小y彪悍动力 NVIDIA显卡智能切换来揭秘

产品：Y460N-IFI（白） 联想 笔记本电脑

深度解析OPTIMUS智能切换技术

    年纪稍大的父母已经习惯了驾驶手动挡的汽车，而年轻的子女却一贯觉得自动档的车驾驶起来永远都如此方便。聪明的汽车制造商将这两者合二为一，推出了手自动档一体的汽车，当然这也更好的满足了整个家庭中每个用户的不同需求。当然，NVIDIA在笔记本领域也同样推出了双显卡智能切换的技术，同时还具备着另外两大“独门绝技”来助力。

·深度解析OPTIMUS智能切换技术

    可以说“彪悍的小y 你懂的”这句口号已经将联想ideapad Y460笔记本的个性彰显的淋漓尽致了，时尚的第二代城市烙印、传统中国式的留白、经典的橙色腰线、高触感的键盘、JBL专业级的音箱等等，这些在外观上的每个细节处设计都流露出了彪悍的一面。而同时在硬件配置方面，联想ideapad Y460N不仅同样采用英特尔智能芯处理器，同时还将显卡进行了全面升级，另外这款全新的独立显卡还具备了3大个性特征。而这3项特征分别是NVIDIA OPTIMUS智能切换技术、CUDA计算处理技术和PhysX物理加速引擎。

“彪悍的小y 你懂的”——联想ideapad Y460N笔记本

    在今年NVIDIA公司就最新发布了OPTIMUS技术，实现了显卡自动切换的功能。这项技术与英特尔新处理器的睿频有些类似，它会根据图形显示应用的需求，通过自己独立的异步拷贝引擎来判定使用集显还是独显，同时这个引擎会与时俱进，随时保持着自动更新以满足新出的程序和应用。此外，这种技术在显卡相互切换的瞬间，显示屏并不会出现黑屏的现象。而联想ideapad Y460N就是首批采用NVIDIA GeForce 400M系列显卡，以及使用这项技术的笔记本。关于这项技术更多的详情，请阅读评测编辑的《智能显卡切换 NVIDIA OPTIMUS全解析》文章。

集显工作时，独显完全关闭，节省电力

独显工作时，集显只负责显示，不负责渲染

    通过上面的图片，我们可以看出拥有Optimus技术的笔记本，在系统单纯的运行一些日常办公的小程序时，独立显卡是完全关闭的。相反，在系统运行大型3D图形的程序、播放高清视频，以及涉及到GPU加速和NVIDIA的特有运算能力时，Optimus路由便会启用NVIDIA独立显卡，让独显来负责所有的渲染工作，然后再将渲染结果通过一部拷贝引擎提交给集显，最后由集显来完成输出。

Optimus的两个关键技术：路由和拷贝引擎

    所以说路由和拷贝引擎是Optimus最关键的核心技术。这里值得一提的是，笔记本所有的输出都是依靠集显来完成的，再通过Optimus路由和异步引擎的作用，所以在显卡切换的过程中，显示屏才不会出现黑屏的现象。另外在Optimus技术会与未来新的程序保持与时俱进的更新步调，所以这项技术还是非常实用的。

拥有NVIDIA OPTIMUS技术的联想ideapad Y460N笔记本

GPU-Z信息

Entry模式下3DMark Vantage测试成绩为11027分

    联想ideapad Y460N所配备的NVIDIA GeForce GT 425M就是一款面向市场的主流级独立显卡，同时就具备了OPTIMUS智能切换显卡技术。同时，这款主流级显卡基于40nm工艺制作，拥有96个流处理器，显存类型为DDR3，显存位宽为128bit，显存容量为1024MB，并且支持DirectX 11规范、PureVideo HD、CUDA、PhysX、HybridPower、PCI-E 2.0、PowerMizer 8.0、HDMI、DisplayPort、HDCP等技术。而通过3DMark Vantage在Entry模式下的测试成绩来看，这款显卡（GPU）的性能得分也非常强悍，能够流畅的运行目前绝大多数3D游戏。另外，这款显卡所支持的CUDA和PhysX技术也提升了联想ideapad Y460的实用性和游戏性。

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OPTIMUS智能切换的实际应用

·OPTIMUS智能切换的实际应用

    也许前文中关于NVIDIA OPTIMUS（优驰）的技术原理介绍的太过繁琐，让部分朋友总感觉到有些模凌两可，不过这个没有很大的关系，毕竟大家购买联想ideapad Y460N笔记本是拿来使用的，所以我们也直接拿出了在生活中的实例来给大家证明这项技术的优势。提到实际应用，这里值得一提的是NVIDIA GeForce 400M系列的显卡对Internet Explorer 9等新一代GPU加速的浏览器也进行了优化，能够突破我们进行网页体验的极限。

