Xem thêm

Gaming-Notebook-Benchmarks: Tận hưởng nhiều FPS hơn trong trò chơi thông qua MUX-Switch

CEO Hùng PV
Bạn đã từng quan tâm đến cách hình ảnh trong máy tính xách tay gaming được truyền tải đến màn hình như thế nào? Điều này đặc biệt quan trọng đối với các chủ sở...

Bạn đã từng quan tâm đến cách hình ảnh trong máy tính xách tay gaming được truyền tải đến màn hình như thế nào? Điều này đặc biệt quan trọng đối với các chủ sở hữu máy tính xách tay gaming. Nếu không để ý đến điều này, có thể dẫn đến việc mất đi sức mạnh của card đồ họa rời mạnh mẽ.

Bài viết này sẽ giải thích tại sao và làm thế nào để ngăn chặn việc này thông qua việc sử dụng công nghệ "MUX-Switch" hoặc Nvidia Advanced Optimus. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về vấn đề này và xem các con số thống kê kèm theo.

Vấn đề của máy tính xách tay gaming

Bức tranh màn hình trong máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay không được nhiều người quan tâm và thường không biết rằng hình ảnh đó được truyền đến màn hình thông qua con đường nào. Nhưng đối với người sở hữu máy tính xách tay gaming, điều này rất quan trọng.

Nếu một card đồ họa rời (dGPU) tính toán hình ảnh và sau đó truyền nó cho chip đồ họa trong CPU (iGPU) để đưa đến màn hình, điều này có thể giảm đi 10, 20, 30 hoặc đến 50% hiệu năng. Tuy nhiên, bạn có thể ngăn chặn điều này trong máy tính xách tay có "MUX-Switch" hoặc Nvidia Advanced Optimus.

Vậy làm thế nào và tại sao điều này lại xảy ra? Bài viết này sẽ cung cấp số liệu và giải thích chi tiết.

Các trường hợp trong máy tính xách tay gaming

Cách hình ảnh được truyền đến màn hình trong máy tính xách tay gaming phụ thuộc vào các trường hợp sau:

1. Máy tính xách tay chỉ có iGPU

Nếu máy tính xách tay chỉ có bộ xử lý đồ họa tích hợp trong chip (iGPU), vấn đề này được giải quyết dễ dàng. Không phân biệt màn hình trong hoặc màn hình ngoài thông qua cáp, hình ảnh luôn được truyền đến màn hình bằng iGPU.

2. Máy tính xách tay có cả iGPU và dGPU mà không có MUX-Switch

Hiện nay, màn hình trong máy tính xách tay thường được kết nối với iGPU. Điều này cho phép dGPU được tắt khi không sử dụng (ví dụ: khi dùng ứng dụng 2D nhẹ), bằng cách sử dụng công nghệ Optimus của Nvidia. Bất kể dGPU hoạt động hay không, hình ảnh vẫn được truyền đến màn hình thông qua iGPU.

Nếu màn hình được kết nối với dGPU, dGPU sẽ luôn hoạt động. Điều này đã xảy ra với các máy tính xách tay gaming từ thời điểm ban đầu và đã làm cho máy tính xách tay này chỉ có thể hoạt động trong vòng một giờ trên màn hình Windows. Các cổng kết nối ngoại vi thường cũng được kết nối với iGPU và không phải là dGPU.

Tuy nhiên, không phải máy tính xách tay dGPU nào cũng có cách tiếp cận như vậy. Có những mẫu máy có màn hình trong được kết nối với iGPU, nhưng các cổng kết nối ngoại vi như HDMI hoặc DisplayPort không được kết nối với iGPU.

Ví dụ về máy không có MUX-Switch: Asus ROG Strix G15 2021

Một ví dụ là Asus ROG Strix G15 năm 2021: Màn hình của nó luôn được kết nối với iGPU và ngay cả cổng USB Type-C cũng được kết nối với dGPU. Vì vậy, nếu bạn muốn truyền hình ảnh trực tiếp từ dGPU, bạn phải sử dụng cổng này với bộ chuyển đổi. Nhược điểm là dGPU luôn hoạt động, ngay cả trên Windows. Điều này tăng tiêu thụ năng lượng và làm giảm thời lượng pin.

Asus ROG Strix G15 2021 không có MUX-Switch, chỉ có USB Typ C được kết nối trực tiếp với dGPU Asus ROG Strix G15 2021 không có MUX-Switch, chỉ có USB Typ C được kết nối trực tiếp với dGPU

Bạn có thể dễ dàng kiểm tra xem màn hình có được kết nối trực tiếp không bằng cách sử dụng 3DMark. Ứng dụng sẽ cảnh báo trên trang bắt đầu của các bài kiểm tra tương ứng nếu hình ảnh không được kết nối trực tiếp. Nếu không có ô màu xanh nhạt, có nghĩa là màn hình được kết nối trực tiếp với card được chọn.

