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モダン スタンバイ システムでの dGPU のサポート

概要

Discrete GPU は、電力消費とスリープ待機からの再開の両方の点でプラットフォームに負担をかけるため、モダン スタンバイ設計において困難な問題を発生させます。 これは、基本的な電力対パフォーマンスのトレードオフです。dGPUがメモリをVRAMに保持する場合 (D0でアクティブなままにするか、D3でVRAMセルフリフレッシュ機能を有効にすることによって) 、追加の電力を消費します。これは、今後の電力規制に直面する問題です。 ただし、dGPU が D3 状態に入り、その内容を完全にオフロードして VRAM の電源をオフにした場合、システムがスリープ解除する際に待機時間が長くなる可能性があります。これにより、メイン メモリから VRAM コンテンツを復元するのに数秒かかる可能性があります。 dGP を使用するシステムに対するモダン スタンバイの導入を容易にし、可能な限り最適なユーザー エクスペリエンスを提供するには、このトレードオフのバランスを取る必要があります。 このドキュメントでは、dGPU の問題について詳しく説明し、モダン スタンバイ システムで dGP をサポートするためのガイダンスを概説します。

現在の dGPU のサポート

dGPUのサポートの問題は、 (1) アドインdGPUカードと (2) ハンダ付けdGPUの2つの異なるカテゴリに沿って考えることができます。 次のグラフは、このシナリオに関する状況とガイダンスを概説しています。 以降のセクションでは、この表で強調表示されている情報と要件について説明します。

エコシステムが dGPU 電力&パフォーマンスの向上に向けて機能する場合: :

}プラグイン dGPU: 出荷構成で提供されたか、エンド ユーザーが独自に追加した、使用されていない PCIe スロットに接続されている dGP です。 これは、アドイン dGPU カードをサポートできるオープン PCIe スロットを持つ任意のシステムに適用されます。

  • システムは、dGPU が D3cold 状態になることを許可するために、次のとおり PCI ECN を実装する必要があります
  • dGPU は D3cold を入力できる必要があります。
  • dGPUでのセルフリフレッシュのサポートはオプションです。サポートされている場合、システムは 「インスタントオン」 機能を提供することでユーザーエクスペリエンスを向上させますが、電力規制を考慮する必要があります。
  • dGPUのセルフリフレッシュ機能を使用するOSのしきい値はVRAMで300 MB
  • dGPUがセルフリフレッシュを使用していない場合 (グラフィックスドライバーでサポートされていない、または機能が無効になっている場合) 、MicrosoftのDirected PoFx (DFx) フレームワークは、アイドル状態の2分後にdGPUをD0から強制的にダウンさせます。VRAMはオフロードされます
  • DGP を採用したシステムは、VRAM をオフロードすると遅延が発生するため、モダン スタンバイからの 1 秒の再開待機時間の HLK テストの要件から除外されます

統合型の設計: これは、統合 GPU と個別の GPU の両方を使用する dGPU とハイブリッド システムで出荷される、上位クラスのノートブックまたはオールインワンの両方を対象にしています。

  • dGPU は D3cold を入力できる必要があります。
  • dGPUでのセルフリフレッシュのサポートは推奨されます。サポートされている場合、システムは 「インスタントオン」 機能を提供することでユーザーエクスペリエンスを向上させますが、電力規制を満たすようにシステムを慎重に設計する必要があります。
  • dGPUのセルフリフレッシュ機能を使用するOSのしきい値はVRAMで300 MB
  • IdGPUがセルフリフレッシュを使用していない場合 (カーネルモードのグラフィックスドライバーでサポートされていない、または機能が無効になっている場合) 、MicrosoftのDirected PoFx (DFx) フレームワークは、アイドル状態の2分後にdGPUをD0から強制的にダウンさせます。VRAMはオフロードされます
  • DGP を採用したシステムは、VRAM をオフロードすると遅延が発生するため、モダン スタンバイからの 1 秒の再開待機時間の HLK テストの要件から除外されます。