NVIDIA OPTIMUS（优驰）智能显卡切换技术

玩简单小游戏时，集显足以胜任，因此独显仍关闭

播放普通视频用集显，高清则用独显（和播放器也有关系）

　　首先我们在使用联想ideapad Y460N进行一些对图形渲染要求不高的应用中（比如运行办公软件、简单小游戏、普通分辨率的电影等等），由于用独显和集显的效果几乎没有任何区别，所以此时仅有集显在工作，独显则处完全关闭状态——如上图所示，小窗口里的NVIDIA GPU状态为OFF。

启动大型3D游戏时，独立显卡自动开始工作

        而当我们运行大型3D游戏、播放高清视频和使用NVIDIA CUDA等运算技术时，此时联想ideapad Y460N内部的Optimus路由便会启用NVIDIA独立显卡，让独显来负责所有的渲染工作，然后再将渲染结果通过一部拷贝引擎提交给集显，最后由集显来完成输出。此时如上图所示，小窗口里的NVIDIA GPU状态为NO。另外，因为负责输入的一直都是集显，所以在显卡智能快速切换的过程中，小y的屏幕不会出现瞬间黑屏的现象。

Optimus可在高续航和高性能间自由选择

　　相信大家通过观看上面小窗口内NVIDIA GPU的状态，对Optimus技术在实际应用中的表现也有着更加直观的认识，当然这项技术除了非常智能化外，也能让我们更加合理化的使用笔记本电池的续航能力，特别当我们外出办公或应用时，这种优势就更加明显了。而上面这张图片也只是想说明Optimus技术可令一款笔记本要么实现高续航、要么实现高性能，用户无需购买两台笔记本。并不是说二者能同时实现，这在目前来看是极为困难的。总的来说，采用了NVIDIA Optimus技术的联想ideapad Y460N能够让我们在高性能和长续航之间找到一种平衡。

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揭秘NVIDIA CUDA计算处理技术

·揭秘NVIDIA CUDA计算处理技术

    而NVIDIA全新的GeForce 400M系列的显卡同时还具有CUDA和PhysX这两大特殊的技术。其中CUDA（Compute Unified Device Architecture）是一种全新的、用于开拓GPU运算性能的软件架构。它内含标准的FFT和BLAS(稀疏矩阵)数据库、一个NVIDIA GPU和一个独立运行驱动。该驱动可与OpenGL和Microsoft、DirectX以及NVIDIA驱动进行相互操作。目前Linux和Microsoft Windows XP操作系统均支持CUDA 技术。

    另外，这个架构可以使用GPU来解决商业、工业以及科学方面的复杂计算问题。跟以往的GPGPU概念不同的是，CUDA是一个完整的解决方案，包含了API、C编译器等，能够利用显卡核心的片内L1 Cache共享数据，使数据不必经过内存-显存的反复传输，shader之间甚至可以互相通信。对数据的存储也不再约束于以往GPGPU的纹理方式，存取更加灵活，可以充分利用stream out特性。以上几点都将大大提高GPGPU应用的效率。

    在CUDA的实际应用中，我们使用了目前两款比较流行的视频转换软件Badaboom和MediaCoder来分别进行测试。Badaboom是一个民用级别的视频编码软件产品，可以方便的将视频文件压缩为iPhone(手机上网)、iPod nano、PS3、PSP以及XBOX360等设备所能够播放的视频规格，而它也是世界上第一款由显卡进行编码的视频转换软件。

Badaboom软件主界面

视频文件转换中

    另外，我们还使用了MediaCoder软件来进行音频/视频批量转码测试。在视频方面，它使用MEncoder作为后端，充分发挥了MEncoder所提供的丰富特性；在音频方面，它使用MPlayer和Winamp的输入插件和作为解码器，结合各种不同的编码器，能够在不同的音频格式间进行转换，并自动添加标签（tagging），此外还能够将视频文件的音轨转换成独立的音频文件（如VOB->MP3），并可以使用各种音频过滤器（如resample、normalize等）。

MediaCoder将大小为166MB的高清视频短片进行音频/视频的转码

    在软件的使用中，我们发现Badaboom这款软件在NVIDIA平台中使用时能够支持NVIDIA的CUDA技术，所以能够通过使用GPU庞大的计算单元来实现大规模多线程的并行计算加速，从而将原本令人无法忍耐的编码时间大大缩短。这对于喜欢玩手机、MP3、MP4等数码产品的朋友们来说，配备NVIDIA显卡的联想ideapad Y460N更佳适合自己的需求。另外，NVIDIA还在大部分日常应用的软件/3D游戏中还进行了相关的优化，特别是该显卡所支持PhysX物理加速引擎的技术，也大幅度提升了联想小y在游戏方面的表现能力。

