Nvidia vylepšuje Max-Q: Dynamic Boost, Advanced Optimus a nová GPU pro notebooky

5

Intel dnes vydává oficiálně 45W procesory Intel Core 10. generace (kódově označené Comet Lake-H), určené mimo jiné pro herní notebooky. Současně tento týden vyšly také první modely s procesory AMD Ryzen 4000H/HS. Nvidia má pro tuto novou generaci výkonných laptopů své vlastní novinky na úrovni grafických karet, kterými budou vybavené. Grafiky GeForce GTX a GeForce RTX v nich dostanou několik docela důležitých hardwarových i softwarových novinek, které Nvidia teď uvádí jako novou generaci svých technologií „Max-Q“; a současně s tím vycházejí také nové modely mobilních grafik. V tomto článku obojí probereme.

 

Předchozí
Následující

Pět novinek pro zvýšení efektivity herních notebooků

Nvidia tuto novou generaci Max-Q prezentuje jako soubor pěti technologií, které v souhrnu mají za úkol co nejvíce zvýšit energetickou efektivitu notebooku. V mobilní oblasti platí nejvíce ze všech, že úspora spotřeby je klíčem k vyššímu výkonu. Úspory energie získané těmito zlepšováky chce totiž Nvidia použít k tomu, aby se získaná energie mohla přidělit grafické kartě GeForce, která tak bude moci vyšší elektrický příkon přeměnit ve vyšší takty a tím vyšší grafický výkon. Paradoxně se zde nebavíme o zefektivnění samotného čipu GPU, ale o ušetření energie pro GPU jinde.

Celkově údajně má být efektivita různými cestami zvýšena tak, že spolu s pokroky GPU Turing mohou být až 2× efektivnější v poměru výkonu a spotřeby proti prvním Max-Q notebookům s grafikami generace Pascal z roku 2017. Jde o kombinaci vyššího výkonu a úspornosti ještě například s DLSS a bude to samozřejmě hodně záležet na konkrétním srovnání, takže toto číslo samozřejmě je třeba brát opatrně.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 08
Pět složek nové generace technologie Max-Q pro herní notebooky s kartami GeForce RTX

1. Dynamic Boost

Celkem Nvidia představuje pět zlepšení. První se jmenuje Dynamic Boost. Tento zlepšovák je přesně o tom, co bylo výše zmíněno, tedy že se Nvidia snaží uspořit energii v ostatních částech notebooku, aby se mohla spotřebovat v GPU. Dynamic Boost za tímto účelem implementuje sdílení TDP (čili energetického přídělu, ať již na straně příkonu, nebo na straně chlazení) mezi grafikou a procesorem. Tedy přesně to, co AMD na CES oznámilo pro grafiky Radeon a procesory Ryzeny jako AMD SmartShift. Na grafikách GeForce bude tedy dostupný ekvivalent.

Dynamic Boost propojuje grafické ovladače s firmwarem notebooku (zde asi byla nutná i kooperace jejich výrobců a dost možná i výrobců CPU). Grafický ovladač vyhodnocuje v reálném čase telemetrii hry (podle Nvidie při každém snímku), zda potřebuje v daném okamžiku spíše vyšší výkon GPU, nebo spíše vyšší výkon CPU. Podle toho se pak dynamicky mění limity spotřeby pro každou komponentu. Nvidia to charakterizovala na modelovém případu, kdy laptop má 35W CPU a 80W GPU. Bez technologií Dynamic Boost (nebo SmartShift) komponenty tyto limity nemohly překročit a spotřeba se u nich řídila nezávisle.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 09
Modelová situace: GPU má svoje 80W TDP a CPU má odděleně 35W TDP, normálně je obojí je vymáháno samostatně

