Что такое технологии SLI и CrossFire?
Что такое т ехнологии SLI и CrossFire?
Технологии SLI продвига лась компанией NVIDIA, а главный конкурент на рынке видеоускорителей, компания ATI, разработала и внедрила свое аналогичное решение — технологию CrossFire. Так же, как и SLI от NVIDIA, она позволяет объединять ресурсы двух (и более) видеокарт в одном компьютере между собой, повышая производительность видеоподсистемы.
Технология SLI
Чтобы построить тандем из видеокарт NVIDIA, необходима специальная материнская плата на базе чипсета от NVIDIA с двумя разъёмами PCI-E x16 и поддерживающая SLI . Для обмена данными между собой карты выше начального уровня соединяются специальным мостиком , а видеоадаптеры Low-End передают информацию по шине PCI Express . Путём небольших ухищрений с драйверами SLI можно заставить работать и на чипсете Intel, если материнская плата оборудована двумя разъёмами PCI-E x16.
Компания NVIDIA выпустила видеокарту GeForce 7950 GX2 , состоящую из двух адаптеров на базе GeForce 7950GT, которую можно устанавливать в системы с одним разъёмом PCI-E x16. Фактически это тот же SLI, просто видеокарты связаны напрямую , а не через материнскую плату. Существенным минусом технологий по объединению видеокарт является то, что 100% эффект от их использования не достигается , к тому же все эти технологии зависят от поддержки со стороны приложений и драйверов. Если поддержки нет, то и роста производительности не происходит.
Технология CrossFire
Режим CrossFire официально поддерживают чипсеты как от AMD, так и от Intel, что делает более широким выбор по подбору компонентов. В любом случае, материнская плата должна иметь два разъёма PCI-E x16 . Первое поколение видеокарт AMD (тогда ещё ATI) требовало для объединения в массив использования специальной «ведущей» модификации видеокарты Crossfire Edition и кабеля для синхронизации . Для объединения последних моделей видеокарт , как и в случае с SLI, используются два специальных мостика, а ведущей выступает обычная модель. Если же карты не поддерживают такую возможность, то обмен данными происходит по шине PCI Express.
Технология CrossFire в корне отличается от SLI, соответственно, имеет мало общего с конкурентом. Отдавая предпочтение определенным преимуществам той или иной технологии, в недалеком будущем пользователи будут выбирать между NVIDIA и ATI не только исходя из годами сформировавшихся мнений о брэндах, но и базируясь на фактах о технологиях SLI или CrossFire.
По аналогии с NVIDIA, для размещения двух видеокарт ATI в одной «упряжке» потребуется материнская плата с чипсетом того же производителя (поддержка CrossFire началась с чипсета Intel i975X), с двумя слотами PCI Express. Как и SLI, CrossFire требовательна к системным ресурсам, что потребует качественного БП.
К системе, использующей технологию CrossFire, для сборки видеосистемы предъявляются следующие основные требования:
1. Материнская плата должна быть основана на чипсете ATI Radeon Xpress 200 CrossFire. Данные платы выпускаются как для процессоров AMD Sempron/Athlon 64, так и для Intel Pentium 4/Celeron и др. Так что ATI теперь будет зарабатывать и на чипсетах, производство которых ранее не достигало больших масштабов.
2. Видеокарты. Для работы технологии необходима ведущая карта CrossFire master и любая другая видеокарта на базе чипа из того же семейства, что и ведущая карточка. Ведущую карточку от других отличает наличие разъема DMS–59 (соединяемого с DVI на ведомой карте), чипа CrossFire, ну и, конечно же, стоимость.
3. Блок питания. Для содержания такого серьезного комплекта понадобится БП с мощностью 400–450 Вт минимум, желательно более мощный.
Фирма ATI более гибко относится к своим покупателям, не привязывая их к обязательной покупке двух карточек с одинаковым чипом от одного производителя. Привязка осуществляется только к семейству видеочипа, на котором основан ускоритель. То есть, можно приобрести ведущий видеоускоритель Radeon X800 и ведомый Radeon X800 XL. Master Radeon X800 будет совместим с карточкой любого производителя на базе любой модификации чипа X800. Это безусловное преимущество над конкурентом — если брать один ускоритель, с перспективой дальнейшей модернизации путем доустановки еще одной видеокарты, то не придется рыскать в поисках карточки какого-то определенного производителя на базе конкретного чипа. Например, технологию CrossFire поддерживают видеокарты на базе X800 и X850, а также новинки на базе X1xxx.
