Compatibilidad con dGPU en sistemas en espera modernos

Información general

Las GPU discretas presentan un problema desafiante para los diseños Modern Standby, ya que ejercen presión sobre la plataforma tanto por el consumo de energía como por la latencia de los procesos de recuperación desde estado suspendido. Es una concesión fundamental entre la potencia y el rendimiento: si la dGPU mantiene su memoria en VRAM (ya sea permaneciendo activa en D0 o habilitando las capacidades de auto-refresco de VRAM en D3), entonces consume energía adicional, lo cual representa un problema ante las próximas regulaciones de energía. Sin embargo, si dGPU entra en un estado D3 y descarga completamente su contenido para apagar VRAM, el sistema podría sufrir latencias extendidas al reanudarse desde el sueño, ya que puede tardar varios segundos en restaurar el contenido de VRAM desde la memoria principal. Esta compensación debe equilibrarse para facilitar la adopción de Modern Standby para sistemas con dGPUs y proporcionar la mejor experiencia de usuario posible. Este documento tiene como objetivo explicar el problema de dGPU en detalle y la guía de esquema para admitir dGPU en sistemas modernos en espera.

Compatibilidad actual con dGPU

El problema de admitir dGPU puede considerarse a lo largo de dos categorías independientes: (1) tarjetas dGPU de complemento y (2) soldada en dGPU. En el gráfico siguiente se describen la situación y las instrucciones en estos escenarios. Las secciones restantes se expanden sobre la información y los requisitos resaltados en esta tabla.

A medida que el ecosistema trabaja para mejorar la potencia y el rendimiento de dGPU: :

DGPUs enchufables: dGPUs que se conectan a una ranura PCIe abierta, ya sea en una configuración de fábrica o añadidas de forma independiente por un usuario final. Esto se aplica a cualquier sistema con una ranura PCIe abierta capaz de admitir una tarjeta dGPU de complemento.

Los sistemas deben implementar el índice de exceso de permisos de ECN para permitir que dGPU entre en su estado D3cold La dGPU debe ser capaz de escribir D3cold La compatibilidad con la actualización automática en dGPU es opcional; si se admite, el sistema proporciona una mejor experiencia de usuario al proporcionar la funcionalidad "Instantánea activada", se deben tener en cuenta las regulaciones de energía. El umbral del sistema operativo que usa la funcionalidad de actualización automática de dGPU es de 300 MB en VRAM Si la dGPU no utiliza la actualización automática (carece de soporte o la función está deshabilitada en el controlador de gráficos), el marco Directed PoFx (DFx) de Microsoft forzará a la dGPU a bajar de D0 después de 2 minutos de inactividad; la VRAM se descargará Los sistemas con dGPUs están exentos del requisito de las pruebas de HLK para una latencia de reanudación de 1 segundo del modo de espera moderno, ya que la descarga de VRAM provoca un acierto de latencia

Diseños soldados: esto cubre tanto los cuadernos de gama alta como el envío todo en uno con una dGPU y sistemas híbridos que usan una GPU integrada y discreta.

La dGPU debe ser capaz de escribir D3cold. Se recomienda la compatibilidad con el auto-refresco en la dGPU; si se admite, el sistema ofrece una mejor experiencia de usuario al proporcionar la funcionalidad de "Encendido Instantáneo". Sin embargo, el sistema debe diseñarse cuidadosamente para cumplir con las normativas de energía. El umbral del sistema operativo que usa la funcionalidad de actualización automática de dGPU es de 300 MB en VRAM Si la dGPU no utiliza la actualización automática (carece de soporte o la función está deshabilitada en el controlador de gráficos del modo kernel), el marco Directed PoFx (DFx) de Microsoft forzará a la dGPU a bajar de D0 después de 2 minutos de inactividad; la VRAM se descargará Los sistemas con dGPUs están exentos del requisito de las pruebas de HLK de tener una latencia de reanudación de 1 segundo desde Modern Standby, ya que la descarga de VRAM provoca un impacto en la latencia.