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感受PhysX物理加速引擎的力量

·感受PhysX物理加速引擎的力量

    PhysX物理加速引擎技术其实就是令虚拟世界中的物体运动符合真实世界的物理定律，以使游戏更加富有真实感，同时也是目前支持平台最多的物理加速引擎。而NVIDIA PhysX通过重新编写程序，在NVIDIA GPU中的线程调度器将承担原来PPU中“控制引擎”的工作，即负责具体任务的指派工作。流处理器将承担原来PPU中“矢量处理引擎”的工作，即负责物理计算。在物理计算完成后，由DME来负责输出。而后，GPU再通过硬件抽象层实现布料模拟、毛发模拟、碰撞侦测、流体力学等物理技术。总体来说，就是利用CUDA，将PhysX引擎中的计算指令，翻译给GPU，让GPU去计算。这样做是因为GPU具有优秀的浮点计算能力和并行处理能力。

NVIDIA GeForce PhsyX物理加速引擎技术

    简单的从游戏方面来说，通过NVIDIA PhysX物理加速引擎，使GPU能分担CPU的工作，可以进一步的解放CPU的性能，从而来提高游戏的执行效率，同时也让我们能体验到最为真实自然的服装、毛发、烟雾、爆炸等画面。另外，我们也试玩了大型3D游戏来让大家更加直观的了解NVIDIA PhysX物理加速引擎的表现实力。

    《蝙蝠侠：阿卡姆疯人院》这款3D动作类游戏加入了对NVIDIA PhysX物理引擎的支持，当然对这个技术的支持也是这款游戏的一大亮点。在游戏中PhysX物理引擎提供了更真实的尘埃粒子、雾气、玻璃破碎等效果，让本来已经相当逼真的游戏画面质量再提升一个档次。当然在显卡不被PhysX物理引擎所支持时，如果游戏内强制开启物理效果，这样全部物理效果需要通过CPU来运算。不过只要CPU性能强劲，游戏依然能够流畅运行，但支持PhysX物理引擎的显卡会拥有更好的表现能力。

ACT 动作游戏《蝙蝠侠：阿卡姆疯人院》

    游戏设置方面，我们设置为1366×768的分辨率，没有开启抗锯齿功能，以及保持着游戏默认的特效设置，不过在“NVIDIA控制面板”中首先关闭PhysX物理加速引擎（驱动）进行了测试，然后再开启PhysX又进行测试。另外，游戏中PhysX物理选项提供了最高、中等和关闭三个级别，依照GT 425M显卡的性能，我们仅将PhysX物理开到中等的程度。

未开启PhysX 《蝙蝠侠：阿卡姆疯人院》游戏中的画面 帧数为24FPS

    在驱动中关闭PhysX引擎后，游戏内的PhysX依旧开启，经过游戏的DEMO测试后，其中最小帧数为4FPS，最大帧数为24FPS，平均帧数为13FPS，此时游戏内的PhysX会占用显卡大量的资源，所以导致显卡无法正常流畅运行游戏。而当我们在驱动中开启PhysX引擎后，游戏效果就明显不一样了，此时部分图像的渲染和运算会分担给CPU来工作，这样就提高了游戏的执行效率。

开启PhysX时 《蝙蝠侠：阿卡姆疯人院》游戏中的画面 帧数为60FPS

    在驱动中开启PhysX引擎后，游戏的最小帧数为20FPS，最大帧数为52FPS，平均帧数为36FPS，当然这些表示联想ideapad Y460N能够流畅的运行这款游戏，其中在开启PhysX引擎后游戏的平均帧数提升了将近64％，而同时得益于DirectX 11的规范和PhysX物理加速引擎的技术，我们可以看到游戏里布条横幅、烟雾弥漫、碎屑乱飞等诸多效果。我们可以在充满立体浓雾的昏暗走廊中探索前行，这些浓雾可以随着蝙蝠侠的动作而运动，蜘蛛网在蝙蝠侠穿过它时能够支离破碎。另外，在试玩时的打斗场面中则令人眼花缭乱，蝙蝠侠每放倒一个小兵，都会在地上扬起纸片、汽水罐以及垃圾等物。

小结：

    NVIDIA OPTIMUS智能切换技术不仅让我们的电脑更加智能化，同时也能够更加合理的使用笔记本电池的续航时间，特别是当我们外出时这种优势就更加明显了。而CUDA 计算处理技术对于喜欢玩手机、MP3、MP4等数码产品的朋友们来说，利用GPU庞大的计算单元来实现大规模多线程的并行计算加速，从而将视频转换时间大幅度的缩短了。

    另外，PhysX物理加速引擎除了能让我们获得更加真实生动的游戏画面外，还将部分图像的渲染和运算会分担给CPU来工作，并发挥了处理器更大的性能，以及提高游戏的执行效率和流畅的体验感。总的来说，配备NVIDIA最新GeForce 425M独立显卡的联想ideapad Y460N无论是在日常的办公应用，还是畅游大型3D游戏时都能给我们提供彪悍的性能表现。

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