На ведущей видеокарте (master CrossFire) находится специальный чип, позволяющий совмещать усилия ускорителей. Он попиксельно (в реальном времени) обрабатывает изображения, сгенерированные каждой карточкой, и объединяет их в единую картинку. Вся информация с ведомой видеокарты ведущей передается по соединению через разъемы DMS-59 и DVI. Длина кабеля между двумя карточками в таком случае довольно мала, что позволяет избежать потерь при передаче данных (рис. 1, 2).
Особенностью режимов работы CrossFire является то, что для CrossFire доступно всего 3 режима рендеринга: Scissor, SuperTiling, AFR. В отличие от SLI-систем свободный выбор режимов недоступен и нужный режим выбирается драйвером автоматически.
Режим рендеринга Scisso r . Это достаточно известный метод обработки изображения суть которого заключается в разделении кадра на две части, каждую из которых обрабатывает отдельная видеокарта. В теории кадр может делиться пропорционально мощности видеочипов установленных в ПК видеокарт. Для одинаковых карточек кадр делится в соотношении 50:50, но если одна из них более мощная, то выбирается соотношение 30:70 или 40:60. Однако, как может показаться на первый взгляд, не для всех игровых приложений такой режим будет предпочтителен. К примеру, в 3D–шутерах нижняя часть кадра мало меняется на протяжении игры, чего не скажешь о верхней. Для этого предусмотрено увеличение обрабатываемой в кадре зоны для карточки, простаивающей в данный момент времени (для расчета геометрии сцены также потребуются дополнительные ресурсы).
. Рис. 3. . Режим рендеринга Scisso r 3Рис. 3
Режим рендеринга SuperTilin g . Являетсястандартным режимом CrossFire. Он делит изображение на множество квадратиков , визуально напоминающих поверхность шахматной доски. Часть таких квадратиков обрабатывает одна видеокарта, часть — другая. Это позволяет грамотно распределить нагрузку между видеокартами в пиксельных приложениях . Однако обе карточки должны просчитывать всю геометрию сцены (данный режим не поддерживают игры на основе API OpenGL).
Рис . 4. . Режимрендеринга SuperTiling
Режим рендеринга Alternate Frame Rendering (AFR). Это один из самых быстрых режимов работы CrossFire. Его суть заключается в том, что одна карточка рассчитывает четные кадры , вторая — нечетные . Таким образом, между обеими ускорителями равномерно распределяется нагрузка на графические процессоры (данный метод — не новинка, режим AFR был задействован и на старых двухчиповых картах ATI). Единственный недостаток режима — он не будет работать в компьютерных играх, использующих функции render-to-texture . Производительность CrossFire в режиме AFR будет зависеть от особенностей обрабатываемой сцены (обрабатываемый и отображаемый в данное время – это разные кадры). Режим AFR будет эффективен для отображения качественной картинки в приложениях, не требующих плавной смены кадров для комфортной работы с ними (в шутерах и симуляторах AFR будет менее эффективен, чем, скажем, в стратегиях).
Рис . 5. . Режимрендеринга Alternate Frame Rendering (AFR)
Режим Super AА позволяет существенно улучшить качество изображения в ущерб скорости (дополнительным FPS). Суть работы режима SuperAA заключается в том, что обе карточки генерируют одну сцену с разными шаблонами FSAA. Затем чип CrossFire объединяет их в единое целое . Это позволяет добиться лучшего сглаживания «зернистости», известной под именем aliasing .
Рис. 6. . Режим Super AА
Количество режимов работы у технологии ATI больше, чем у NVIDA, однако не факт, что качество их реализации на должном уровне. Режимом AFR обладают технологии обеих компаний , а Scissor – это просто несколько модифицированный режим Split Frame Rendering от NVIDIA. Режим SuperAA повышает качество в ущерб производительности , а практичность SuperTiling вызывает сомнения.
Как уже было сказано выше, существуют версии чипсетов как для процессоров AMD, так и для Intel. Материнские платы на основе чипсета ATI не требуют установки режимов работы с одной или двумя видеокартами — связку CrossFire плата определяет автоматически, чем опять-таки выгодно отличается от NVIDIA nForce4 SLI. 130-нанометровый техпроцесс изготовления чипов обеспечит неплохие возможности для разгона без применения дорогих высококачественных систем охлаждения, а сама технология максимально нацелена на энтузиастов и оверклокеров.
Преимущества технологий ATI CrossFire по сравнению с NVIDIA SLI:
— для ATI CrossFire необязательна адаптация игры под данную технологию, она работает со всеми играми на основе API DirectX и API OpenGL;
— нет необходимости покупать карточки одного и того же производителя с одинаковыми чипами и версией BIOS — карты ATI CrossFire могут быть произведены разными компаниями;
— ATI CrossFire работает и с уже продававшимися моделями Radeon X800/X850;
— у ATI CrossFire больше режимов работы, чем у NVIDIA SLI, однако один из них делает акцент на качество, но вовсе не на производительность.
