分立的图形系统与方法技术方案

公开了一种用于执行计算机系统的３Ｄ图形指令的分立的图形系统（ＤＧＳ）、ＤＧＳ单元以及可扩展的ＤＧＳ。所述分立的图形系统包括用于执行３Ｄ图形指令的ＧＰＵ以及被配置以封装所述ＧＰＵ的ＤＧＳ系统机壳。串行总线连接器被连接到所述ＧＰＵ和所述ＤＧＳ机壳。所述串行总线连接器被配置以将所述ＤＧＳ和所述ＧＰＵ可拆卸地连接到所述计算机系统。所述ＤＧＳ的所述ＧＰＵ经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统，以执行所述计算机系统的３Ｄ图形指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般而言涉及计算机实现的图形。更具体而言，本专利技术专注用于图形应用的高度可扩展的图形处理器。本专利技术公开了一种独立于计算机系统波形因数的独立图形的方法与系统。
技术介绍
三维(3D)图形图像的绘制(rendering)是多种电子游戏和其他应用感兴趣的内容。绘制是一个通用术语，其描述了从3D对象的数据库表示转换到在观察面上的所述对象的伪二维投影的全部多步处理。所述绘制处理包括多个步骤，诸如，例如，建立包含了随后进行明暗和纹理处理所需的信息的多边形模型，将线性变换应用于所述多边形网格模型，挑选背面多边形，对照视体对所述多边形进行裁减，扫描转换/光栅化(rasterizing)所述多边形为象素坐标集，以及利用插值或增量的明暗技术对单个象素进行明暗/光照处理。图形处理单元(GPU)为专用集成电路装置，其通常被用在图形系统中以加速3D绘制应用的性能。通常将GPU与中央处理单元(CPU)配合使用，从而为在计算机系统上执行的一个或多个应用生成3D图像。现代GPU典型地利用用于处理数据的图形流水线。现代GPU子系统(例如，内插式图形卡等等)的影响力日益包括台式机系统全部价值的更大部分，并且能够与计算机系统的CPU的复杂性和完善性相匹敌。现代GPU可以包括具有2亿个晶体管并且以几百MHz运行的集成电路装置。这种现代GPU可以消耗几百瓦的功率并且需要仔细设计的热防护组件(例如，散热风扇，足够的通风等等)。一般而言，GPU子系统(例如，GPU图形卡)的布图和性能受到很多整个系统的设计因素的约束。GPU子系统通常被设计为用接口与ATX兼容计算机系统主板连接。所述ATX波形因数是指由主导产业制造商支持的被广泛使用的产业标准主板波形因数。这种制造商包括，例如，CPU制造商、芯片组制造商、主板制造商等等。例如，所述ATX波形因数允许用于插卡式GPU的有限数量的空间。典型的插卡式GPU经由AGP插槽连接到所述主板。所述AGP插槽具有用于所述插卡式GPU的组件的有限数量的空间。所述有限数量的空间直接影响所述插卡式GPU的热防护组件的效率。另外，由于已经提高了插卡式GPU的性能，所述AGP连接的可用功率(例如，额定电压或电流)已经逐渐变得不足。BTX波形因数是指更新近的产业标准主板波形因数。所述BTX波形因数通常被认为是遵循“台式”PC机壳规范的下一代ATX，与更早的ATX波形因数一样，其得到所述主导产业制造商的广泛支持。不幸的是，所述BTX波形因数关于高性能GPU子系统甚至存在更多的问题。所述BTX波形因数的问题在于，所述BTX设计规则设置了多个关于GPU子系统的型式和性能的约束。例如，BTX设计规则将所述台式机系统的CPU置于冷却气流的前入口点，而将所述GPU子系统(例如，图形卡)置于其下游气流中，并且对所述GPU子系统的物理尺寸(例如x-y-z大小)、可用气流、可用散热、以及功率输送加以限制。类似的约束存在于膝上型计算机系统波形因数中。例如，用于膝上型计算机的GPU子系统的未来演进受到这样的事实的约束，即为了CPU及其相关芯片组的需要而优化膝上型机壳(例如，主板平台，外壳，气流等等)。该优化限制了对于任何图形子系统的实现的可用散热预算、功率输送、以及物理尺寸(例如x-y-z大小)。通过一些最近出现的产业标准还将约束置于GPU子系统的未来性能演进上。PCI Express是一种这样的标准。一些版本的PCI Express标准规定了耦合器件(coupled device)的最大可用功率(例如，由用于PCI Express图形系统的PCI SIG规范所规定的150W)。当GPU子系统性能继续发展时，高端GPU的实现的需要可能大大超过规定的最大可用功率。除了功率不足，一些版本的PCI Express标准在所述GPU子系统和所述计算机系统平台的其余部分(例如，系统存储器，CPU等等)之间规定的带宽不够。所述不足的带宽通过阻塞在所述GPU子系统和所述计算机平台资源之间的数据通路，限制了所述GPU子系统性能的向上可扩展性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种独立于计算机系统波形因数的独立图形的方法与系统。本专利技术的实施例应该消除限制了GPU子系统的向上可扩展性的数据传输带宽约束和波形因数约束。在一个实施例中，本专利技术被实现为用于执行计算机系统的3D图形指令的分立的图形系统(discrete graphics system，DGS)。