GPU切り替え - 百科事典

### グラフィックコントローラの切り替え
これは、複数のグラフィックコントローラを持つコンピューターで使用されるメカニズムです。このメカニズムは、ユーザーがグラフィックカードの切り替えによってグラフィックパフォーマンスを最大化したり、バッテリーの寿命を延ばしたりすることができます。これは主に、通常、統合グラフィックデバイスとディスクリートのビデオカードを持つゲームノートブックで使用されます。


基本構成
この機能を使用する多くのコンピューターには、以下のカテゴリーに該当する統合グラフィックプロセッサと専用グラフィックカードが含まれています。


= 統合グラフィック =
別名：統合グラフィック、共有グラフィックスソリューション、統合グラフィックプロセッサ（IGP）または統一メモリアーキテクチャ（UMA）。この種類のグラフィックプロセッサは通常、非常に少ないプロセッサユニットがあり、CPUと同じメモリを共有しています。
時には、グラフィックプロセッサがマザーボードに統合されています。これが：ボード上のグラフィックです。ボード上のグラフィックプロセッサを持つマザーボードは、ディスクリートグラフィックカードやグラフィックプロセッサを持つCPUを必要としません。


= 専用グラフィックカード =
別名：ディスクリートグラフィックカード。統合グラフィックとは異なり、専用グラフィックカードはもっと多くのプロセッサユニットがあり、独自のRAMを持ち、より高いメモリ帯域幅があります。
ある場合、専用グラフィックチップがマザーボードに統合されることがあります。例えば、B150-GP104です。グラフィックチップが統合されているとはいえ、それが独自のメモリと統合されているため、それが専用グラフィックカードシステムとして計上されます。


理論
ほとんどのパーソナルコンピューターには、SouthbridgeとNorthbridge構造を使用するマザーボードがあります。


= Northbridgeのコントロール =
Northbridgeは、CPU、GPU、RAM、Southbridge間の通信を処理する主要なロジックチップセットの1つです。ディスクリートグラフィックカードは通常、PCI-Expressなどのグラフィックカードスロットにインストールされます。統合グラフィックは、CPU自体に統合されているか、時折Northbridgeに統合されています。Northbridgeは、GPU間の切り替えの最も責任がある部分です。その動作方法は以下のプロセス（図1の右側を参照）です：

Northbridgeは、内部バスを通じてSouthbridgeから入力を受信します。
Northbridgeは、フロントサイデンバスを通じてCPUにシグナルを送ります。
CPUは、タスクアサインアプリケーション（通常、グラフィックカードドライバ）を実行して、使用するGPUコアを決定します。
CPUは、Northbridgeにコマンドを下ろします。
Northbridgeは、対応するGPUコアにコマンドを下ろします。
GPUコアはコマンドを処理し、レンダリングデータをNorthbridgeに返します。
Northbridgeは、レンダリングデータをSouthbridgeに送信します。


= Southbridgeのコントロール =
Southbridgeは、インテルのI/Oコントローラハブ（ICH）などの集積回路セットです。コンピューターのすべてのI/O機能を処理します、例えば、キーボードからの入力を受信し、データを出力する。その通常の動作方法は以下の2つのステップです：

ユーザー入力を受け入れ、Northbridgeに下ろします。
（オプション）Northbridgeからレンダリングデータを受信し、出力します。
この2番目のステップがオプションである理由は、時にはレンダリングデータがグラフィックカードスロットに配置されたディスクリートグラフィックカードから直接出力されるため、データを出力する必要がないからです。


主な目的
GPU切り替えは、主にグラフィックカード間で切り替えすることでエネルギーを節約するために使用されます。専用グラフィックカードは統合グラフィックよりも多くの電力を消費しますが、より高い3Dパフォーマンスを提供し、より良いゲームやCADエクスペリエンスが必要です。以下は、最も人気のあるCPUの統合グラフィックと専用グラフィックカードのTDPリストです。

専用グラフィックカードは、どちらのプラットフォームでも統合グラフィックよりも高い電力消費を示します。重いグラフィック処理が必要でない場合、それらを無効にすることで、大幅な電力消費の削減が可能です。


テクノロジー


= Nvidia Optimus =
Nvidia Optimus™は、Nvidiaが作成したコンピューターグラフィックカード切り替え技術で、実行中のプログラムに応じて2つのグラフィックカード間で動的に、スムーズに切り替えることができます。


= AMD Enduro =
AMD Enduro™は、AMDが開発した多くの新しい技術を特徴とするコレクティブブランドで、グラフィックカードの潜在的な使用需要を予測し、予測された需要に基づいてグラフィックカード間で切り替えることができます。これは以前、PowerXpressおよびDynamic Switchable Graphics（DSG）として知られていました。この技術は、複雑なシステムを実装し、グラフィックカードの使用需要を予測し、グラフィックカード間で切り替えることができます。この技術は、アイドリング中のディスクリートグラフィックカードにエネルギーを消費させない新しい電力コントロールプランも導入しています。


メーカー


= 統合グラフィック =
パーソナルコンピューターでは、IGP（統合グラフィックプロセッサ）は主にIntelやAMDが製造し、そのCPUに統合されています。これらは一般的に以下の通り呼ばれます：

Intel HDおよびIrisグラフィックス - HDシリーズおよびIrisシリーズとも呼ばれる
AMD Accelerated Processing Unit（APU） - 以前は：フュージョンと呼ばれていた


= 専用グラフィックカード =
最も人気のある専用グラフィックカードは、AMDやNvidiaが製造されています。これらは一般的に以下の通り呼ばれます：

AMD Radeon
Nvidia GeForce


ドライバとOSのサポート
一般的なオペレーティングシステムは、この機能に対する組み込みサポートを持っています。ただし、ユーザーはNvidiaやAMDから更新されたドライバをダウンロードして、より良い体験を得ることができます。


= Windowsのサポート =
Windows 7は、この機能に対する組み込みサポートを持っています。システムは実行中のプログラムに応じて、GPU間で自動的に切り替えます。ただし、ユーザーはデバイスマネージャーやパワーマネージャーを通じて、GPUを手動で切り替えることができます。


= Linuxのサポート =

Linuxシステムでは、バージョン2.6.34以降のLinuxカーネルに「vga_switcheroo」というパッチが追加されました。これは複数のGPUを処理するために追加されました。ここでは、切り替えはX Window Systemの再起動が必要です。
Ubuntu Control Centerは、GUIを通じてvga_switcheroo機能にアクセスすることができます。


= Mac OSのサポート =

Mac OSは、v10.5レオパード以来、この機能に対する組み込みサポートを持っています。OS Xマウンテンリオン以降、AppleはGPUモニタをActivity Monitorに統合しています。


現在の問題
システムの互換性や不安定な電源供給が、ブルースクリーンデスティネーションや他のバグを引き起こす可能性があります
システムが必要な計算リソースを誤って評価した場合、切り替えができません
切り替えが不安定な電圧を引き起こし、フラッシュスクリーンになる可能性があります
メーカー間でドライバが一貫していないため、スムーズな切り替えが難しい


参考資料


外部リンク
AMD公式ウェブサイト
Nvidia公式ウェブサイト
Intel公式ウェブサイト
Notebook Check公式ウェブサイト