3DMark cảnh báo nếu có sự kết nối không đúng 3DMark cảnh báo nếu có sự kết nối không đúng

Đối với các máy tính xách tay không có MUX-Switch, người dùng không có lựa chọn: màn hình trong được kết nối với iGPU. Nếu có, chỉ có khi kết nối ngoại vi được kết nối trực tiếp với dGPU - và có thông tin hoặc không.

Tuy nhiên, cũng có những hệ thống khác. Chúng cung cấp một công nghệ được gọi là "MUX-Switch", đôi khi nhận biết được bằng tên "Nvidia Advanced Optimus". Và trong trường hợp này, điều gì khác biệt?

3. Máy tính xách tay có cả iGPU, dGPU và MUX-Switch

MUX-Switch là gì?

Một bộ chuyển mạch đa kênh hay MUX (MUX-Switch) có thể chọn một trong nhiều nguồn đầu vào và chuyển nó đến một đầu ra. Điều khiển được thực hiện bằng cách điện tử.

Với MUX-Switch, bạn có thể chọn cả iGPU và dGPU làm nguồn hình ảnh cho màn hình trong máy tính xách tay. Nếu dGPU được chọn, nó không cần phải chuyển hình ảnh thông qua iGPU. Dù dGPU hoạt động liên tục nhưng bạn có quyền lựa chọn và luôn có thể chuyển lại iGPU để tắt dGPU khi không cần thiết.

Tuy nhiên, MUX-Switch không chỉ giới hạn trong việc kết nối màn hình trong, mà cũng có thể bao gồm các cổng kết nối ngoại vi.

Ví dụ về máy có MUX-Switch: Asus ROG Zephyrus G14 2022

Một ví dụ là Asus ROG Zephyrus G14 năm 2022. Trong trạng thái vận hành thông thường ("MSHybrid"), dGPU Radeon RX 6800S truyền hình ảnh thông qua iGPU Radeon 680M đến màn hình. Cổng USB Type-C cũng được kết nối với iGPU. Chỉ cổng HDMI được kết nối trực tiếp với Radeon RX 6800S.

Asus ROG Zephyrus G14 2022 có MUX-Switch Asus ROG Zephyrus G14 2022 có MUX-Switch

Với phần mềm Asus Armoury Crate, người dùng không chỉ có thể tắt dGPU mà còn chuyển từ chế độ "MSHybrid" (tương tự Nvidia Optimus, có nghĩa là kích hoạt/tắt dGPU theo nhu cầu) sang chế độ "Separate GPU". Điều này không chỉ khiến dGPU hoạt động liên tục mà còn kết nối trực tiếp màn hình trong với dGPU. Đường dẫn qua iGPU sẽ không còn cần thiết. Tuy nhiên, HDMI vẫn luôn được kết nối với dGPU, còn USB Type-C vẫn được kết nối với iGPU.

Tất cả các máy tính xách tay ROG của Asus trong năm 2022 đều có MUX-Switch, được điều khiển thông qua Armory Crate Tất cả các máy tính xách tay ROG của Asus trong năm 2022 đều có MUX-Switch, được điều khiển thông qua Armory Crate

Nvidia Advanced Optimus là gì?

Hai năm trước, Nvidia giới thiệu Advanced Optimus, một biến thể của MUX-Switch hoạt động mà không cần khởi động lại. Advanced Optimus bật/tắt dGPU khi cần thiết (giống như Optimus) và tự động chuyển cổng hiển thị sang GPU hoạt động. Điều này đòi hỏi ngoài vi chip phù hợp, cũng cần phần mềm tích hợp sâu và rõ ràng, điều này có vẻ tốn kém hoặc phức tạp để thực hiện: Máy tính xách tay với Nvidia Advanced Optimus vẫn hiếm hơn so với các biến thể MUX-Switch cổ điển.

Nvidia Advanced Optimus cũng có thể được cố định kết nối trong Control Panel Nvidia Advanced Optimus cũng có thể được cố định kết nối trong Control Panel

Một máy tính xách tay hiện đại hỗ trợ Nvidia Advanced Optimus là Alienware X14 với Core i7-12700H và GeForce RTX 3060 Laptop GPU. Nó cũng được bao gồm trong bài kiểm tra.

