Nvidia verbessert Hybrid-Grafik für Notebooks

Es ist eine der grundsätzlichen Fragen beim Notebook-Kauf: Wie viel Laufzeit und Performance benötigt man tatsächlich? Eine lange Laufzeit impliziert ein Gerät mit Chipsatzgrafik, Spieletauglichkeit dagegen eines mit schnellem, aber stromfressendem Grafikchip. Bereits 2008 haben sich die Chipsatz- und Grafikchiphersteller dieses Dilemmas angenommen, doch die so genannte Hybridgrafik, also ein abschaltbarer Grafikchip, der die Bildschirmausgabe zugunsten des Energieverbrauchs an eine integrierte Grafikeinheit übergibt, hatte ihre Tücken: Nutzer mussten manuell umschalten und bis zu 15 Sekunden Bildschirm-Flackern ertragen; die Notebookhersteller mussten teure Multiplexer für die Grafikausgänge einbauen und spezielle Treiber entwickeln.

All diese Nachteile will Nvidia mit seiner nächsten Hybridgrafik-Generation Optimus ausmerzen. Optimus baut auf der Fähigkeit von Windows 7 auf, mehr als einen Grafiktreiber gleichzeitig zu nutzen, und funktioniert deshalb nur unter diesem Betriebssystem. Im Gerätemanager sieht man sowohl die Chipsatzgrafik als auch den zusätzlichen Grafikchip. Der Nvidia-Treiber erkennt automatisch, ob die gerade von Nutzer gestartete Anwendung einen schnellen Grafikchip benötigt und schaltet diesen dann bei Bedarf zu – ohne Nutzer-Interaktion oder Bildschirmflackern.

Der Treiber wertet DX-, DXVA- und CUDA-Funktionsaufrufe aus und gleicht diese mit vordefinierten Profilen ab, ähnlich den SLI-Profilen bei Multi-GPU-Systemen. Die Profile will Nvidia im Hintergrund über ein Online-Update aktualisieren – sehr sinnvoll, denn die Vergangenheit hat gezeigt, dass kaum ein Notebook-Hersteller nach der Auslieferung seiner Geräte noch Treiber-Updates veröffentlicht.

Das flackerfreie Umschalten funktioniert, weil nicht mehr wie bisher die Grafikausgänge elektrisch über Multiplexer umgeschaltet werden müssen; stattdessen sind sie fest mit der integrierten Grafikeinheit verbunden. Ist der zusätzliche 3D-Chip aktiv, so kopiert er sein berechnetes Bild per PCI Express in den Bildspeicher der integrierten Grafik, die sich dann um die tatsächliche Bildausgabe kümmert. PCI Express stellt dafür mehr als ausreichend Bandbreite zur Verfügung. Der reduzierte Verdrahtungs- und Entwicklungsaufwand freut die Notebookhersteller, weshalb es laut Nvidia künftig deutlich mehr Hybrid-Notebooks als bisher geben wird.

Das Kopieren der Bildschirminhalte vom Grafikspeicher der 3D-Chips in den Hauptspeicher – dort liegt der Framebuffer der integrierten Grafikkerne – übernimmt eine spezielle Funktionseinheit des 3D-Chips. Nvidia verspricht, dass es dadurch zu keinen Performance-Einbußen kommt, weil sich die eigentlichen 3D-Rechenwerke so nicht um DMA-Transfers zum Hauptspeicher kümmern müssen.

Optimus funktioniert mit den GeForce-Grafikchips der Serien 200M und 300M und soll Teil aller künftigen Mobilchips – etwa auf Fermi-Basis – sein. Auf der Gegenseite unterstützt Optimus sowohl Intels Core-2-Modelle (inklusive ULV-Varianten) samt Chipsatzgrafik GMA 4500MHD als auch die Core-i3/i5/i7-Doppelkerne mit der darin enthaltenen Grafik Intel HD; Atom-Prozessoren auf Pine-Trail-Basis sollen mit der für März erwarteten zweiten Ion-Generation ebenfalls Optimus-fähig werden. Je nach Leistungsfähigkeit der Plattform soll Optimus den 3D-Chip differenziert zum Leben erwecken: Während er beispielsweise laut Nvidia zur Blu-ray-Wiedergabe auf einem Core-i5-Notebook aus bleibt, wird er auf Core-2- und Atom-Geräten aktiv.

Nvidia denkt darüber nach, Optimus künftig auch für All-In-One-PCs anzubieten. Das wundert wenig, denn das Innenleben solcher Komplettsysteme ist ähnlich proprietär wie das von Notebooks; wegen der beengten Platzverhältnisse kommen zudem häufig Mobilprozessoren und -grafikchips zum Einsatz. Für normale Desktop-Grafikkarten wird es Optimus dagegen nicht geben. (mue)