Supporto di dGPU nei sistemi di standby moderni

Informazioni generali

Le GPU discrete presentano un problema impegnativo per le progettazioni di standby moderne, in quanto mettono a dura prova la piattaforma sia in termini di consumo energetico che di ripresa dalla latenza di sospensione. Si tratta di un compromesso fondamentale rispetto alle prestazioni: se la dGPU mantiene la memoria in VRAM (mantenendo attiva in D0 o abilitando le funzionalità di aggiornamento automatico VRAM in D3), consuma potenza aggiuntiva, un problema in caso di imminenti normative di alimentazione. Tuttavia, se la dGPU entra in uno stato D3 e scarica completamente il contenuto per spegnere la VRAM, il sistema potrebbe subire latenze estese durante la ripresa dalla sospensione, in quanto può richiedere alcuni secondi per ripristinare il contenuto della VRAM dalla memoria principale. Questo compromesso deve essere bilanciato per semplificare l'adozione di Modern Standby per i sistemi con dGPU e offrire la migliore esperienza utente possibile. Questo documento descrive in dettaglio il problema della dGPU e illustra le linee guida per il supporto di dGPU nei sistemi di standby moderni.

Supporto dGPU attuale

Il problema di supportare le dGPU può essere considerato lungo due categorie separate: (1) schede dGPU aggiuntive e (2) dGPU saldate. Il grafico seguente illustra la situazione e le linee guida in questi scenari. Le sezioni rimanenti si espandono sulle informazioni e sui requisiti evidenziati in questa tabella.

Man mano che l'ecosistema funziona per migliorare la potenza e le prestazioni di dGPU: :

dGPU plug-in: dGPU collegate a uno slot PCIe aperto, sia in una configurazione di fabbrica che aggiunte in modo indipendente da un utente finale. Questo vale per qualsiasi sistema con uno slot PCIe aperto in grado di supportare una scheda dGPU aggiuntiva.

I sistemi devono implementare PCI ECN per consentire alla dGPU di entrare nello stato D3cold La dGPU deve essere in grado di immettere D3cold Il supporto per l'aggiornamento automatico nella dGPU è facoltativo. Se supportato, il sistema offre un'esperienza utente migliore fornendo la funzionalità "Instant On", è consigliabile prendere in considerazione le normative per l'alimentazione. La soglia per il sistema operativo che usa la funzionalità di aggiornamento automatico della dGPU è di 300 MB in VRAM Se la dGPU non usa l'aggiornamento automatico (manca il supporto o la funzionalità disabilitata nel driver grafico), il Directed PoFx (DFx) framework di Microsoft forza la dGPU a scendere da D0 dopo 2 minuti di inattività. La VRAM verrà scaricata. I sistemi con dGPU sono esenti dal requisito nei test HLK per una latenza di ripresa di 1 secondo da Modern Standby poiché l'offload di VRAM causa un impatto sulla latenza.

Design soldered-down: copre sia i notebook di fascia alta che quelli all-in-one con un dGPU e sistemi ibridi che usano una GPU integrata e discreta.

La dGPU deve essere in grado di immettere D3cold. Il supporto per l'aggiornamento automatico nella dGPU è consigliato: se supportato, il sistema offre un'esperienza utente migliore offrendo la funzionalità "Instant On", ma il sistema deve essere progettato attentamente per soddisfare le normative di potenza. La soglia per il sistema operativo che usa la funzionalità di aggiornamento automatico della dGPU è di 300 MB in VRAM Se la dGPU non usa l'aggiornamento automatico (manca il supporto o la funzionalità disabilitata nel driver grafico in modalità kernel), il framework Directed PoFx (DFx) di Microsoft forza la dGPU in stato inattivo da D0 dopo 2 minuti di inattività. La VRAM verrà scaricata. I sistemi con dGPU sono esenti dal requisito nei test HLK per una latenza di ripresa di 1 secondo da Modern Standby perché l'offload di VRAM causa un riscontro di latenza.

