Мультиплексор и коммутатор, в чем разница

Обновлено: 21.11.2024

Чтобы понять, что делает переключатель MUX, нужно сначала понять, как работает Optimus.

Что такое Оптимус?

Большинство игровых ноутбуков имеют два графических процессора: встроенный графический процессор (iGPU), который является частью процессора, например Intel или AMD, и дискретный графический процессор (dGPU), например, Nvidia RTX 3060.

DGPU более мощный, поэтому потребляет больше энергии. Это не идеально для портативного устройства, где важно время автономной работы. Вместо того, чтобы постоянно использовать мощную графику, когда она не нужна, вместо нее используется интегрированная графика с меньшим энергопотреблением. dGPU все еще там и готов к вызову, если он понадобится.

Когда вы открываете игру или другую рабочую нагрузку, требующую интенсивного использования графического процессора, система достаточно умна, чтобы выполнять эту рабочую нагрузку на более мощном графическом процессоре dGPU. Это Оптимус за работой, также известный как MSHybrid.

Узкое место Оптимуса

При запуске игры кадры могут генерироваться на dGPU, но они сначала отправляются через iGPU, прежде чем попадают на экран. Это означает, что во многих сценариях iGPU фактически является узким местом, поэтому возможность отключения Optimus приводит к повышению производительности в играх.

Я сравнил 9 игр с включенным и выключенным Оптимусом, но в среднем в этих 9 играх отключение Оптимуса давало прирост FPS на 17%. Это также относится к максимальным уровням настроек, более низкие уровни настроек обычно дают еще больший прирост.

Lenovo Legion 7: Optimus Off работает на 16,7 % быстрее, чем On

Однако это зависит от рабочей нагрузки. В играх с более высокой частотой кадров, таких как киберспортивные игры, производительность, как правило, увеличивается, когда iGPU не используется. Рабочие нагрузки рендеринга, такие как V-Ray или Blender, не видят почти никакой разницы, поскольку задача в основном полностью переносится на dGPU для обработки, а не кадры отправляются обратно через iGPU, как в случае с играми.

Что такое переключатель MUX?

Переключатель MUX (сокращение от Multiplexer, часто неправильно пишется как «mucks» или «muc») позволяет вручную включать или отключать встроенную графику. Это достигается за счет физического изменения соединения между графическим процессором и экраном. Таким образом, для отключения Optimus требуется, чтобы ноутбук имел физическую аппаратную поддержку этой функции, это не то, что вы можете обновить самостоятельно. Вы не можете просто отключить встроенную графику через диспетчер устройств в Windows, это не меняет физического подключения графического процессора и экрана.

После включения или отключения Optimus в программном обеспечении Windows требуется перезагрузка, чтобы изменения вступили в силу. Это немного неудобно, если вы часто меняетесь, но если вы все равно постоянно играете на стене, то имеет смысл оставить Optimus отключенным.

Если Optimus отключен, встроенная графика больше недоступна. Они больше не отображаются в диспетчере задач, вместо этого доступна только дискретная графика. Теперь это больше похоже на обычный настольный ПК, где экран напрямую подключен к мощному графическому процессору. Игровая производительность теперь должна быть улучшена, как показано выше, но если вам нужно работать от батареи, время работы будет меньше.

Срок службы батареи – Optimus включен и выключен

В этом примере Оптимус работал почти в два раза дольше, чем Оптимус выключен.

Переключатель MUX открывает дополнительные функции

Кроме того, теперь можно будет использовать дополнительные функции. С включенным Optimus Nvidia ShadowPlay может работать только в играх для захвата экрана. Чтобы использовать ShadowPlay вне игр с другим программным обеспечением или только с рабочим столом Windows, требуется прямое соединение между экраном и графическим процессором Nvidia — это означает, что Optimus отключен. Отключение Optimus также необходимо для использования G-Sync на ноутбуках с панелями, совместимыми с G-Sync.

Есть ли на моем игровом ноутбуке переключатель MUX?

Переключатель MUX предпочтительнее, если это премиум-функция

Без переключателя MUX ваш игровой ноутбук либо застрял с включенным или отключенным Optimus, и вы не можете его изменить.

