NVIDIA Optimus 是NVIDIA 公司最新開發的雙顯示卡切換技術,它可以實現筆記本電腦中獨立顯示卡與主機板內置顯示卡之間無縫、自動、實時的切換（用戶無需重啟或手動調整），從而實現能源的節約。
基本介紹
- 中文名：NVIDIA Optimus
- 開發公司：NVIDIA 公司
- 類型：雙顯示卡
- 特點：根據系統的負載自動切換
產品簡介,工作原理,詳細介紹,支持平台,相關新聞,
產品簡介
NVIDIA Optimus 是NVIDIA 公司最新開發的雙顯示卡,基於雙顯示卡的智慧型切換技術,能夠根據系統的負載自動切換獨立顯示卡和集成顯示卡的運行。Optimus技術可完全自動地發揮作用，無需手動更改設定值，用戶即可體驗更長的電池續航時間以及驚人的視覺效果。
Optimus能夠在後台運行，對用戶運行的程式沒有任何干擾，可無縫地計算出最大限度最佳化筆記本計算體驗的方式。
Windows XP/Vista並不支持NVIDIA Optimus。也不能禁用集顯。
工作原理
在汽車領域，混合動力車就是全自動切換的，無需駕駛者去思考該用發動機還是電機，省心又節能。同樣地，在處理器領域，英特爾酷睿i5和i7處理器也加入了一項名為“睿頻”的新技術，它可以根據系統當前的負載情況，來決定啟用多核處理器的其中一個核心或幾個執行緒，令它們超頻工作，同時關閉暫時不用的核心，從而減少電力浪費，實現能源利用最大化。這些新技術，歸根結底都可用“智慧型”兩個字來概括。 如今的筆記本，顯示卡的重要性已經和處理器相差無幾，尤其是在3D遊戲、高清電影、專業繪圖等特定套用中，顯示卡往往能發揮出事半功倍的效果。因此，既然處理器都更“睿智”了，顯示卡自然也要有所突破。另外，最新的32納米處理器都融合了集成顯示卡，這就意味著雙顯示卡筆記本電腦將成為今後的常見機型，此時推出更智慧型的切換技術也是迫在眉睫。
採用Optimus技術的筆記本，當系統僅運行一些簡單程式、或是僅對
處理器有較高要求的大型程式時，Optimus路由會僅讓集成顯示卡工作
致，同樣可以達到4~6小時（六芯電池）甚至8~10小時（八芯電池）
。
Optimus與以往顯示卡切換功能的不同之處，就在於路由和拷貝引擎這兩大關鍵技術，其中路由是一個智慧型單元，而異步拷貝引擎則可以將顯存中的數據複製到記憶體中去，同時不影響3D引擎的渲染過程，它們是相互獨立的，因此絲毫不會降低渲染速度。 另外需要補充的是，Optimus路由除了能夠自動識別系統負載之外，還內置了一個資料庫，這個資料庫記載了數量龐大的各類軟體（包括遊戲），當其中某個軟體啟動時，Optimus無需偵測負載即可知道該用哪個顯示卡。而每當用戶連線網路時，這個資料庫還會在後台默默更新，十分人性化。
詳細介紹
第二代SwitchableGraphics儘管已變得實用，但仍然不受到用戶注意，尤其是非專業用家的一般使用者，更是不願意付出更多的錢購買自已可能無法駕馭的技術，因此NVIDIA決定研發更智慧型、更先進的GPU省電技術，並命名為NVIDIAOptimus技術。
有別僅用硬體單純地透過切換顯示輸出線路，選擇在IGP或是GPU工作，而是以驅動程式層面把把需處理的所有3D渲染工作，交由GPU作出運算處理，但最終圖像輸出至螢幕的仍是IntelIGP處理器。因此IGP的只是被當作一個簡單的顯示控制器，但卻因此達成了無縫，無閃爍的經驗，沒有必要重新啟動，情況就如當年3DFX加速卡把3D工作完成，並以2D顯示卡作顯示輸出一樣。
NVIDIAOptimus技術原理圖，透過PCI-E把3D渲染結果傳至IGP
NVIDIAOptimus技術不再需要額外的MUX線路，IGP/GPU實時切換的架構成本大幅下降，僅在高負載的3D程式及需要CUDA運算時，GPU才會從完全斷電的睡眠狀態自動醒過來，並在完成工作後自動關掉，一般使用下不會感到它的存在，而不太重負載的工作則會交由IntelIGP負責，令Notebook達至省電與高效能兼備的效果。
Optimus架構，NVIDIA軟體工程師製作了由數10萬行序程所達成，完全符合MicrosoftAPI及不同顯示標準API的介面，以協定IntelIGP與NVIDIAGPU之間的分工，透過PCI-E的雙向設計，把運算及3D渲染結果傳送至IntelIGP，並沒有採用了非業界標準的序程，因此NVIDIAOptimus技術可以完美地融合於現有的繪圖軟體及CUDA軟體。
新的NVIDIAOptimus技術中，由於IGP和GPU是同是並存，兩者將負責不同的工作，與昔日採用硬體切換並獨立運作的原理並不相同，因為GPU必需要把完成的3D渲染資料傳送給IGP作顯示輸出，因此除了在GPU本地的Framebuffer需要存放顯示的資料外，同時亦會把顯示的資料抄送至系統記憶體給IGP作畫面輸出，這是一個非常浪費資源的動作，因此NVIDIA在GPU中入了全新的資料複製引擎，稱為「OptimusCopyEngine」。
沒有OptimusCopyEngine的話，GPU如果要把3D渲染的結果傳給IGP顯示，是需要把資訊複製給系統記憶體，讓IGP讀取並輸出至顯示屏，這是一個DirectMemoryAccess機制中的mem2mem寫入指令，但此舉有一個重大的缺憾，就是GPU需要等Framebuffer和系統記憶體完成同步化讀寫後，才有空讀取Framebuffer的資源進行下一幀畫面的渲染，導致GPU效能大幅下降。
解決此一問題讓Optimus技術得以實踐，NVIDIA在新一代40nm的GT200M家族及未來的GPU架構中，入了OptimusCopyEngine，它代替了顯示核心內的記憶體控制器，負責把GPUFramebuffer的資源直接拷貝至系統記憶體體，讓GPU內的記憶體控制器可以專用負責3D渲染運算，不需要管mem2mem寫入動作。
而且OptimusCopyEngine支持雙向PCI-E傳輸技術，容許3D引擎在讀取系統記憶體的同時，亦可更新系統記憶體內的資料，這個非同步的DMA運作模式令資訊傳送更有效率並令Optimus技術不會令效能出現下降，是個十分聰明的設計。
支持平台
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在2010年4月，新的MacBook Pro在配搭GeForce 330M顯示卡的情況下，可以支持Automatic Graphics Switching技術。該技術與Optimus相似，但有一些區別。與PC平台相似，上一代的MacBook Pro已經有顯示卡切換技術，但需要用家自行切換。由於新的MacBook Pro使用了Intel Core i5/Intel Core i7處理器，已集成了顯示核心，顯示卡切換技術因而變得重要。Mac OS X作業系統會自行判斷程式對顯示性能的負載程度。若果系統檢測到軟體使用了OpenGL等API的時候，就會使用獨立顯示卡。與Windows平台不同，在使用獨立顯示核心的時候，集成顯示核心是可以被關閉的。