Essenzialmente, esistono due punti principali per quanto riguarda il supporto di dGPU nelle progettazioni standby moderne:

• I produttori di sistemi devono prima garantire che i propri sistemi soddisfino le normative di alimentazione e quindi ottimizzare per la migliore esperienza utente possibile rispetto al tempo di ripresa dal standby moderno.
• L'ecosistema sta passando alla VRAM di aggiornamento automatico essendo un requisito per mantenere un'esperienza utente ottimale con un consumo di energia dGPU inferiore.
  • È nell'interesse migliore dell'ecosistema investire nel miglioramento del consumo di energia GDDR.

Comportamento Self-Refresh della VRAM dGPU

In questa sezione viene illustrata l'euristica corrente relativa al comportamento di aggiornamento automatico di dGPU: i progettisti di sistema devono tenere conto di questo comportamento e delle prestazioni del sistema, in quanto dipendono dallo scenario, in particolare dipenderà dalla funzionalità di aggiornamento automatico della dGPU e dalla quantità di contenuti attualmente contenuti in VRAM.

A partire da Windows 10, il sistema operativo è intelligente nel prendere la decisione di quando usare l'aggiornamento automatico e quando non usare l'aggiornamento automatico. Se la VRAM è relativamente vuota quando entra in modalità sospensione, viene spenta senza utilizzare l'auto-refresh. In caso contrario, verrà usata la VRAM con aggiornamento automatico. La soglia per questo comportamento è attualmente definita come 300 MB di contenuto in VRAM e potrebbe essere ulteriormente ottimizzata in futuro. La tabella seguente descrive l'euristica di aggiornamento automatico corrente:

	Ingresso in standby moderno con < 300 MB di VRAM in uso	Attivazione dello standby moderno con > 300 MB di VRAM in uso
dGPU con supporto VRAM per l'aggiornamento automatico	VRAM è stato rimosso D3cold con VRAM disattivato	La VRAM viene mantenuta D3cold con VRAM nell'aggiornamento automatico
dGPU senza VRAM con aggiornamento automatico	VRAM è stato rimosso D3cold con VRAM disattivato	La VRAM viene mantenuta dGPU rimane in D0 Il framework Diretto PoFx (DFx) di Microsoft forzerà la GPU discreta in D3cold ed eliminerà la VRAM dopo 2 minuti.

Soluzione scheda grafica aggiuntiva dGPU

Questa sezione descrive i requisiti per il supporto di una scheda dGPU aggiuntiva in una progettazione di un sistema desktop con standby moderno a un livello generale. Per informazioni specifiche sull'implementazione, vedere linee guida per i fornitori di hardware.

Quando si crea un sistema desktop Standby Moderno con supporto per una scheda dGPU aggiuntiva, è necessario includere alcuni requisiti chiave per una soluzione completa. Questi requisiti riguardano la progettazione dGPU, i driver dGPU, la progettazione della scheda madre e l'implementazione del firmware.

Requisito	Descrizione	Risorse
Il BIOS implementa il _DSM specificato nell'ECN PCI collegato	Queste funzioni consentono al driver di dispositivo PCIe di negoziare con la piattaforma per la potenza aux necessaria per la scheda dGPU per supportare l'aggiornamento automatico in D3cold.	_DSM aggiunte per il risparmio energia del dispositivo di runtime
Il SoC può fornire fino a 1A di alimentazione ausiliaria allo slot PCIe	Questo valore viene specificato nell'ECN alla specifica PCI. Il consumo di energia dGPU varia in base alla scheda, quindi il SoC deve essere in grado di fornire la potenza necessaria per supportare l'aggiornamento automatico sulle schede, che varia fino a 1A.	Fare riferimento alle linee guida per l'implementazione del fornitore di hardware
La scheda dGPU supporta l'aggiornamento automatico VRAM e D3cold	La VRAM con aggiornamento automatico consente alla scheda dGPU di immettere D3Cold mantenendo comunque il contenuto della memoria per una breve latenza di ripresa. Questo è essenziale per la promessa di Modern Standby di un'esperienza "Instant On".	Fare riferimento alle linee guida per l'implementazione della finestra di progettazione dGPU