معجزه گرافیک ترکیبی جدید ویرچو

فناوری جدید مجازی سازی و پیکربندی گرافیک ترکیبی

گرافیک‌های تعبیه‌شده تاکنون به دلیل کمبود کارایی، از سوی کاربرهای حرفه‌ای با اقبال چندانی مواجه نشده است.

اما با پا به میدان گذاشتن پردازنده‌های سندی بریج اینتل (Intel Sandy Bridge) و پس از آن آیوی بریج‌ها (Ivy Bridge) با آن ریزمعماری مخصوص‌شان، ورق کاملا برگشت.

سندی بریج‌ها با موتورهای پردازشی گرافیکی اینتل HD ۲۰۰۰/۳۰۰۰ کلاس دایرکت ایکس ۱۰ که چندان پیشرفته هم نیست، چنگی به دل نمی‌زند. کارایی آنها فقط می‌تواند پاسخگوی نیازهای کاربران سطح متوسط رایانه‌های PC باشد.

در مورد آیوی بریج‌ها این وضع تا حدی بهبود یافته و به هسته (Core) گرافیکی قدرتمندتری که دارای واحدهای اجرایی اضافی بوده و DX۱۱ را پشتیبانی می‌کند، مجهز شده‌اند. در حالی‌که گرافیک تعبیه‌شده درون پردازنده اینتل HD ۳۰۰۰ سندی بریج قادر به ارائه ۱۲EUs است. موتور پردازش گرافیکی HD ۴۰۰۰ آیوی بریج از ۱۶EUs بهره می‌برد. اما شاید مهم‌ترین ویژگی سندی و آیوی بریج‌ها را باید قابلیت همگام‌سازی سریع (Quick Sync) آنها دانست. همگام‌سازی سریع یک ویژگی موتور اختصاصی به رمز درآوردن‌‌/‌‌ رمزگشایی (encoding/decoding) ویدئو است که می‌تواند وظایف video-encoding‌ را بسرعت انجام دهد.

مشکل اینجاست که Quick Sync به عنوان جزئی از بخش واحد پردازشگر گرافیکی (GPU) پردازنده‌های سندی و آیوی بریج بوده و هنگامی‌که کارت‌های گرافیک اختصاصی مستقل متصل بوده و همزمان با آن صفحه نمایشی به گرافیک تعبیه‌شده پردازنده متصل نباشد، این ویژگی قابل دسترس نیست. محروم‌شدن از همگام‌سازی سریع اینتل یا کارت‌های گرافیک اختصاصی مستقل، هیچ‌یک برای کاربران خوشایند نیست.

راه‌حل مؤثر این مشکل هنگامی قابل دسترس شد که شرکت LucidLogix دست به معرفی ویرچو (Virtu) زد. این محصول GPU را به صورت مجازی در سیستم‌ها بازسازی کرده (virtualize) و پیکربندی گرافیک ترکیبی (hybrid) را فعال می‌سازد. به واسطه ویرچو کاربران هنگام اجرای بازی‌های رایانه‌ای (gaming) می‌توانند همچنان‌که از مزایای GPU اختصاصی مستقل بهره می‌برند، هنوز از اهرم قدرت یک GPU تعبیه‌شده نیز برای صرفه‌جویی انرژی مصرفی یا Quick Sync، برخوردار باشند. بهترین بخش Virtu این است که توسط تعداد زیادی از مادربوردها پشتیبانی می‌شود.

‌● فناوری ویرچو

اگرچه فناوری دست‌اندرکار در ویرچو از پیچیدگی زیادی برخوردار است، اما توصیف و فهم آن چندان دشوار نیست.

ویرچو از سر تا پا یک راه‌حل نرم‌افزاری است. در بعد برنامه‌نویسی نیز از یک‌سری کدهای بایوس (BIOS) تشکیل شده است و در سطح سخت‌افزار نیاز به انجام هیچ ارتقایی ندارد. این فناوری نیازمند به دام‌اندازی‌های خاص بایوس با حضور هر دو گرافیک‌های اختصاصی مستقل (dGPU) و تعبیه شده در پردازنده (iGPU) در یک سیستم است، اما همه موضوع به اینجا ختم نمی‌شود.

هنگامی که Virtu را در یک سیستم نصب می‌کنیم، ضرورتا واحدهای پردازشگر گرافیکی موجود را مجازی سازی می‌کند. در واقع ویرچو نام اختصاری شده همان اصطلاح GPU Virtualization است.

لایه انتزاعی چند گرافیکی (Multi-GPU Abstraction Layer)‌‌ همراه ویرچو بین سیستم‌عامل (OS) و گرداننده‌ها (drivers) نصب شده، لایه انتزاعی بین DirectX API که از بازی‌ها و برنامه‌های نرم‌افزاری کاربردی فراخوانده شده، است. در این نقطه زمانی، OpenGL و WebGL مورد پشتیبانی قرار نمی‌گیرند. هنگامی که فراخوانی مجزا می‌شود، مدیریت وظیفه رندر ویرچو (Virtu Rendering Assignment Manager) پس از تحلیل تصمیم می‌گیرد رفت و آمد متعاقب وظیفه بین iGPU و dGPU بر پایه نمایش برجسته برنامه کاربردی از پیش تعیین‌شده، چگونه صورت پذیرد.