За последний год игровые ноутбуки с переключателем MUX определенно стали более распространенными по сравнению с прошлым или позапрошлым годом.

К сожалению, на многих высококлассных игровых ноутбуках его нет. ASUS, в частности, сообщила мне, что они не включили его в модели среднего класса, такие как Strix G15 Advantage Edition, поскольку это увеличило бы стоимость, но они также не включили его в более дорогой Zephyrus M16.

Лично я считаю, что выбор пользователя лучше.Если вам нужна максимальная игровая производительность во время запуска игры, вы можете это сделать, если вам нужно максимальное время автономной работы в школе или в офисе. Недостатком, конечно, является неудобная перезагрузка, но это может скоро уйти в прошлое.

Усовершенствованный Оптимус — панацея?

Идея Advanced Optimus от Nvidia заключается в автоматическом переключении MUX, поэтому нет необходимости перезагружаться для переключения между iGPU и dGPU. В основном, когда вы используете свой ноутбук только для работы в Интернете, будет использоваться встроенная графика, но затем, когда вы загружаете игру, она переключается на графику Nvidia только для полной производительности.

Очевидно, что это намного предпочтительнее, чем перезагружать ноутбук вручную каждый раз, когда вы хотите переключиться между ними, особенно если у вас есть Dell G15 5515, так как вам нужно войти в BIOS, чтобы внести изменения, нет программного фронта. конечный вариант!

Хотя в теории Advanced Optimus звучит великолепно, на практике у меня лично никогда не было возможности использовать его, несмотря на то, что он, по-видимому, уже некоторое время доступен. Это как бы говорит мне как обозревателю ноутбуков, что он может быть еще не готов к прайм-тайму.

Конечно, прямо сейчас продаются ноутбуки с этой функцией, но я слышал от ряда крупных компаний, что им пришлось отложить выпуск Advanced Optimus. Мне не объяснили, почему, но у меня сложилось впечатление, что это ошибки или другие проблемы с реализацией.

У меня нет переключателя MUX, могу ли я обойти Optimus?

Нет переключателя MUX? Без проблем! Вы по-прежнему можете повысить игровую производительность, подключив к ноутбуку внешний монитор. До тех пор, пока выход дисплея подключается напрямую к дискретной графике, а не к интегрированной графике Intel или AMD. Дополнительные сведения по этой теме см. в этом видео.

Посмотрите это видео, чтобы узнать, как различать коммутаторы и мультиплексоры, разницу между идеальными и неидеальными коммутаторами и как распознавать конфигурации и каналы.

Дополнительная информация

1 Введение в коммутаторы и мультиплексоры (2)

Посмотрите этот исчерпывающий учебный план, состоящий из коротких обучающих видеороликов, посвященных основам аналоговых коммутаторов и мультиплексоров.

03:34

1.1 Что такое коммутаторы и мультиплексоры?

05:54

1.2 Какие существуют распространенные архитектуры коммутаторов?

2 Особенности и параметры (15)

04:53

2.1 Являются ли коммутаторы и мультиплексоры двунаправленными?

10:27

2.2 Равномерность сопротивления и емкость во включенном состоянии

10:39

2.3 Ток утечки и инжекция заряда

12:56

2.4 Полоса пропускания, перекрестные помехи, развязка и THD+шум

03:43

2.5 Что такое временные характеристики?

05:15

2.6 Выходные/входные логические уровни (VOH, VOL, VIH, VIL)

06:03

2.7 Что такое поддержка логики 1,8 В?

10:04

2.8 Понимание S-параметров высокоскоростных мультиплексоров

04:21

2.9 Упрощение последовательности включения питания с защитой от отключения питания

03:36

2.10 Что такое защита от перенапряжения?

02:28

2.11 Что такое отказоустойчивая логика?

05:14

2.12 Предотвращение перекрестных помех с помощью контроля тока ввода

01:28

2.13 Что такое иммунитет к блокировке?

03:34

2.14 Могу ли я оставить неиспользуемые контакты плавающими?

18:08

2.15 Электрическое перенапряжение

3 варианта использования коммутаторов и мультиплексоров (5)

Расширьте свои знания об общих функциях и параметрах коммутаторов и мультиплексоров, изучив распространенные варианты использования приложений.

