商的帮助下，众多笔记本电脑厂商看到了该功能巨大的商机，纷纷开始引入毋须重启系统就能实现切换的“热切换”双显卡技术。如明基Joybook S42笔记本电脑同时内置960 0M GT独立显卡(高性能)和GMA X4500集成显卡(低功耗)，只需通过改变电源管理模式可以做到双显卡随时无缝切换，来适应用户在不同环境中的应用需求，让用户可以更方便地按需选择高性能的独立显卡和长电池续航时间的集成显卡。联想IdeaPad V350也是这样的产品，Intel GM45芯片组板载X4500MHD集成显示核心，并内置一块A TI Mobility Radeon HD3450独立显卡，通过系统选项可以进行自由

切换—鼠标右击任务栏电池图标选择“可切换显卡”选项，选择“省电模式”是使用X4500集成显卡，选择“提高性能”是使用独立显卡。

要想使用传统“热切换”显卡，必需安装专用驱动，切换时必需关闭当前显卡正在运行的程序，花费时间5到10秒，以等待切换时屏幕闪烁、黑屏等现象后的正常显示。

随着热切换技术的不断成熟，目前类似的双显卡热切换技术已被索尼、惠普、联想、戴尔、明基、宏碁、华硕、苹果等笔记本厂商广泛关注与应用，成为市场上注重能效比的笔记本电脑主流解决方案。当然，从应用角度来看，这样的热切换技术还是不够便利，因为它不能实现“智能自动切换，无需人工干预”，也不能实现异构SLI以有效提升笔记本电脑性能，以及在选择独立显卡时仍难以做到能耗和性能兼顾。

“智”“勇”双全，NVIDIA Optimus自由切换技术

谈到双显卡技术就不得不提双显卡及多显卡技术的另一分支，以N VIDIA SLI、Hybrid SLI技术及AMD的CrossFire、Hybrid CrossFir

eX技术为代表的技术。这类技术的出发点是好的，但从实际的市场反应来看却并不成功。SLI和CrossFire技术可为高端桌面平台提供更出色的性能解决方案，但曲高和寡。要想将这类技术现阶段用于主流笔记本电脑平台并不现实。

为此很多用户都将目光放在了Hybrid SLI技术、Hybrid CrossFi reX技术上。这种混合显卡技术如能在笔记本电脑上的应用，能让笔记本电脑可获得更高的性能。例如由ATI Mobility Radeon HD 3470独显和Mobility Radeon HD 3200集显组成的混合交火系统，在3DMa rk 06测试中，HD3200得分为1400分，HD3470得分为1900分，而混合交火后的得分可达2400分。但从目前的状况来看，由于混合显卡只支持入门级独立显卡(2010年这一状况已经改善，HD5000系列均支持CFX)，并且在笔记本电脑平台上的功耗控制水平还需进一步提升，而高端高性能笔记本电脑平台从功耗控制设计考虑又更情愿一步到位采用中高端独显，让其可应用范畴变窄。事实上两种Hybrid技术无论是NVIDIA的还是AMD的都很好，关键在于Intel只用自己的GP U，迫使NVIDIA和AMD不得不另寻他路，以避开Intel授权和限制，单独和品牌机厂商签署授权。

Optimus技术的基本原理图

于是在CES 2010之前，NVIDIA披露了凌驾于Hybrid SLI之上的笔记本显卡技术“Optimus”，让用户看到了混合显卡技术应用的新曙光。按照NVIDIA的说法：“Optimus技术适用于搭载NVIDIA GPU的笔记本，它对用户是无缝和透明的。它的目的是优化移动体验，让用户获得笔记本独立显卡的高性能，同时仍保持出色的电池续航时间。”“考虑到Intel即将正式发布32nm Arrandale移动处理器，而且突破性地自带了图形核心，因此Optimus极有可能是NVIDIA对此的一种优化技术，能让笔记本用户同时利用处理器集成显卡和NVIDIA独立显卡，从而维持自己在移动领域的市场地位。”