基本的に、モダン スタンバイ設計の dGPU のサポートに関しては、主なポイントが次の 2 点あります。

  • システムの製造元は、まずシステムが電力規制を満たした後、モダン スタンバイからの再開時間に関して、可能な限りの優れたユーザー エクスペリエンスの実現に向けて最適化する必要があります。
  • 現在のエコシステムは、dGPU の消費電力量を抑えて優れたユーザー エクスペリエンスを維持するための要件であるセルフ更新 VRAM に移行しています。
    • GDDR電力消費の改善に投資することは、エコシステムにとって最善の利益になります。

dGPU VRAM のセルフ更新動作

このセクションでは、dGPUのセルフリフレッシュ動作に関する現在のヒューリスティックについて説明します。システム設計者は、システムの動作とパフォーマンスを評価するときにこれを考慮する必要があります。これらはシナリオに依存します。具体的には、dGPUのセルフリフレッシュ機能とVRAMに現在保持されているコンテンツの量に依存します。

Windows 10 以降、オペレーティング システムでは、セルフ更新を使用する場合と、セルフ更新を使用しない場合がスマートに決定されています。 スリープ状態となる際に VRAM に比較的余裕がある場合、セルフ更新を使用せずに電源がオフになります。 それ以外の場合は、セルフ更新 VRAM が使用されます。 この動作のしきい値は現在、VRAM では 300 MB のコンテンツとして定義されており、今後さらに最適化される可能性があります。 次の表は、現在のセルフ更新のヒューリスティックについて説明しています。

<= 300 MB の VRAM を使用してモダン スタンバイ状態になります 300 MB 以上の VRAM を使用してモダン スタンバイ状態になります

dGPU とセルフ更新 VRAM のサポート

  • VRAM が取り出されます
  • VRAM がオフの D3cold
  • VRAM は保持されます
  • VRAM を使用したD3cold がセルフ更新

セルフ更新 VRAM なしの dGPU

  • VRAM が取り出されます
  • VRAM がオフの D3cold
  • VRAM は保持されます
  • dGPU は D0 のまま
  • MicrosoftのDirected PoFx (DFx) フレームワークは、2分後にdGPUをD3coldに強制的に移行し、VRAMを削除します

アドインの dGPU カード ソリューション

このセクションでは、モダン スタンバイの デスクトップ システム設計でアドインの dGPU カードを高レベルでサポートするための要件について説明します。 実装の詳細については、ハードウェア ベンダーのガイダンスを参照してください。

アドイン dGPU カードをサポートするモダン スタンバイ デスクトップ システムを構築する場合、いくつかの重要な要件を完全なソリューションに含める必要があります。 これらの要件は、dGPU 設計、dGPU ドライバー、マザーボード設計、ファームウェアの実装におよびます。

要件 説明 リソース

BIOSは、接続された PCIECN で指定された _DSM を実装します

これらの機能により、PCIe デバイス ドライバーは、dGPU カードが D3cold でのセルフ更新をサポートするために必要となる補助電源についてプラットフォームとネゴシエートできます。

ランタイム デバイスの電力管理に向けた _DSM の追加

SoC は、PCIe スロットに最大 1A の補助電源を提供できます

これは PCI 仕様に対して ECN で指定されます。dGPU の電力消費量はカードによって異なるため、SoC は、カードのセルフ更新をサポートするために必要となる最大 1A までのさまざまな電力供給能力がある必要があります。

ハードウェアベンダーの実装ガイダンスを参照してください

dGPU カードでは、セルフ更新 VRAM と D3cold がサポートされます

セルフ更新 VRAM を使用すると、dGPU カードは D3Cold となり、メモリの内容は短い再開までの待機中に維持されます。 これは、 「インスタントオン」 エクスペリエンスの最新のスタンバイの約束に不可欠です。

dGPUデザイナーの実装ガイダンスを参照してください