07:50

3.1 Как выбрать правильный сигнальный переключатель для приложения I2C

05:10

3.2 Распространенные варианты использования мультиплексоров с приложениями, специфичными для I2C

07:04

3.3 Как выбрать правильный сигнальный переключатель для приложений SPI

06:28

3.4 Как правильно выбрать переключатель для приложений UART

07:33

3.5 Начало работы с мультиплексированием MIPI

Похожие курсы и мероприятия

04:21

Упростите последовательность включения питания с помощью защиты от отключения питания

05:54

Каковы распространенные архитектуры коммутаторов?

02:28

Что такое отказоустойчивая логика?

18:08

Электрическое перенапряжение

05:10

Распространенные варианты использования мультиплексоров с приложениями, специфичными для I2C

TI — глобальная компания по разработке и производству полупроводников. Внедряйте инновации с более чем 100 000 аналоговых ИС и встроенных процессоров, а также программным обеспечением, инструментами и крупнейшим в отрасли персоналом по продажам и поддержке.

© Copyright 1995-2018 Texas Instruments Incorporated. Все права защищены.

Несколько клиентов спрашивали нас, подходит ли USB-концентратор или USB-переключатель. Между этими двумя классами устройств существуют важные и отличительные различия как в архитектурном, так и в функциональном отношении. Во многих случаях оба устройства можно использовать в одной системе, чтобы дополнять друг друга для достижения требуемой функциональности системы.

В этом сообщении блога мы рассмотрим функциональные и архитектурные различия между USB-концентраторами и USB-переключателями на конкретном примере устройств с поддержкой CarPlay.

USB-концентраторы

Концентратор USB — это устройство 1:N, которое использует одно восходящее USB-соединение, а затем совместно использует его одновременно с несколькими (N) нисходящими устройствами. На рис. 1 ниже показан простой пример концентратора.

Рисунок 1. Простая схема USB-концентратора 1:4

Лучше всего использовать концентратор, когда вам нужен одновременный доступ к нескольким подключенным устройствам (рис. 2). Несколько устройств, подключенных к концентратору, доступны одновременно, но совместно используют пропускную способность одного восходящего соединения (рис. 3).

Рис. 2. Хост USB может одновременно обращаться к устройствам A, B, C и D

Рисунок 3. Устройства нисходящего потока используют общую пропускную способность восходящего потока

Концентраторы — более сложные устройства, чем коммутаторы, с точки зрения обработки данных. Поскольку USB-концентратор должен одновременно распознавать несколько устройств, он должен сохранять контекст для передачи данных на каждое устройство и с каждого из них. Для этого концентратор разрывает соединение с хостом USB, деконструирует пакеты данных USB и направляет пакеты данных на соответствующие отдельные устройства и обратно. Наконец, он затем повторно передаст должным образом маршрутизированный USB-трафик на нижестоящие устройства. На рис. 4 показан пример передачи данных хостом через концентратор на несколько устройств одновременно.

Рисунок 4. Пример маршрутизации данных и совместного использования полосы пропускания концентратором

В концентраторе внутреннее оборудование (микросхема USB-концентратора) обычно требует, чтобы на одной стороне присутствовали только восходящие протоколы, а на другой — нисходящие протоколы. На это также указывают фиксированные типы внешних USB-разъемов на концентраторе.

Фиксированные роли внутреннего кремния также означают, что только USB-хосты могут быть подключены к восходящему порту, а только USB-устройства могут быть подключены к нисходящему порту(ам). Подключение USB-хоста к нисходящему порту приведет к тому, что концентратор не сможет обмениваться данными через этот нисходящий порт. Аналогичные результаты возникают при подключении USB-устройства к восходящему порту, как показано на рис. 5:

Рис. 5. Восходящий и нисходящий порты USB-концентратора

Пример CarPlay с использованием USB-концентратора

Это может создать проблемы для приложений, в которых устройство может изменить роль с USB-устройства на USB-хост. Телефоны с поддержкой CarPlay являются примером устройств, демонстрирующих такое поведение. В CarPlay телефон меняет роль с USB-устройства на USB-хост, чтобы контролировать информационно-развлекательную систему автомобиля. Информационно-развлекательная система также меняет роль USB-хоста на USB-устройство.

