Виртуальные линки игрового ноутбука Zephyrus S

Презентация игрового ноутбука ASUS Zephyrus S, ко­то­рая дня­ми со­сто­я­лась в Ки­е­ве, ожи­ви­ла ин­те­рес к USB-ши­не. Гей­мер­ская плат­фор­ма ста­ла сво­е­го ро­да сен­са­ци­ей, бла­го­да­ря вне­д­ре­нию нов­ше­ст­ва от NVIDIA, — Virtual­Link для аль­тер­на­тив­ной фун­к­ци­о­наль­но­с­ти на ба­зе разъ­е­ма USB Type-C. По­про­бу­ем ос­мыс­лить суть и пер­с­пек­ти­ву но­вин­ки.

Виновником торжества стала AIDA64. Именно эта утилита позволила оперативно ознакомиться с ар­хи­тек­ту­рой плат­фор­мы ASUS Zephyrus S (в заводской кодификации — GX531GX). Смотрим на скрин­шот со­хра­нен­ного ра­пор­та.

Характеристика NVIDIA USB Type-C Port Policy Controller, Vendor ID=10DE, Device ID=1AD9

 

На первый взгляд, ничего необычного в появлении стороннего USB-контроллера на Intel-платформе GX531GX нет. В ситуации, ког­да процессорный гигант не успевает оснащать системную логикe по последнему слову техники, на по­мощь при­хо­дят fabless-решения. В контексте универсальной последовательной шины на позиции приглашенного гос­тя при­выч­но используются кон­трол­ле­ры ASMedia. Компания раньше других освоила SuperSpeed+, за что и поль­зу­ет­ся заслуженным уважением.

Но в ком­по­нов­ке геймерской платформы ASUS Zephyrus S дополнительный USB-порт реализован графическим чипом NVIDIA Turing TU104. Логично предположить, что в данном случае NVIDIA предлагает Type-C в качестве графического порта (Display Port) реализованного средствами альтернативной функциональности?

За консультациями обратимся к документу «NVIDIA Turing GPU Architecture: Graphics Reinvented». Если верить ему, то USB Type-C Policy Controller обслуживает кас­то­ми­зо­ван­ный разъем, в котором вместо привычных четырех контактов USB 2.0 порта, пред­наз­на­чен­ных для низ­ко­час­тот­ных (480Mbps) диф­фе­рен­ци­аль­ных пар, появился набор из двух вы­со­ко­час­тот­ных (10Gbps) диф­фе­рен­ци­аль­ных пар USB 3.1. Таким образом, количество высокоскоростных SuperSpeed-портов, реализованных в одном разъеме Type-C, увеличено по сравнению с классической реализацией с двух до трех.

Преобразование сигнальных линий разъема USB Type-C в VirtualLink

Вся эта конструкция уже защищена торговой маркой VirtualLink, поддержку ей оказывает одноименный кон­сор­ци­ум, сайт которого пока выглядит достаточно скромно.

Разумеется, USB-кабель для VirtualLink отличается от классического USB Type-C кабеля. Он должен обес­пе­чить пе­ре­да­чу сигналов USB 3.1 по линиям, ранее предназначавшимся только для USB 2.0.

Как и ожидалось, на VirtualLink возлагаются обязанности по передачи ви­де­о­кон­тен­та с использованием аль­тер­на­тив­ной фун­к­ци­о­наль­нос­ти порта USB Type-C. Другими словами, сигналы Display Port могут передаваться по интерфейсу USB. Для этого системная логика должна изменить назначение дифференциальных пар SSTX/SSRX, муль­ти­плек­си­руя их с линиями видеовыхода графического контроллера.

Использование разъемов VirtualLink для устройств виртуальной реальности

Логично предположить, что решение интегрировать Type-C порт в чип GPU связано не только с некоторой кас­то­ми­за­ци­ей стандарта Type-C, но обусловлено и топологическими соображениями. Ведь если для передачи контента от GPU к внешним устройствам использовать порт USB-C, входящий в состав системной логики, то придется позаботиться об организации весьма значительного трафика между графическим процессором и системной логикой, что как минимум не технологично, как максимум проблематично.

Кроме того, производители системных плат обычно реализуют только часть возможностей USB Type-C, ог­ра­ни­чи­ва­ясь про­г­рам­мной мо­де­лью xHCI-контроллера. Вне их поля зрения остается Configuration Channel, аль­тер­на­тив­ная фун­к­ци­о­наль­ность и все разнообразие схем питания. Такие ограничения узаконены: де­кла­ра­ция час­тич­но ре­а­ли­зо­ван­ных воз­мож­но­с­тей порта Type-C пред­у­смот­ре­на спе­ци­фи­ка­ци­ей ACPI.

Есть еще один довод в пользу реализации USB Type-C в составе GPU. Гра­фи­че­ский про­цес­сор под­клю­ча­ет­ся к PCIe-пор­ту, об­слу­жи­ва­е­мо­му цен­т­раль­ным про­цес­со­ром со встро­ен­ным кон­т­рол­ле­ром сис­тем­но­го ОЗУ. Это значит, что уст­рой­ст­ва, ис­поль­зу­ю­щие GPU-линк, получают в свое рас­по­ря­же­ние канал связи, об­лада­ю­щий низкой ла­тен­т­но­стью и вы­со­кой про­пус­к­ной спо­соб­но­стью. Объективные причины, подпитанные из­вест­ным прин­ципом «Если хо­чешь сде­лать что-то хо­ро­шо — сделай сам», мо­ти­ви­ро­ва­ли раз­ра­бот­чи­ков уст­ройств вир­ту­аль­ной ре­аль­но­сти кас­то­ми­зи­ро­вать интерфей­с USB Type-C для пря­мо­г­о под­клю­че­ния к GPU.