一场提升笔记本性能的变革 显卡坞的昨天今天和明天

2018年08月07日 08:00     出处: 泡泡网原创    作者:刘国亮   分享

    为了让性能不如游戏PC的笔记本电脑焕发第二春,众多硬件厂商、DIY硬件爱好者在不断追寻着如何在轻薄笔记本电脑保持自身便携性的同时,让其拥有如同高性能PC一样超高的扩展性和强劲的性能。基于这个需求,显卡扩展坞应运而生,这是笔记本电脑界,也是DIY 硬件界的一次开拓创新。

    外接显卡又称之为显卡扩展坞,说的通透点就是用来扩展笔记本电脑性能的扩展装置,通过传输数据接口或者插槽,将单独显卡的图形编辑能力赋予笔记本电脑,弥补笔记本电脑因空间造成的性能缺失,这种设计可以让用户在无法安装台式机的环境下同样可以享受到与高端PC一样的图形性能,同时还兼顾了笔记本电脑便携性高的优势。

    例如在某些工作环境下,显卡扩展坞可以有效的帮助用户解决轻薄笔记本无法胜任的图形运算工作,例如人工智能技术就需要应用到GPU中的矩阵浮点运算能力以及并行运算能力。例如图形工作者在实际工作中,轻薄本自带的核心显卡往往无法满足图形工作者的需求,在这些时候外接显卡就显得尤为重要。

    时光荏苒,距离显卡扩展坞第一次出现至今已经有十多个年头,2003年就出现了长相和读卡器非常相近的外置显卡,那时候它还不叫显卡扩展坞,当时的它采用了USB接口的方式,还提供了一个VGA输出接口,当时这种外接显卡装置只支持2D Windows桌面显示,分辨率仅为1024×768。当时的这款外接显卡并不能独立于内置显卡存在,只能算得上是辅助的2D移动显卡。

    那么经历的十多年的发展,显卡扩展坞经历了怎样的发展和变迁?在未来,显卡扩展坞应该兼具哪些功能,发展的方向又在哪里?

显卡扩展坞的过去


起点-ExpressCard插槽的尝试

    显卡扩展坞真正意义上的出现应该是在2008年,当时很多人的初衷只是为了让性能孱弱的笔记本拥有强大的游戏性能,对超极本同样适用。为了满足用户的广泛需求,华硕推出了第一代XG Station外接显卡,这款显卡扩展坞内置一块8600GT显卡,采用笔记本ExpressCard插槽引出的PCI-E x1接口的方式接入,可以说这是笔记本外接显卡的首次尝试,第二年技嘉也推出了自家可外接显卡的笔记本M1305,虽然在体积上更小,但二者高昂的售价以及不可更换显卡、无法发挥完美的游戏性能等缺陷被用户无情抛弃。

发展-Light Peak接口的实现


    在经过一段时间的沉寂后,2011年,索尼推出了Power Media Dock显卡扩展坞,这是当时笔记本电脑外接显卡的终结版成品,它内置一块AMD Radeon HD 6650M独立显卡,通过Light Peak接入(这种技术的峰值单向数据传输速度可达10Gbps,并可支持双向同时传输,另外,与USB线类似,Light Peak线缆同样可以传输电能),完美的解决了外接显卡带宽不足的问题。如果你认为显卡扩展坞发展到Power Media Dock的出现就完美截止,那就大错特错了,当时的该项技术主要针对的还是商务人士在面对集成显卡无法应对的高级图形应用时给出的合理解决方案,但高昂的售价还是让众多用户无法企及。

改进-Mini PCI-E接口来凑

    自古民间多高手这句话永远都没有错,不管是第一代外接显卡还是2011年看似完美的显卡扩展技术,都无法避免一个售价高昂、无法更换显卡的问题。为了解决这一问题,DIY发烧友开始利用起了笔记本闲置的Mini PCI-E接口,事实证明,这一举动是有效的,至今在某宝都可以买到售价低廉的Mini PCI-E接口显卡扩展坞。

    这类显卡扩展坞虽然没有通过Light Peak接口的传输速度快,而且外接显卡在实际使用过程中性能损失严重,但关键在于投入成本低。DIY玩家通过主板上空余的Mini PCI-E接口进行外接显卡的数据交换,通用性非常强,也就有了易更换显卡的特点。虽然现在某宝有现成的Mini PCI-E外置显卡卖,不过并不建议玩家尝试,因为这类外接显卡使用门槛相对而言还是非常高的,同时易用性也不大。