Рассмотрите рисунок 6 ниже: автомобильная информационно-развлекательная система с поддержкой CarPlay подключена к традиционному USB-концентратору, а затем к телефону с поддержкой CarPlay. Протокол CarPlay не будет работать, так как традиционный USB-концентратор не может не распознать телефон как USB-хост или информационно-развлекательную систему как USB-устройство (рис. 7).

Рис. 6. Телефон подключен к информационно-развлекательной системе через традиционный USB-концентратор

Рис. 7. Традиционные концентраторы не поддерживают смену ролей протокола CarPlay

USB-переключатели

Переключатель USB — это устройство 1:N или N:1, которое осуществляет выборочное соединение между своим общим портом и одним выбранным каналом. Это создает прямое и выделенное соединение от общего порта к выбранному устройству. К нескольким устройствам, подключенным к коммутатору, можно получить доступ только по одному за раз, но активно выбранное устройство получает полную пропускную способность хоста, к которому оно подключено.

Рис. 8. Пример 4-канального USB-переключателя

Лучше всего использовать коммутатор, когда вам нужно установить прямое и выделенное подключение к одному устройству, например кабель, который можно перемещать с одного устройства на другое.

Рис. 9. Хост USB может получить доступ только к выбранному устройству, устройству A

Доступ к нескольким устройствам, подключенным к коммутатору, можно получить только по одному за раз, но активно выбранное устройство получает полную пропускную способность хоста, к которому оно подключено.

Рисунок 10. Выбранное устройство получает полную пропускную способность соединения

Рис. 11. Переключатель USB, показывающий выделенный поток данных, аналогичный кабельному соединению

Внутреннее оборудование селекторного переключателя обычно не зависит от протокола и не имеет никакого контекста для восходящих или нисходящих протоколов ни с одной из сторон, что делает коммутатор двунаправленным.

Это двунаправленное поведение также означает, что USB-устройства могут быть подключены к любой стороне произвольно, в зависимости от того, требуется ли вам конфигурация 1:N или N:1.

Рис. 12. Двунаправленные соединения в USB-переключателе

Пример CarPlay с использованием USB-переключателя

Давайте вернемся к примеру с концентратором CarPlay, но вместо этого воспользуемся USB-переключателем (рис. 13). Автомобильная информационно-развлекательная система с поддержкой CarPlay подключается к двунаправленному USB-переключателю, а затем к телефону с поддержкой CarPlay. Протокол CarPlay будет успешно завершен, поскольку двунаправленный переключатель действует как прямое соединение между информационно-развлекательной системой и телефоном. Протокол USB может передаваться свободно, и устройства могут менять роли, если протокол требует этого (рис. 14).

Рис. 13. Телефон подключен к информационно-развлекательной системе через USB-переключатель

Рис. 14. Двунаправленный переключатель может поддерживать смену ролей USB-хоста/устройства в протоколе CarPlay

Аналоговый переключатель против цифрового переключателя | Разница между аналоговым переключателем и цифровым переключателем

На этой странице сравниваются аналоговый переключатель и цифровой переключатель и упоминается разница между аналоговым переключателем и цифровым переключателем. Он охватывает основы аналогового переключателя и цифрового переключателя, включая их определения и работу, чтобы определить разницу между аналоговым переключателем и цифровым переключателем.

Введение: Как мы знаем, есть два типа сигналов, а именно. аналоговые и цифровые. Оба этих сигнала используются для переноса информации из одного места в другое. Аналоговый сигнал носит непрерывный характер, который изменяется во времени. Цифровой сигнал является дискретным по своей природе и изменяет определенную форму для представления цифровой информации в виде нулей и единиц. Обычно аналоговый сигнал представлен синусоидой, тогда как цифровой сигнал представлен прямоугольной волной.