S touto technologií se ale kombinace CPU a samostatné grafiky chová jako APU. Pokud například procesor nespotřebovává celých 35 W, může se zbytek nakrmit GPU. A zároveň je možné přímo procesor přiškrtit a omezit ho třeba na 20 W – to právě dělá ono vyhodnocování v ovladačích, které může detekovat, že hra není limitovaná procesorem. V takovém případě zbylých 15 W dostane grafika a může využít 95 W. Toto přirozeně funguje nejlépe tehdy, pokud mají obě části chlazení propojené pomocí heatpipe.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 10
Dynamic Boost umožňuje sdílení TDP mezi CPU a GPU, grafika může zvýšit svou spotřebu a výkon na úkor CPU (a zřejmě i vice versa)

Ve výsledku se takto může zmírnit bottleneck hry procesorem nebo GPU a výkon může dost stoupnout. Nvidia uvádí, že zlepšení může být v některých případech až o 10 %, typicky okolo 4–6 %. Toto je mimochodem myslím podobné jako přínos, který zhruba nadhazovalo AMD u své analogie během CES 2020.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 11
Dynamic Boost má zvyšovat výkon o 4-10 %

Tato technologie bude fungovat kompletně automaticky a má ji podporovat řada laptopů. Nebude však dostupná pro jakýkoliv stroj s grafikou GeForce – pro zapnutí je potřeba mít upravený firmware, aby bylo možné sdílení TDP a přesuny přídělů energie komunikovat. Proto také tuto funkci nedostanou starší notebooky zpětně aktualizací ovladačů. Dobrá zpráva ale je, že to má fungovat jak s procesorem Intel Core, tak s AMD Ryzenem – první laptopy na trhu s touto funkcí ale mají být s procesory Intel. Na straně GPU jsou pak podporovaná GPU Turing.

2. Efektivnější VRM

Druhé zlepšení se netýká přímo grafických karet GeForce, ale celých notebooků. Nvidia údajně spolupracovala s výrobci notebooků nebo jim předepisovala, aby pro grafiky používali co nejnovější/nejpokročilejší MOSFETy (regulátory napětí), aby byla co nejnižší energetická ztráta na VRM pro grafiku. Je to opět proto, že uspořená energie a teplo se dají přidělit grafice pro zvýšení taktů (a tím výkonu). Toto striktně vzato není vázáno na karty GeForce, stejné regulátory se dají použít pro jiné procesory/GPU. Použité komponenty nebudou zdá se striktně jednoho typu nebo od jedné značky, vyhovujících moderních VRM modulů je zřejmě vícero.

3. Grafické paměti se sníženým napětím

Třetí složka v receptu je trošku podobná. Nvidia do notebooků prosazuje paměti GDDR6 se sníženým napětím. Nevíme přesně, jak je toto napětí sníženo a zde je o něco přímo v rámci standardu GDDR6, nebo jde o specialitu Nvidie či dokonce o podvoltování. Nvidia uvádí, že na dodávkách a vývoji této nízkonapěťové GDDR6 spolupracovala s výrobci pamětí, takže je možné, že takovéto čipy budou pro její grafiky exkluzivní (ovšem pokud bude toto zapracováno do standardu, pak to tak nemusí být, nebo alespoň ne navždy – toto není jasné).

Každopádně cíle je opět stejný – ušetřit energii. V pamětech se spálí i desítky wattů a pokud se snížením napětí paměti zúsporní, může to vydělat několik wattů navíc, které se opět dají přidělit grafice. Spolu s předchozími zlepšeními může GPU v notebooku nakonec konzumovat o dost více energie, než kolik by mělo bez nich (třeba v předchozí generaci notebooků), takže poběží na vyšších taktech a bude mít i vyšší výkon.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 07
Max-Q dokáže s novými grafikami GeForce RTX dostat z notebooků mnohem vyšší FPS