过去小结

    在过去,显卡扩展坞只是少部分玩家的“玩具”,毕竟昂贵的售价摆在那里,不得不让众多笔记本电脑使用者三思而行。作为一名普通消费者,不便携、性能损失严重、买显卡扩展坞不如直接买整机等尖锐的问题冲击着本就饱受质疑的显卡扩展坞发展,这也为后来雷电接口显卡扩展坞的出现奠定了基础。

显卡扩展坞的今天


    这一时期的产品可以称得上是显卡扩展坞发展的成熟阶段,因为这个时期,显卡扩展坞的传输技术已经发展为雷电接口,硬件厂商也寻找到了看似完美的解决方案,但不管哪家的产品,都有一定的自身局限性。比如Alienware13和微星的GS30。

    正式算起来,外星人和微星的外接显卡装置应该算是显卡扩展坞发展的第三代产物。这时候的两款产品已经初俱现在显卡扩展坞的模型。但二者又具备各自的特点,比如Alienware13的显卡扩展坞,它的主要作用就是笔记本显卡性能不足的问题,整个过程通过一根特殊的线缆将显卡扩展坞与笔记本特定接口相连,整个过程可通过外接显示器或者内置显示屏输出,性能损耗20%。但当时的这款笔记本属于低压版CPU,大大限制了游戏性能的发挥。

    随着处理器性能的发展,现在已经不是影响显卡扩展坞性能的障碍,首先i7-6500U的主频2.5GHz,最大睿频只有3.1GHz,而现在的八代酷睿低压版处理器中最大睿频可达到4.2GHz,甚至比肩七代i7-7700桌面处理器的单核心处理能力。其次,现在的八代低压处理器均采用四核心八线程的设计,较双核心四线程的i7-6500U在多任务处理上的巨大优势。由此可以看出,如果这款笔记本采用当下的八代酷睿低压处理器,起码在处理器性能上对游戏性能的限制将大大降低。

    而微星GS30配备的显卡扩展坞完全属于微星笔记本量身定制版外接显卡,甚至可以说是一个功能齐全的小型“工具箱”,具备音响、机械硬盘、机身供电等多种功能,但这款显卡扩展坞在使用中必须将笔记本放在显卡扩展坞上方的底座上,而且不支持笔记本内屏显示,就显得十分鸡肋。

显卡扩展坞通用接口-雷电3

    再说最新的显卡扩展坞之前,我们有必要对现有显卡扩展坞的接口有一定了解,时下推出的多款显卡扩展坞已经开始向通用接口标准的发展,这主要源自USB Type-C接口的发展,凭借丰富的扩展性性和超高的传输速度,让这类接口的显卡扩展坞成为玩家追捧的新贵。

    2015年,英特尔与苹果宣布将开发新一代雷电接口,接口规格与Type-C相同,兼容USB 3.1标准,这就是现在被广泛应用到各领域数据传输的雷电3接口。它的传输速度可达到40Gbps,也就是5GB/s。如果笔记本和扩展坞同时具备雷电3接口,那么就可以完美解决传输带宽不足等问题,也正是雷电3的出现,让显卡扩展坞这一技术在近几年开始出现井喷式的发展。

全球最小的显卡扩展坞-AORUS GTX 1070 GAMING BOX

    近两年随着笔记本轻薄化定义的提出,显卡扩展坞也深受影响,在2017年,如果说最新潮的笔记本是哪款产品或许不得而知,但如果说到显卡扩展坞,想必AORUS GTX 1070 GAMING BOX已经到了无人不知的地步。凭借212×96×162mm的机身被称为全球最小的的显卡扩展坞。内置技嘉GTX 1070 mini显卡、450W等效电源。整个显卡扩展坞通过雷电3协议的USB Type-C接口与PC相连。外观看起来只有标准单反相机包大小,性能却完全不输全尺寸GTX 1070非公版,让当时使用超极本的用户一阵心动。

    2018年有三家品牌厂商在相近的时间节点发布了新一代显卡扩展坞,在外形甚至功能三者非常相近,同样采用雷电三接口,支持NVIDIA的Geforce系列显卡、Quadro系列专业显卡以及AMD的Radeon / Radeon Pro 系列 显卡,在功能上均可为笔记本充电,可外接SATA硬盘,可拆卸式升级显卡。其中,如果要说性价比,当属曼帝思版eGPU,整个显卡扩展坞的售价仅为2199元(均不含显卡)。