Аналоговый переключатель


Рисунок 1. Аналоговый переключатель. Изображение предоставлено Texas Instruments

• Аналоговый переключатель работает с аналоговыми сигналами.
• Назначение: Предназначен для пропуска или изоляции аналоговых сигналов. Другими словами, это коммутационное устройство, которое помогает переключать или маршрутизировать аналоговые сигналы на основе сигнала управления.
• Аналоговый переключатель Примеры: CD4066B (квадратный двусторонний переключатель CMOS), SN74HC4066 (четверный двусторонний аналоговый переключатель) от Texas Instruments.
• Он также часто демонстрирует хорошие характеристики цифрового сигнала.
• Аналоговые переключатели работают аналогично реле, но они не состоят из движущихся частей.
• Их также называют двусторонними коммутаторами, поскольку они пропускают сигналы в обоих направлениях.
• Аналоговые переключатели доступны в различных комплектациях, например, для сквозного монтажа или для поверхностного монтажа.

Как работает аналоговый переключатель?

Аналоговый переключатель обычно состоит из пары полевых МОП-транзисторов, одного N-канального устройства и другого P-канального устройства. Устройство, показанное на рисунке 1, может передавать сигналы в любом направлении в состоянии ВКЛ и изолировать клеммы в состоянии ВЫКЛ. Управляющий вход с положительным и отрицательным напряжением используется для включения и выключения устройства соответственно. Устройство называется параллельным n-канальным/p-канальным переключателем на полевых транзисторах.


Рисунок 2: Идеальный переключатель в рабочем состоянии, изображение предоставлено Texas Instruments

Как показано на рисунке 2, в идеальном коммутаторе при подаче входного сигнала на «левый контакт ввода-вывода» создается идентичный выходной сигнал на «правом контакте ввода-вывода». На практике будут потери сигнала, когда он проходит от входа к порту вывода. Аналоговые переключатели в основном бывают двух типов, а именно. механические и твердотельные.Твердотельные переключатели изготавливаются из устройств CMOS или FET.

Типичные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе аналогового переключателя, следующие.
• Сопротивление во включенном состоянии: сопротивление между входной и выходной клеммами, когда переключатель находится в положении ON. Он находится в диапазоне нескольких сотен Ом.
• Сопротивление в выключенном состоянии: сопротивление между входной и выходной клеммами, когда переключатель находится в положении OFF. Он находится в диапазоне мегаом или гигаом.
• Диапазон сигнала: Диапазон напряжений от минимального до максимального, которые проходят через аналоговый переключатель, называется его диапазоном.
• Инъекция заряда: эффект приводит к инжекции небольшого электрического заряда в сигнал при включении переключателя. Это вызывает небольшой всплеск или сбой.
• Проходное: связано с возможностью переключателя блокировать сигналы, когда он выключен. Паразитная емкость позволяет более высоким частотам проходить через переключатель, и, следовательно, переключатель находится во включенном состоянии.
• Перекрёстные помехи: есть два типа, а именно. управление (включение) для вывода перекрестных помех и перекрестных помех между переключателями. Первый относится к тому, насколько входной управляющий сигнал развязан с выходным сигналом переключателя.

Цифровой переключатель


Рисунок 3: Цифровой переключатель, изображение предоставлено Texas Instruments

• Цифровой переключатель работает на цифровых сигналах.
• Назначение: Предназначен для пропуска или изоляции сигналов цифровых сигналов.
• Примеры: CBT и CBTLV — цифровые переключатели от Texas Instruments.
• Он также демонстрирует способность удовлетворительно передавать аналоговые сигналы.
• Цифровые коммутаторы используются в вычислительных приложениях для многобитового переключения.
• Цифровые коммутаторы имеют широкое применение, включая мультиплексирование периферийных устройств USB, мультиплексирование Ethernet и т. д.

На рисунке 3 показана логическая схема цифрового переключателя. Как показано, несколько цифровых переключателей встроены между входными линиями (от A1 до A8) и выходными линиями (от B1 до B8). Сигнал OE' используется для включения переключателя в различных состояниях, т. е. ВКЛ или ВЫКЛ.

Аналоговый переключатель против цифрового переключателя | Разница между аналоговым переключателем и цифровым переключателем

В следующей таблице сравниваются аналоговый коммутатор и цифровой коммутатор, а также упоминается табличная разница между аналоговым коммутатором и цифровым коммутатором.

Читайте также: