USB в графическом процессоре NVIDIA

Информация о VirtualLink, которая появилась в прошлом году у Ананда (и отчасти была также продублирована на Хабре), не позволила в полной мере сложить впечатление об одном из важных нововведений. Днями состоявшаяся презентация игрового ноутбука ASUS Zephyrus S, где технология VirtualLink уже внедрена, позволила поближе познакомится с особенностями нового интерфейса.

image

Итак, VirtualLink — это всего лишь еще одна реализация USB-шины в конструктиве Type-C. В чем особенность? В отличие от классической реализации, где на разъем USB-C заведены линии двух портов USB 3.x и одного порта USB 2.0, кастомизированный компанией NVIDIA вариант шины использует три USB 3.x порта. Альтернативная функциональность (а если проще — способность системной логики по проводникам USB-шины передавать сигналы, не относящиеся к ведению USB, таковыми, например, могут быть цифровые сигналы видео) присуща и классической реализации Type-C, и продвинутому решению VirtualLink.

Рассмотрим назначение выводов разъема USB-C — базисного конструктива для интерфейса VirtualLink от NVIDIA:

Назначение выводов разъема USB Type-C, доработанного под нужды интерфейса VirtualLink от NVIDIA

Зеленым цветом показаны дифференциальные пары двух портов USB3, определенные в классическом варианте Type-C. Аббревиатура DP (Display Port) означает, что в данном контексте эти линии могут использоваться не как USB3-сигналы SSTx, SSRx, а как линии Display Port. Это значит, что мультиплексоры сигналов, обслуживающие порт, переключены для передачи видео — порт используется в режиме альтернативной функциональности.

Красным цветом в центре разъема показаны четыре сигнала, явившиеся предметом кастомизации VirtualLink. В классическом Type-C, это линии USB2 одного порта, сохранение работоспособности которого при перевороте разъема достигается коммутацией.

В кастомизованном варианте порта, который поддерживает спецификацию интерфейса VirtualLink, эти 4 линии используются для реализации еще одного порта USB 3.x. Таким образом, мы получаем в общей сложности три USB 3.x порта вместо двух — шесть дифференциальных пар вместо четырех. При этом лишаемся порта USB2. От кабеля теперь требуется передача по этим линиям сигналов в полосе пропускания 10 Gbps, против 480 Mbps как было раньше. Старые кабели не подойдут.

Для чего понадобился еще один SuperSpeed-порт? NVIDIA заявляет его для обслуживания датчика перемещения: link to the headset for motion tracking. Понятно, что такое решение имеет лучшие перспективы по сравнению с legacy-портом USB 2.0, для которого достойное применение сегодня найти трудно.

Также недостаточным для нужд виртуальной реальности оказался классический подход к реализации альтернативной функциональности. VirtualLink предполагает два варианта использования «зеленых» линий USB 3.x. Рассматривается вариант при котором оба USB3-порта (все 4 дифференциальные пары) работают в режиме альтернативной функциональности (four lanes of HBR3 DisplayPort) или один порт в режиме альтернативной функциональности, а второй — в режиме USB3-порта (two lanes of HBR3 DisplayPort+ two lanes SuperSpeed USB 3). В любом случае, предельный видеорежим будет поддерживать 8K-дисплей с частотой развертки 60 Гц.

И о главном. USB-порты, используемые в VirtualLink, формируются не процессором Intel, не системной логикой платформы, а находятся прямо в графическом процессоре. Что вполне оправдано в плане применения линий USB-шины как альтернативы для передачи видео на VR-устройства. Не стоит забывать, что данная функциональность потребует дополнительных затрат — узел видео адаптера NVIDIA Turing TU104, способный обеспечить электропитание подключаемой периферии, станет потреблять на 35 Ватт больше. За все приходится платить.

© Habrahabr.ru