所述分立的图形系统包括用于执行3D图形指令的一个或多个GPU以及被配置以封装所述GPU的DGS系统机壳(system chassis)。串行总线连接器嵌入到所述DGS系统机壳并且被配置以连接到所述GPU。所述串行总线连接器被配置以将所述DGS和所述GPU可拆卸地连接到所述计算机系统。所述DGS的GPU经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统以执行所述计算机系统的3D图形指令。在一个实施例中，然后所述被绘制的3D数据被传送回所述计算机系统，以在连接到所述计算机系统的显示器上显示。在另一个实施例中，所述被绘制的3D数据被发送到直接连接到所述DGS的用于向用户显示的显示器。在一个实施例中，所述DGS使用多个插卡式GPU。所述GPU能够被实现为单GPU内插式图形卡(例如，每个卡一个GPU)，多GPU内插式图形卡(例如，每个卡两个或多个GPU)。在一个实施例中，使用了多个内插式图形卡，其中每个卡具有两个或多个GPU。在一个实施例中，本专利技术被实现为DGS(分立的图形系统)单元。所述DGS单元包括被配置以封装GPU的系统机壳，以及连接到所述系统机壳并且被配置以接纳所述GPU的GPU安装单元。串行总线连接器被连接到所述机壳并且被连接到所述GPU安装单元，其中，所述串行总线连接器被配置为将所述GPU可拆卸地连接到计算机系统，以使得所述GPU能够经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统并执行所述计算机系统的3D图形指令。连接到所述系统机壳的电源用于向独立于所述计算机系统的所述GPU供电。在一个实施例中，所述DGS单元包括用于冷却所述GPU和所述电源的热管理系统。在另一个实施例中，所述DGS单元包括用于控制所述热管理系统和所述电源的操作以限制由所述DGS单元产生的噪声的声音管理系统。在一个实施例中，所述DGS使用多个插卡式GPU。所述GPU能够被实现为单GPU内插式图形卡(例如，每个卡一个GPU)，多GPU内插式图形卡(例如，每个卡两个或多个GPU)。在一个实施例中，使用了多个插卡式GPU，其中每个卡具有两个或更多GPU。在一个实施例中，本专利技术被实现为可扩展的分立图形系统(DGS)。所述DGS包括串行总线桥(例如，PCI Express)，其被配置以将多个GPU连接到串行总线。串行总线连接器被连接到所述串行总线桥。系统机壳被连接到所述串行总线桥和所述串行总线连接器并且被配置以封装所述GPU。所述串行总线连接器被配置以可拆卸地连接到计算机系统。所述GPU经由所述串行总线桥和所述串行总线连接器访问所述计算机系统，以协同地执行来自所述计算机系统的3-D图形指令。在一个实施例中，所述串行总线桥被配置以通过将至少一个新的GPU与现有的GPU在功能上相连接，使得能够向上扩展所述计算机系统的3D绘制性能。所述新的GPU和现有的GPU协同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分立的图形系统，包括：　　　　用于执行３Ｄ图形指令的ＧＰＵ；　　　　被配置以封装所述ＧＰＵ的系统机壳；以及　　　　被连接到所述ＧＰＵ和所述机壳的串行总线连接器，其中，所述串行总线连接器被配置以将所述ＧＰＵ可拆卸地连接到计算机系统，并且其中，所述ＧＰＵ经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统以执行所述计算机系统的所述３Ｄ图形指令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-25 10/877,724;US 2004-6-25 10/877,642;US1.一种分立的图形系统，包括用于执行3D图形指令的GPU；被配置以封装所述GPU的系统机壳；以及被连接到所述GPU和所述机壳的串行总线连接器，其中，所述串行总线连接器被配置以将所述GPU可拆卸地连接到计算机系统，并且其中，所述GPU经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统以执行所述计算机系统的所述3D图形指令。2.根据权利要求1的系统，其中，所述系统是为分立的图形绘制系统配置的计算机系统，进一步包括计算机系统。3.根据权利要求1的分立的图形系统，其中，所述串行总线连接器为PCI Express连接器。4.根据权利要求1的分立的图形系统，其中，所述GPU被可拆卸地连接到所述串行总线连接器和所述系统机壳。5.根据权利要求1的分立的图形系统，其中，所述GPU是被连接到所述串行总线连接器的卡式安装的GPU。6.根据权利要求1或2的分立的图形系统，其中，所述GPU被配置以执行所述计算机系统的所述3D图形指令，从而驱动被连接到所述计算机系统的显示器。7.根据权利要求1或2的分立的图形系统，其中，所述GPU被配置以执行来自所述计算机系统的所述3D图形指令，从而驱动被连接到所述GPU的显示器。8.根据权利要求1或2的分立的图形系统，进一步包括多个GPU，其被连接到所述系统机壳和所述串行总线连接器，并且被配置以协同地执行来自所述计算机系统的所述3D图形指令。9.