Básicamente, hay un par de puntos principales relacionados con la compatibilidad con dGPU en diseños modernos en espera:

• Los fabricantes de sistemas deben asegurarse primero de que sus sistemas cumplan las regulaciones de energía y, a continuación, optimizar para la mejor experiencia de usuario posible con respecto al tiempo de reanudación del modo de espera moderno.
• El ecosistema está avanzando hacia el VRAM de actualización automática siendo un requisito para mantener una excelente experiencia de usuario con un menor consumo de energía dGPU.
  • Conviene al ecosistema invertir en la mejora del consumo de energía GDDR.

Comportamiento del VRAM de la dGPU Self-Refresh

En esta sección se describe la heurística actual en torno al comportamiento de actualización automática de dGPU: los diseñadores del sistema deben tener esto en cuenta al evaluar su comportamiento y rendimiento del sistema, ya que dependerán del escenario, en concreto, dependerá de la funcionalidad de actualización automática de dGPU y de la cantidad de contenido que se mantiene actualmente en VRAM.

A partir de Windows 10, el sistema operativo es inteligente acerca de tomar la decisión de cuándo usar la actualización automática y cuándo no usar la actualización automática. Si el VRAM está relativamente vacío al entrar en suspensión, se apagará sin usar la actualización automática. De lo contrario, se usará VRAM de actualización automática. El umbral de este comportamiento se define actualmente como 300 MB de contenido en VRAM y puede optimizarse aún más en el futuro. En la tabla siguiente se describen las heurísticas de actualización automática actuales:

	Entrar en espera moderna con <= 300 MB de VRAM en uso	Entrando en modo de espera moderno con > 300 MB de VRAM en uso
dGPU con compatibilidad con VRAM de actualización automática	VRAM se expulsa D3cold con VRAM desactivado	VRAM se conserva D3cold con VRAM en la actualización automática
dGPU sin VRAM de actualización automática	VRAM se expulsa D3cold con VRAM desactivado	VRAM se conserva dGPU permanece en D0 La plataforma PoFx dirigida de Microsoft (DFx) forzará a la dGPU a entrar en D3cold y expulsará VRAM después de 2 minutos.

Solución de tarjeta dGPU de complemento

En esta sección se describen los requisitos de admitir una tarjeta dGPU de complemento en un diseño moderno de sistema de escritorio en espera en un nivel alto. Para obtener información específica de la implementación, consulte la guía del proveedor de hardware.

Al compilar un sistema de escritorio moderno en espera con compatibilidad con una tarjeta dGPU de complemento, hay algunos requisitos clave que deben incluirse para una solución completa. Estos requisitos abarcan el diseño dGPU, los controladores dGPU, el diseño de la placa base y la implementación del firmware.

Requisito	Descripción	Recursos
El BIOS implementa el _DSM especificado en el ECN de PCI asociado	Estas funciones permiten que el controlador de dispositivo PCIe negocie con la plataforma para la potencia auxiliar necesaria para que la tarjeta dGPU admita la actualización automática en D3cold.	_DSM adiciones para la administración de energía de dispositivos en tiempo de ejecución
El SoC puede proporcionar hasta 1A de potencia auxiliar a la ranura PCIe	Esto se especifica en el ECN para la especificación PCI. El consumo de energía dGPU varía según la tarjeta, por lo que el SoC debe ser capaz de proporcionar la potencia necesaria para admitir la actualización automática en tarjetas, que varía hasta 1A.	Consulte la guía de implementación del proveedor de hardware.
La tarjeta dGPU admite la actualización automática de VRAM y D3cold	VRAM de actualización automática permite que la tarjeta dGPU escriba D3Cold mientras mantiene su contenido de memoria para una latencia de reanudación corta. Esto es esencial para la promesa de espera moderna de una experiencia "Instantánea en".	Consulte la guía de implementación del diseñador dGPU