雷蛇Core X 扩展坞4399元

    除了上面两款显卡扩展坞外,雷蛇Core X 扩展坞就是另一款推出雷电3(USB Type-C)接口向笔记本传输电力和高达40Gbps 的数据的显卡扩展坞,与前两者相同,雷蛇这款显卡扩展坞同样需要自行添加显卡,唯一不同的地方在于,如果说前两者更讲求性价比,那么雷蛇这款Core X 扩展坞讲求的大概就是信仰了,售价在三款中属于最昂贵的。

最新科技成果-Mac专属显卡扩展坞

    2018年7月,苹果官网在更新了最新的MacBook Pro产品后,同步更新了Mac专属显卡扩展坞。这是雷电3接口的研发者之一苹果公司自家生产的首款显卡扩展坞。在技术上也是诚意满满,两个雷电3接口,使用最新的固件版本26.3,意味着玩家可以同步连接5k显示器做视频输出。唯一遗憾的这款显卡扩展坞为内置“RX 580”显卡,并不能更换,同时虽然宣称Windows系统同样可以使用,但在众多评测媒体测试后发现,并无法识别显卡驱动,这就意味着这款代表着“原厂”产出的显卡扩展坞暂时只能是Mac用户手上的宝贝。

现在小结

    其实我们说的几款当下显卡扩展坞只是个例,近两年来外接显卡市面临着井喷式的发展,包括惠普在内的多家笔记本厂商同样发售着自己定制的显卡扩展坞。在输出接口方面全部都是凭借通用性和足够带宽以及强大供电能力的雷电3接口。凭借雷电3巨大的传输优势,外接显卡市场为笔记本用户构建了一个便携与性性能兼备的理想状态。

显卡扩展坞的明天


    说到底,就目前而言,显卡扩展坞仍有存在的必要性,否则也不会有众多玩家的追捧。归根结底在于目前高性能显卡芯片功耗高,轻薄产品完全无法承担。但我们要明白,显卡扩展坞绝对只是一个过渡产品。虽然雷电3的出现很好的解决了传输过程中外置高性能显卡性能损失的问题,但外置显卡受制于显卡自身功耗,GPU芯片并没有多大,但需要保留足够的空间为其提供充足的散热。如何取缔外置显卡庞大机身的同时,依旧可以让性能薄弱的笔记本电脑具备超强的游戏性能成为了未来的关键议题。

图片来自互联网

    未来,降低显卡功耗,保证高性能显卡同样可以在轻薄笔记本产品中使用,或者说使用目前尚处于起步阶段的云游戏功能都不失为一个好方法。云游戏方案彻底释放本地的GPU,让原本只有高端硬件配置才能体验的大型游戏或许通过云计算的方式同样可以在入门级的设备上流畅运行。不管是手机还是笔记本电脑,更或者是我们传统意义上的PC,都可以获得高品质、超流畅的游戏体验。    

    例如很早以前NVIDIA就在尝试的NVIDIA GRID利用强大IP生成画面输出至同一路由器下的显示器解决方案(尚未健全的云游戏方案)。

    其实SHILED已经开始使用云游戏解决方案,它并不单单是一台游戏机,而是采用串流的功能,如果你有一个性能强劲的PC主机,完全可以将小游戏画面数据通过网络传送给SHILED,SHILED通过运算后传输到显示屏,最终形成画面。方便了玩家的远程投放,当然,整个数据的传输建议在延迟更小,速度更快的5G WiFi下体验。

    又比如近日在2018年ChinaJoy中国国际数码互动娱乐展览会上,腾讯云、腾讯WeTest和英特尔,合作为游戏玩家、游戏开发者等业界人士就联合展出了云游戏解决方案。

    这类技术的原理即为将终端设备处理的运算任务转移到给云服务器,经过云端的渲染,游戏音频,视频等资源通过网络串流到终端设备上显示。之后终端收集玩家反馈给云端。这类技术最大的优点在于可以将高品质的大型游戏对硬件的需求降至最低,玩家不再需要高性能笔记本电脑,不需要外接显卡装置,只要处于联网状态即可享受顶尖游戏大作。

    最后,我们会发现,其实云游戏依托的就是互联网时代的进步,在网络足够快以及云端算力足够强的时候,简单的入门级终端设备完全可以比肩各类豪华PC游戏配置。但这并不是一项决定性的事件,用户自身使用笔记本的需求以及所处环境网络稳定与否同样重要。但在可见的未来内,显卡扩展坞或许真的有可能只是一件过渡品而已。

本文编辑:刘国亮

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