Tuy nhiên, khi làm việc với hệ thống này, đã được nhận thấy rằng mặc dù nền tảng, firmware và trình điều khiển đều mới nhất, Nvidia Advanced Optimus không đáng tin cậy trong việc chuyển cổng hiển thị sang dGPU khi dGPU khởi động. Chỉ có thể kiểm tra trò chơi một cách đáng tin cậy thông qua kết nối dGPU hoặc iGPU, bằng cách sử dụng cổng HDMI cho dGPU và một cổng USB Type-C hỗ trợ chế độ Alternatice Mode DisplayPort cho iGPU.

Các bài kiểm tra: dGPU/Màn hình so với dGPU/iGPU/Màn hình

Việc không trực tiếp truyền hình ảnh bằng dGPU mà đi qua giao tiếp PCIe đến CPU và qua iGPU của CPU có thể làm mất hiệu năng. Mức độ mất hiệu năng này phụ thuộc vào nền tảng, trò chơi và cài đặt cụ thể, như các bài kiểm tra sau đây sẽ cho thấy. Không có câu trả lời tổng quát cho vấn đề này.

Để bài kiểm tra đầu tiên này, chúng tôi có hai chiếc máy tính xách tay với CPU và GPU di động từ AMD. Asus ROG Strix G15 năm 2021 sử dụng Ryzen 9 5900HX và Radeon RX 6800M, được kết nối với CPU thông qua PCIe 3.0 x8. Asus ROG Zephyrus G14 sử dụng Ryzen 9 6900HS và Radeon RX 6800S, được kết nối với CPU thông qua PCIe 4.0 x8 hoặc iGPU tích hợp trong CPU. Trong ROG Strix G15 không hỗ trợ MUX-Switch, iGPU có thể được bỏ qua bằng cách kết nối màn hình ngoài qua cổng USB Type-C. ROG Zephyrus G14 có MUX-Switch mặc định, cổng HDMI được kết nối trực tiếp với dGPU, nhưng màn hình trong và cổng USB Type-C cũng có thể được kết nối trực tiếp với dGPU theo yêu cầu.

Chúng tôi đã lên kế hoạch cho các bài kiểm tra khác với các nền tảng khác - bao gồm cả Intel 11th Generation Core sử dụng PCIe 3.0 x16 cho dGPU - để cung cấp sự rõ ràng hơn về tác động của việc truyền hình ảnh gián tiếp qua iGPU lên hiệu năng.

Bài kiểm tra tổng hợp

Trong 3DMark Time Spy (Graphics Score), Radeon RX 6800M trên G15 mất 9% hiệu năng do việc truyền hình ảnh qua iGPU, trong khi Radeon RX 6800S trên G14 chỉ mất 2%. 9% là một mức đáng kể - nhưng tại sao một hệ thống khác không mất cùng mức đó?

Một giả thuyết để tìm hiểu thêm trong quá trình nghiên cứu này là sự khác biệt quyết định: Radeon RX 6800M được kết nối với Ryzen 9 5900HX thông qua PCIe 3.0 x8, trong khi Radeon RX 6800S được kết nối với Ryzen 9 6900HS qua PCIe 4.0 x8 - băng thông bus giữa GPU và CPU trên G14 gấp đôi.

Trong Port Royal, sự khác biệt hiệu năng giữa việc kết nối trực tiếp của hiển thị và thông qua iGPU là không đáng kể. Trong Unigine Superposition, không có sự khác biệt.

Bài kiểm tra với độ phân giải FHD và chi tiết cao

Trung bình trên năm trò chơi với độ phân giải FHD và tùy chỉnh chi tiết thấp, sự khác biệt xuất hiện một lần nữa và lần này ảnh hưởng cả đến Radeon RX 6800S: hiệu năng của Radeon RX 6800M giảm 19% trong khi Radeon RX 6800S chỉ giảm 14%.

Sự khác biệt trung bình là đáng kể, không đạt được "từ 5 đến 10%" như thông tin thông thường. Góc nhìn chi tiết tiếp tục cung cấp cái nhìn khác biệt. Trong trường hợp tới cùng, Rainbow Six Siege là ví dụ cực đoan.

Radeon RX 6800M cung cấp tới 98% FPS nhiều hơn trong bài kiểm tra HD đầy đủ với chi tiết cao khi truyền qua iGPU. Và với Radeon RX 6800S, số lượng FPS tăng thêm 52%. Trong trường hợp cả hai đều truyền hình ảnh qua iGPU, chúng gần như bằng nhau theo thông số kỹ thuật, nhưng khi truyền hình ảnh trực tiếp từ dGPU, Radeon RX 6800M vượt trội hơn so với Radeon RX 6800S.

Fortnite cũng cho thấy sự giảm hiệu năng đáng kể trên cả hai máy tính xách tay, lên tới hơn 40% và 30% khi truyền qua iGPU. Trong F1 2021 và Resident Evil Village, sự giảm chỉ khoảng hơn 10%, trong The Witcher 3 là ở mức đơn số.