4. Advanced Optimus

Čtvrtá složka nové formy Max-Q je už o něčem trochu jiném a ne přímo o energetické efektivitě při hraní. Jde o vylepšení existující technologie přepínání grafik Optimus, kdy samostatné (a na elektřinu náročné) GPU se spouští jen pro hry a většinu času počítač používá integrovanou grafiku. Toto ale mělo jednu slabinu, která přišla s adaptivním obnovováním, které s technologií Optimus není vůbec kompatibilní (toto jsem popravdě ani nevěděl). Optimus totiž potřebuje, aby LCD notebooku bylo připojeno na výstup integrovaného GPU. Samostatná grafika posílá snímky to paměti integrované grafiky, která je pak zobrazí. G-Sync by ale zase potřebovalo, aby LCD bylo napojené na výstup karty GeForce, jinak nefunguje.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 12
Advanced Optimus díyk fyzickému přepínači obrazu na desce dokáže použít úsporné přepínání grafik a zároveň G-Sync ve hrách. Dosud to spolu nebylo kompatibilní

Novinka Advanced Optimus překonává toto omezení a dovoluje, aby bylo ve hrách možné používat na interním LCD adaptivní obnovování G-Sync i zároveň používat přepínání na integrované GPU. Je to uděláno tak, že v noteboocích bude speciální přepínač obrazového signálu (jde o separátní čip, který údajně vyvinuli výrobci elektronik pro LCD na základě podnětu od Nvidie). Tento přepínač bude zapojen na výstup jak integrovaného, tak samostatného GPU a podle potřeby bude posílat do LCD signál buď iGPU, nebo karty GeForce. Vedlejší produkt by měl být, že se sníží latence při zobrazení, protože se nepůjde oklikou přes iGPU.

Toto by snad také mělo fungovat nejen na noteboocích s procesorem Intel, ale i na mobilní platformě AMD (s integrovanou v APU Ryzenech). Nicméně jako první to má být opět dostupné v notebooku s procesorem Intel – půjde o Lenovo Legion 7. Později mají přibýt další například od Clevo, MSI, Aceru (a nejspíš i dalších).

5. DLSS

Poslední složka je už trošku jiného druhu. Nvidia přidala pod hlavičku Max-Q také upscaling DLSS, jenž má čerstvě venku svou novou vylepšenou verzi DLSS 2.0. Idea je taková, že můžete použít DLSS a tím si zvýšit snímkovou frekvence při stejné spotřebě. Což nominálně dává vyšší energetickou efektivitu.

Nvidia Max Q 2020 notebooky s GeForce RTX prezentace 14
Zvýšení FPS skrze vykreslování s nižším rozlišením a upscalingem DLSS také Nvidia započítává jako prostředek Max-Q ke zvýšení efektivity (nebo alespoň snímkové frekvence při určité spotřebě) v herních noteboocích

Protože ale kvalita obrazu není ekvivalentní a GPU odvádí jinou/menší práci (dalo by se to připodobnit prostému snížení detailů ve hře nebo snížení rozlišení), je toto asi lepší nechat stranou a úplně to do zvyšování energetické efektivity to nepočítat. Ovšem jako trik ke zvýšení snímkové frekvence při hraní na laptopu (zejména když je to na akumulátor) to samozřejmě relevantní je.

Článek pokračuje na další straně informacemi o nově uvedených kartách GeForce RTX a GTX.

Galerie: Nové technologie Nvidia Max-Q pro herní notebooky s GeForce RTX (2020)

Předchozí
Následující

5 KOMENTÁŘE

  1. Sedia dve grafické karty na pive. Rozoberajú politickú situáciu, tade hlavne koronavírus a dnešný futbalový zápas.
    nVidia karta sa pýta AMD karty – počuj, to čo za smiešny výkon ste zase predvádzali, však sme vás znova natrepali 11:0 ?
    AMD karta odpovedá – no skús rýchlo utekať, keď ti za hru 3x padnú trenky…

    • Díky za upozornění, na to jsem si vzpomněl až ex post a dopisoval to tam narychlo.
      Jde prostě o tom, že těmi speciálními VRM moduly se nemíní konkrétní typ/značka, je asi víc možných možností.