Upgrade em notebooks: placas 3D externas

Publicado em 09/09/2009 – 17:50
por Carlos Morimoto

O desempenho do vídeo sempre foi um problema em notebooks, já que as placas 3D mais rápidas são volumosas, consomem muita energia e geram muito calor, tornando seu uso impraticável em notebooks. As versões "mobile" são mais lentas e na maioria dos casos usam memória compartilhada, fazendo com que os gamers fiquem amarrados a seus desktops.

Para piorar as coisas, mesmo com as placas AXION e MXM, o upgrade da GPU em notebooks está muito longe de ser algo simples ou corriqueiro. Embora seja tecnicamente possível substituir a placa por outra com um TDP similar, conseguir realmente encontrar e comprar uma placa compatível é quase tão difícil quanto contrabandear uma ogiva nuclear.

Com isso, notebooks com GPUs integradas recebem um rótulo perpétuo de "apenas para Word e Excell" e mesmo os modelos mais caros, com GPUs dedicadas, acabam se tornando obsoletos rapidamente, devido à falta de possibilidade de upgrade.
Uma outra abordagem para solucionar o problema é abandonar a ideia de GPU interna e investir em placas de expansão externas, conectadas através do slot ExpressCard do notebook. Separando a GPU, ganha-se a possibilidade de usar uma placa para desktops (conectada a um monitor externo), sem se limitar ao uso de GPUs mobile.

O primeiro anúncio nesse sentido foi o XG Station, anunciado pela Asus em 2007, que incluía uma GeForce 7900 GS, combinada com um hub USB e um chipset de áudio C-Media, que oferecia uma saída de áudio própria. A ideia era que ele fosse usado como uma espécie de docking station, onde você deixaria o monitor, caixas de som, teclado e mouse externos conectados ao XG Station e conectaria o notebook quando fosse jogar ou usar o monitor externo.

Ele utilizava uma fonte de alimentação própria, por isso a capacidade de fornecimento do slot ExpressCard não era um problema. O botão e o visor são usados para ajustar o overclock da placa de vídeo, uma espécia de mecanismo de gratificação instantânea.
Por outro lado, as limitações eram muitas. O slot ExpressCard oferece uma única linha PCI Express (250 MB/s), o que limita severamente a banda da GPU. Para ter uma ideia, é menos do que a banda de um slot AGP 1x, que oferece 266 MB/s. Esta pesada limitação com relação ao barramento de comunicação penaliza o desempenho da placa, fazendo com que ele fique bem abaixo do que seria obtido ao utilizá-la em um desktop. Apesar disso, é ainda possível oferecer um desempenho bem superior ao oferecido por uma GMA 900 ou X3000 onboard.

Outro problema, ainda mais sério, é a questão dos drivers e do BIOS. O slot ExpressCard foi concebido para a conexão de placas Wi-Fi e outros periféricos similares e não para a conexão de uma segunda placa de vídeo, o que tornou necessário o desenvolvimento de uma camada adicional de driver e utilitários. Diferente de uma placa PCI-Express regular, o GX Station não é detectado pelo BIOS, sendo ativado bem depois, durante carregamento do sistema (similar ao que temos no caso das placas de vídeo USB).

Ao usar o Windows Vista, mais um problema se manifesta. Devido ao uso do WDDM, o Vista suporta o uso de um único driver de vídeo de cada vez. Em situações normais, isso não é problema, já que você usaria uma única placa de vídeo, ou múltiplas placas do mesmo fabricante em SLI ou CrossFire. No caso do GX Station entretanto, as coisas são um pouco mais complicadas, já que possivelmente o notebook utilizará uma GPU da Intel ou da ATI.

Inicialmente o XG Station foi projetado para ser usado no Windows XP (que não tem problemas em usar múltiplos drivers de vídeo), mas ao tentar portar os drivers para o Vista, os desenvolvedores da Asus se depararam com o problema, que levou a sucessivos adiamentos no lançamento. A solução encontrada foi forçar o uso do modelo XPDM (em outras palavras, forçar a instalação da interface de drivers usada no XP sobre o Vista), o que permitia o uso do XD Station em conjunto com chipsets integrados da Intel, mas em troca sacrificava o uso do Aero, o suporte ao DirectX 10 e o suporte a hotplug (ou seja, o XD Station precisava ser plugado antes de ligar o notebook).