— стоимость ведущей (master) карточки CrossFire заметно выше, чем у ведомой, в то время как стоимость обеих карт NVIDIA одинакова;
Источник
Зачем нужны видеокарты с поддержкой SLI?
SLI — это запатентованная технология параллельной обработки, разработанная Nvidia. Позволяет нескольким графическим процессорам соединяться и работать на одном ПК через мост SLI для быстрой передачи данных между двумя устройствами.
Аббревиатура расшифровывается как Scalable Link Interface, а идея масштабируемости лежит в основе технологии нескольких графических процессоров. Чтобы добиться этого, несколько графических процессоров могут одновременно воспроизводить кадры для вывода на один дисплей, что теоретически значительно расширяет возможности графической обработки машины.
История
В 1998 году 3Dfx произвела и распространила линейку графических ускорителей, известную как Voodoo2. Это первое устройство, использующее недавно представленный интерфейс 3dfx Scan-Line Interface, или SLI, и включающее три графических процессора на одной карте. Voodoo2 была первой ориентированной на потребителя видеокартой. Во многом задала тон богатому, динамичному аппаратному рынку в настоящее время для игровой индустрии.
Связь между двумя картами Voodoo2 обеспечивалась ленточным кабелем, который позволял картам обмениваться данными и отображать изображение, чередуя рисование горизонтальных линий пикселей. Эта технология позволила использовать разрешение 1024 × 768, что считается значительным скачком по сравнению с конкурентами с одной картой, которые могли управлять только стандартными 800 × 600.
На фоне агрессивного маркетингового продвижения технология SLI обещала удвоить вычислительную мощность ПК. В действительности, технология столкнулась со многими проблемами, в основном связанными с необходимостью жертвовать слотами PCI Express для размещения двух устройств Voodoo2 за счет сетевых карт и тому подобного.
Фактический процесс рендеринга был подвержен неприглядным артефактам отображения, таким как неполные кадры и разрывы. Запретительные затраты на приобретение двух карт (около 300 долларов каждая) оказались препятствием для широкого распространения этой технологии, и это оставалось прерогативой нишевых энтузиастов, жаждущих похвастаться своей игровой системой.
Но судьба 3Dfx быстро пошла на юг из-за грязного слияния с STB Systems, замедления продаж и неспособности идти в ногу с экспоненциально лучшими линейками карт GeForce и Radeon . В конце 2000 года Nvidia приобрела компанию-производителя графических карт, производство и поддержка которой вскоре прекратились.
Nvidia не сразу использовала технологию SLI, и она оставалась бездействующей до 2004 года. Компания повторно запустила его как Scalable Link Interface, ориентированный на использование в слотах PCI-e, а не в ранее использовавшихся слотах PCI.
Технология стала повсеместно распространенной в большинстве современных графических процессоров Nvidia, и большинство стандартных технологий чипсетов для материнских плат, особенно серии Intel X и Z, поддерживают SLI.
Большая часть аппаратной технологии была заменена и обновлена для современных потребностей, но основная концепция использования мощности двух параллельных графических процессоров остается.
Особенности технологии
SLI работает на устройствах подключенные в общую сеть видеокарт, где одна карта выступает в качестве конечного порта вызова или главного устройства, отвечающего за отправку на дисплей окончательно прорисованной трехмерной графики. Эта технология может одновременно соединять 2, 3 и 4 графических процессора, стилизованные под 2-way, 3-way и 4-Way SLI .
Мост SLI обеспечивает передачу данных и отношения «ведущий-ведомый» между двумя идентичными графическими процессорами. Идея состоит в том, чтобы обойти чипсет материнской платы в целом и позволить устройствам обмениваться данными напрямую, избегая, таким образом, конкуренции за ограниченную пропускную способность.
Существует четыре типа мостов:
- Стандартный мост SLI с полосой пропускания до 1 ГБ в секунду и тактовой частотой 400 МГц.
- Светодиодный мост SLI , который похож на ранее упомянутый стандартный мост, за исключением пикселей с тактовой частотой 540 МГц и способности излучать светодиодное освещение RGB во время работы.
- Мост SLI HB или мост с высокой пропускной способностью, работающий на частоте 650 МГц со скоростью передачи около 2 ГБ в секунду. В настоящее время это самый распространенный мост.
- Мост NVLink считаетсяя самым последним форматом и уникальным для линейки графических процессоров Nvidia RTX. Отличается скоростью до 100 ГБ в секунду.
Различные скорости передачи означают, что каждый тип подходит для определенного разрешения. Мост SLI лучше работает при 1080p, светодиод SLI — при 4K, а SLI HB и NVLink подходят для 5K.