این موضوع شامل صدها بازی رایانه‌ای و ابزارهای چند رسانه‌ای می‌شود. ویرچو می‌تواند در دو مدل: ‌I-Mode و ‌d-Mode پیکربندی شود. در حالت ‌I-Mode مشخص می‌شود کدام صفحه نمایش به موتور گرافیکی تعبیه شده خروجی (output) صفحه نمایش متصل شود. در حالی‌که ‌d-Mode به معنای صفحه نمایش متصل شده به GPU اختصاصی مستقل است. هنگامی که کار به صورت کامل انجام می‌گیرد، خروجی تصویر (عموما یک فریم رندر شده) در بافر قاب تصویر (frame buffer) مناسب GPU کپی شده؛ جایی که به صفحه نمایش خروجی داده می‌شود.

همچنین هنگامی که در حالت ‌i-mode عمل می‌کند، خروجی تصویری dGPU در حافظه بافر فریم کپی می‌شود که درست برعکس حالت ‌‌d-Mode است. هم‌اکنون سه نگارش از ویرچوی LucidLogix برای کاربرهای حرفه‌ای قابل دسترس است: ویرچوی سبز (Virtu Green)، ویرچوی عمومی (Virtu universal) و ویرچوی MVP. عملکرد هر سه نگارش به روشی مشابه صورت می‌گیرد، اما هر یک ویژگی‌های متفاوتی دارد. ویرچوی سبز نگارش پایه است و فقط روی پلتفرم اینتل کار می‌کند.

ویرچوی نگارش عمومی که روی هر دو پلتفرم AMD و اینتل عمل کرده و علاوه بر آن از پشتیبانی فناوری Lucid Virtu V-Sycn‌ برخوردار است. دست آخر Virtu MVP که همه قابلیت‌ها و تطبیق‌پذیری‌های نگارش عمومی را داشته، اما افزون بر آن از پشتیبانی فناوری HyperFormance لوسید نیز بهره می‌برد.

درباره این دو فناوری اخیر این تصور اشتباه که در بهبود کارایی بازی موثر است، وجود دارد. اما در واقع تنها بر کیفیت تصویر و افزایش پاسخگویی ورودی (input) تاثیر داشته و زمانی مفید است که نرخ قاب تصویر (frame rate) از نسبت تازه‌سازی (refresh rate) صفحه نمایش فراتر برود.

‌‌● نکات درخور توجه سخت‌افزاری ویرچو

غیر از داشتن مادربورد تطبیق پذیر و استفاده از گرافیک اختصاصی مستقل و GPU تعبیه شده پردازنده، هیچ نکته خاص سخت‌افزاری دیگری که در مورد ویرچو مورد توجه قرار گیرد، مطرح نیست. این تنها راه‌حلی نرم‌افزاری است. ویرچو از چیپ‌ست‌های پردازنده‌های فوق‌العاده پیشرفته کلاس حرفه‌ای مانند آنهایی که برای سندی بریج E یا بولدوزر (AMD Bulldozer) طراحی شده‌اند، به دلیل فقدان گرافیک روی قطعه کوچک سیلیکونی سازنده پردازنده (on-die graphics) پشتیبانی نمی‌کند.

شرکت LucidLogix در تلاش است تولیدکنندگان مادربوردها، ویرچو را در همه مادربوردهای اصلی خود و عموما در آنهایی که بر اساس سندی بریج و آیوی بریج هستند، بگنجانند.

با این حال ویرچو با چیپ ست‌های واحدهای شتاب داده شده پردازشی (APU) سری A شرکت AMD نیز قابل انطباق است. ویرچو از پیکربندی چند گرافیک مستقل SLI و CrossFire پشتیبانی نکرده و تنها با گرافیک اختصاصی تکی کار می‌کند، اما قابلیت انطباق با خروجی‌های صفحه نمایش DVI، DisplayPort و HDMI را دارد.

‌‌● جمع‌بندی

گرافیک‌های هیبرید مقوله جدیدی نبوده و شرکت‌های Nvidia و AMD هر دو گرافیک‌های قابل سوئیچ‌شدن را پیشتر عرضه کرده‌اند.

فناوری اپتیموس (Optimus) انویدیا بر اساس قدرت گرافیکی مورد نیاز برنامه کاربردی خود بین گرافیک اختصاصی و GPU تعبیه شده کلید می‌زند. اما فناوری‌های آنها روی رایانه‌های قابل حملی چون لپ‌تاپ‌ها و اولترابوک‌ها (Ultrabook) کاربرد دارد.

با این‌که هر دو از نظر تئوری روی پلتفرم رایانه‌های دسکتاپ نیز می‌توانند قابل اجرا باشند، اما هنوز به جز ویرچو فناوری قابل اتکای دیگری به منظور گرافیک‌های قابل سوئیچ‌شدن برای رایانه‌های PC ارائه نشده است.

منابع:

http: //www.behardware.com

http: //www.engadget.com

http:‌‌/‌‌‌‌/‌‌www.lucidlogix.com

جواد ودودزاده