Em 2008, a Asus chegou a vender uma versão do XD station equipada com a GeForce 8600 GT em quantidades limitadas na Austrália (por AUD$ 375, que equivalem a pouco menos de 300 dólares), mas ele acabou sendo retirado do mercado pouco depois, devido às reclamações de incompatibilidades e problemas diversos. Com isso, o lançamento mundial foi cancelado, muito embora existisse uma grande demanda em torno do produto.

O lançamento seguinte foi o Magma ExpressBox, um case externo (também conectado ao slot ExpressCard) que inclui uma fonte de alimentação própria e permite o uso de placas PCIe x16 single slot, com um consumo de até 55 watts.

Ele é na verdade uma solução desenvolvida para o uso de placas de expansão diversas e não necessariamente para placas de vídeo. Além de caro (US$ 729!) a utilização é muito limitada, já que a Magma não disponibiliza drivers, dependendo apenas do suporte nativo por parte dos drivers dos fabricantes. Na prática, a única situação em que ele funciona com placas 3D é ao usar uma Radeon HD em par com um notebook contendo uma GPU onboard da ATI, dependendo da detecção por parte do Catalyst.

Outra solução é o ViDock, uma solução um pouco mais acabada, que inclui drivers e uma lista de compatibilidade. Inicialmente ele foi lançado em versões com a GeForce 7200GS e a Radeon X1550 mas em seguida ganhou uma versão atualizada, com a Radeon HD 4670.

Embora o desempenho da placa continue sendo severamente limitado pelos 250 MB/s do barramento, a limitação com relação ao uso de diferentes drivers de vídeo foi eliminada com o Windows 7, o que permite que ele seja usado em notebooks com chipsets integrados da Intel ou nVidia. Isso o torna uma opção um pouco mais utilizável, embora o custo de US$ 300 elimine grande parte do atrativo.

Em 2010 teremos a transição para o padrão ExpressCard 2.0, que oferece uma banda de 500 MB/s (levemente inferior a um slot AGP 2x). Com ele, o barramento disponível para a placa de vídeo será alargado, reduzindo um pouco a perda de desempenho ao utilizar uma GPU externa. Entretanto, como as placas de vídeo também não param de evoluir, este será um refresco apenas temporário.

Considerando o custo e a falta de portabilidade das soluções existentes, é bastante improvável que as placas externas conectadas ao slot ExpressCard venham a se tornar populares. As dificuldades técnicas são grandes e a perda de desempenho devido ao barramento estreito é muito significativa. Acaba fazendo mais sentido comprar um laptop maior, com uma placa MXM dedicada do que lidar com as limitações de uma GPU externa.

Um fio de esperança veio com o anúncio do AMD/ATI XGP (eXternal Graphics Plataform), um padrão de conector PCI Express móvel, que oferece 8 linhas PCI Express 2.0, resultando em um barramento de 4.0 GB/s (equivalente ao de um slot PCIe x16 regular), que é mais do que suficiente para uma GPU mediana atual (como uma HD 4770) operar sem limitações:

Diferente do slot Express Card, ele se comporta da mesma maneira que um slot PCI Express regular (com a adição do suporte a hotplug), o que simplifica bastante a questão dos drivers.

O primeiro notebook equipado com o conector foi o Fujitsu AMILO Sa 3650, lançado em 2008. ele faz par com o "Amilo GraphicBooster" (que nada mais é do que uma Mobility Radeon HD 3870 externa, que inclui uma fonte de alimentação própria) e foi vendido em quantidades limitadas, por US$ 1500 (US$ 1000 pelo notebook e mais 500 pelo GraphicBooster):

Desde então, não se ouviu mais falar no XGP, muito embora o padrão já esteja oficialmente finalizado e continue sendo uma promessa para o futuro.

Outras possibilidades para o futuro são a popularização de processadores com GPUs integradas (Larrabee e Fusion) ou uma eventual queda nos preços das placas 3D mobile, que permitam que mais notebooks venham com GPUs dedicadas.

Entretanto, não espere que notebooks com placas 3D de alto desempenho se tornem acessíveis em nenhum futuro próximo. A combinação do grande volume de produção e a ausência de preocupações com miniaturização e consumo farão com que as placas 3D para desktops continuem oferecendo um custo-benefício superior por ainda muitos anos.