Khi kích hoạt Raytracing trong F1 2021 và Resident Evil Village, sự khác biệt cũng giảm xuống trong cả hai trò chơi này. Mặc dù Raytracing có thể tăng nhu cầu bộ nhớ và do đó tiềm năng giao tiếp PCIe của GPU với RAM, nhưng tỷ lệ hình ảnh đã được render qua bus cũng giảm.

Bài kiểm tra với độ phân giải WQHD và UHD và chi tiết cao nhất

Các bài kiểm tra khác với độ phân giải WQHD và UHD và các chi tiết tối đa cho thấy sự khác biệt dần nhỏ hơn khi yêu cầu đối với GPU càng cao. Điều này không có gì ngạc nhiên: Miễn là bộ nhớ đồ họa đủ (RX 6800M cung cấp 12 GB, RX 6800S 8 GB), khối lượng trên giao tiếp PCIe không tăng lên do độ phân giải cao hơn, trong khi FPS giảm dẫn đến ít hình ảnh đã được tính toán truyền qua bus từ dGPU đến iGPU.

Kết luận

Truyền hình ảnh trực tiếp từ dGPU hoặc gián tiếp thông qua iGPU - cải quản trị trong máy tính xách tay gaming có những hệ quả gì?

Đối với người dùng không rành về công nghệ (tiềm năng), có thể cho rằng có thể có cả hai cách tiếp cận và có thể dẫn đến sự khác biệt về hiệu năng. Bài viết này hy vọng đã giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này. Có ba trường hợp cần phân biệt.

  1. Máy tính xách tay chỉ có GPU tích hợp trong chip (iGPU) luôn truyền hình ảnh trực tiếp đến màn hình (nội bộ hoặc bên ngoài).
  2. Máy tính xách tay có cả iGPU và dGPU nhanh hơn trong hầu hết các trường hợp sẽ kết nối màn hình trong với iGPU để có thể tắt dGPU khi không sử dụng. Rất nhiều cổng kết nối ngoại vi (trừ HDMI hoặc DisplayPort) cũng được kết nối với iGPU. Có một số ngoại lệ nhưng thông tin không luôn hợp lý và được xác minh với 3DMark. Việc sử dụng màn hình ngoài có thể đảo ngược tình hình.
  3. Máy tính xách tay với MUX-Switch hoặc Nvidia Advanced Optimus cung cấp linh hoạt cao hơn. Trên những mẫu máy này, người dùng có thể chọn dGPU truyền hình ảnh trực tiếp lên (màn hình nội bộ) và cất hết cỡ. Các cổng kết nối ngoại vi thông thường kết nối với iGPU, nhưng có thể chuyển hướng thông qua dGPU thông qua MUX-Switch. Với MUX-Switch truyền thống, cần khởi động lại, trong khi Nvidia Advanced Optimus thực hiện điều này tự động. Asus ROG Zephyrus G14 năm 2022 và tất cả các máy tính xách tay ROG mới cho năm 2022 là ví dụ cho các máy tính xách tay với MUX-Switch.

Nếu bạn chơi trò chơi trên máy tính xách tay và sau đó đem máy tính xách tay của bạn đến lớp học mà không chuyển công tắc trở lại, không ngạc nhiên rằng thời lượng pin bị giảm đáng kể. Một điều khó chịu trong cuộc sống hàng ngày là việc chuyển đổi yêu cầu khởi động lại. Lưu ý rằng việc sử dụng iGPU thay vì dGPU để tính toán hình ảnh không phải là chủ đề của bài viết này. Trong bài viết này, chúng ta quan tâm đến việc dGPU tính toán hình ảnh nhưng bị làm chậm bởi việc sao chép hình ảnh đã được tính toán qua giao tiếp PCIe vào bộ nhớ đệm của iGPU, được iGPU truyền đến màn hình.

Những hiểu biết trong bài viết này không mới, nhưng sự khác biệt hiệu năng được ghi lại vượt ra khỏi những gì được kỳ vọng từ quá khứ. Từ đó có thể suy ra một lời khuyên rõ ràng cho việc đánh giá các máy tính xách tay (-GPU): Các kết quả chỉ có thể được so sánh nếu các nhà đánh giá không chỉ chỉ rõ TGP sử dụng mà còn có thông báo về việc dGPU đã được kết nối với màn hình trong trong các bài kiểm tra. Nếu không, người đọc khi tìm kiếm kết quả hợp lệ nhanh chóng so sánh táo với lê.

Bạn có những trải nghiệm nào với việc truyền hình ảnh trực tiếp hoặc gián tiếp từ dGPU trên máy tính xách tay gaming? Hãy chia sẻ kinh nghiệm của bạn trong phần bình luận.

1