Работа SLI — сводится к разделению задач рендеринга в равной степени между графическими процессорами. В большинстве случаев одна карта будет концентрироваться на наборе кадров, а другая — на другой половине. В совокупности создается полностью сформированный кадр, готовый для отображения на мониторе.
В настоящее время существует три режима SLI:
- Рендеринг с разделением кадров , при котором нагрузка рендеринга распределяется по горизонтали на куски в зависимости от сложности 3D и делится на графические процессоры.
- Альтернативный рендеринг кадров , при котором каждый графический процессор последовательно выводит кадр. GPU 1 отображает кадр 1, GPU 2 отображает кадр 2, GPU 1 отображает кадр 3, GPU 2 отображает кадр 4 и т.д. До бесконечности. Результатом считается более высокая частота кадров.
- Сглаживание SLI , благодаря чему возможности сглаживания увеличиваются в два раза благодаря совместному распределению задачи обработки между графическими процессорами в схеме смещения. Результатом считается поразительно лучшее визуальное качество, но в результате производительность имеет тенденцию принимать удар. Возможно сталкивались с этой опцией в настройках игр, часто сопровождаемых SLI 8X или SLI 16X, и задавались вопросом, что все это значит?
Чтобы SLI работал, разработчики должны кодировать игры для поддержки этой технологии. Из-за сложности, присущей двум графическим процессорам для совместной работы, этот процесс требует значительных усилий.
После того, как они установили солидный набор настроек, которые не нарушают игру, Nvidia публикует так называемый профиль SLI. Он содержит набор обновлений драйверов, предназначенных для подготовки графического процессора к работе с игрой и повышения графической производительности.
Актуальность и критика
Поддержка SLI снижается со времен безмятежности графических процессоров Nvidia серии GTX 600, 700, 900. В те годы большинство игр стремились поддерживать SLI, и как Nvidia, так и разработчики заметили толчок к интеграции этой технологии. Со стороны потребителей был высокий интерес, и SLI оказался доступным способом более или менее удвоить графические возможности системы.
Однако с появлением все более мощных одиночных графических процессоров, особенно серий 1000 и 2000, более чем способных удовлетворить требования «ультра» настроек в современных играх. Потребность в установке с двумя графическими процессорами приближается к моральному устареванию для среднего уровня.
Небольшое меньшинство игроков используют SLI, означает, что создание профиля ограничено все меньшим количеством новых игр. Разработчики сосредотачивают свои ресурсы на игровых функциях, исправлениях ошибок и изменениях, которые затрагивают большую часть игроков с одним GPU. Производители не кодируют их игры для поддержки SLI, и не ломаются, для нишевой группы пуристов, стремящихся достичь лучший FPS и разрешение на 5K или выше.
Отсутствие потребителей, покупающих установки с двумя графическими процессорами, означает что разработчики реже обращают внимание на поддержку SLI. Теперь меньше людей покупают машины с SLI.
Для игр, которые поддерживают SLI, масштабирование часто не достигает 200%, ожидаемого от двух идентичных графических процессоров. Технология SLI склонна к микропроцессорам (особенно в режиме рендеринга альтернативных кадров) и другим проблемам с производительностью, отсутствующим при рендеринге с одним графическим процессором. Это отталкивает многих потребителей, интересующихся технологией SLI.
Многие новые и старые игры не будут работать с включенным SLI, это означает что его нужно отключить, чтобы играть. Ценовое соображение вновь поднимает голову, и многие не видят логики в двойной трате за столь малую прибыль. Требования к мощности установки SLI учитывают эту тенденцию.
Nvidia постепенно отказывается от поддержки SLI, поскольку она выпускает новые модели, что считается лучшим признаком того, что технология находится в упадке. Из самой последней серии RTX только RTX 2080 и RTX 2080 TI поддерживают NVLink, необходимый для графических процессоров с двумя SLI . Вероятность того, что кто-либо, кроме опытных пользователей, будет использовать эту технологию за высокую цену на эти модели маловероятна.
Чтобы больше повлиять на состояние SLI, DirectX 12 в настоящее время не поддерживает SLI. Все больше разработчиков переходят на новую и универсальную версию популярного API. Вероятно названия с поддержкой SLI резко упадут.
Преданные SLI утверждают иначе. Тысячи долларов были вложены в топовую серию двойных графических процессоров. Эта группа стремится оправдать свои вложения дерзкой и сердечной дозой когнитивного диссонанса.
Вывод
Если SLI зацепил вас, обратите внимание на текущее состояние поддержки SLI для большинства игр. Если есть финансы для поддержки такой настройки и имеется видеокарта с хорошим FPS и более высокого разрешения, то SLI это лучший выбор.
Источник