根据权利要求1的分立的图形系统，进一步包括电源，其被连接到所述系统机壳以向独立于所述计算机系统的所述GPU供电。10.一种用于分立的图形系统的方法，包括以下步骤利用GPU执行3D图形指令；将所述GPU封装在系统机壳中；以及通过使用所述GPU经由串行总线连接器访问计算机系统以执行所述计算机系统的所述3D图形指令，其中，所述串行总线连接器被连接到所述GPU和所述机壳，并且其中，所述串行总线连接器被配置以将所述GPU可拆卸地连接到所述计算机系统。11.根据权利要求10的方法，其中，所述串行总线连接器为PCIExpress连接器。12.根据权利要求10的方法，其中，所述GPU被可拆卸地连接到所述串行总线连接器和所述系统机壳。13.根据权利要求10的方法，其中，所述GPU是被连接到所述串行总线连接器的卡式安装的GPU。14.根据权利要求10的方法，其中，所述GPU被配置以执行所述计算机系统的所述3D图形指令，从而驱动被连接到所述计算机系统的显示器。15.根据权利要求10的方法，其中，所述GPU被配置以执行来自所述计算机系统的所述3D图形指令，从而驱动被连接到所述GPU的显示器。16.根据权利要求10的方法，进一步包括通过利用被连接到所述系统机壳和所述串行总线连接器的多个GPU，协同地执行来自所述计算机系统的所述3D图形指令。17.根据权利要求10的方法，进一步包括通过利用被连接到所述系统机壳的电源，向独立于所述计算机系统的所述GPU供电。18.一种DGS(分立的图形系统)单元，包括被配置以封装GPU的系统机壳，用于执行所述3-D图形指令的所述GPU；被连接到所述系统机壳并被配置以接纳所述GPU的GPU安装单元；被连接到所述机壳并且被连接到所述GPU安装单元的串行总线连接器，其中所述串行总线连接器被配置为将所述GPU可拆卸地连接到计算机系统，以使得所述GPU能够经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统并执行所述计算机系统的3-D图形指令；以及被连接到所述系统机壳用于向独立于所述计算机系统的所述GPU供电的电源。19.根据权利要求18的DGS单元，其中，所述系统机壳包括适合于包含所述GPU并使得能够访问所述GPU的可拆卸的外壳。20.根据权利要求18的DGS单元，进一步包括被连接到所述机壳用于冷却所述GPU的散热单元，其中，独立于所述计算机系统提供所述冷却。21.根据权利要求18的DGS，其中，所述串行总线连接器是适合于经由PCI Express电缆连接到所述计算机系统的PCI Express连接器。22.根据权利要求18的DGS，其中，所述GPU安装单元被配置以可拆卸地连接到所述GPU并将所述GPU连接到所述串行总线连接器和所述系统机壳。23.根据权利要求22的DGS，其中，所述GPU安装单元被配置为接受基于AGP的卡式安装的GPU。24.根据权利要求22的DGS，其中，所述GPU安装单元被配置以接受基于PCI-express的卡式安装的GPU。25.根据权利要求22的DGS，其中，所述GPU安装单元被配置以热插拔卡式安装的GPU。26.根据权利要求18的分立的图形系统，其中，所述GPU被配置以执行来自所述计算机系统的所述3-D图形指令，从而驱动被连接到所述计算机系统的显示器。27.根据权利要求18的分立的图形系统，进一步包括显示器连接器，其被配置以被连接到显示器并且使得所述GPU能够执行来自所述计算机系统的所述3-D图形指令以驱动所述显示器。28.根据权利要求18的独立的图形系统，其中，所述GPU安装单元被配置以接纳多个GPU并且将所述GPU连接到所述串行总线连接器，使得所述GPU能够协同地执行来自所述计算机系统的所述3-D图形指令。29.一种DGS(分立的图形系统)外壳，包括具有被配置以封装GPU的上半部分和下半部分的铰接的系统机壳，用于执行3-D图形指令的所述GPU；被连接到所述系统机壳并被配置以接纳所述GPU的GPU连接器；被连接到所述机壳并且被连接到所述GPU连接器的串行总线连接器，其中，所述串行总线连接器被配置为将所述GPU可拆卸地连接到计算机系统，以使得所述GPU能够经由所述串行总线连接器访问所述计算机系统并执行所述计算机系统的所述3-D图形指令；被连接到所述系统机壳用于向独立于所述计算机系统的所述GPU供电的电源；以及被连接到所述机壳用于冷却所述GPU的散热单元，其中，独立于所述计算机系统提供所述冷却。30.根据权利要求29的DGS外壳，其中，所述系统机壳包括适合于包含所述GPU并使得能够访问所述GPU的可拆卸的外壳。31.根据权利要求29的DGS外壳，其中，所述串行总线连接器是适合于经由PCI Express电缆连接到所述计算机系统的PCI Express连接器。32.根据权利要求29的DGS外壳，其中，所述GPU安装单元被配置以可拆卸地连接到所述GPU并将所述GPU连接到所述串行总线连接器和所述系统机壳。33.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：MB戴蒙德，C卡雷拉，
申请(专利权)人：恩维迪亚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]