Що таке Nvidia SLI

0
177
Що таке Nvidia SLI

Для будь-якого обчислювального компонента, будь то процесор або GPU, є кілька шляхів розвитку. Самий банальний — це взяти і збільшити частоту. При цьому продуктивність зростатиме майже лінійно, але ось тепловиділення буде зростати по кубічному закону (чому — відповідь у цій статті). Другий спосіб — оптимізація самого процесора: доопрацювання конвеєра, оптимізація інструкцій, зміна типу транзисторів і так далі. Спосіб хороший тим, що навіть зараз дозволяє підняти продуктивність на 5-7% через покоління, але це явно не той приріст, якого всі чекають. Ну і третій спосіб — це зменшення техпроцесу: при цьому знижується і робоча напруга процесора, а значить і його тепловиділення, що дозволяє, наприклад, збільшити його частоту. Однак чим менше техпроцес, тим важче його зробити ще менше: наприклад, Intel «сидить» на 14 нм вже третій рік, і невідомо, коли перейде на 10 нм.

Перенесемося на 13 років тому — часи Pentium 4. Частоту нарощувати вище 3.5 ГГц було не ефективно — процесор і так був дуже гарячим. Переклад його на більш низький техпроцес і тим більше оптимізація — процес довгий, а AMD зі своїми Athlon не чекає. І тоді Intel вирішила зайти з іншого боку — зробити двоядерний процесор, але на більш низьких частотах. У підсумку тепловиділення залишилося на тому ж рівні, а ось продуктивність підвищилася. Пізніше з’явилися користувальницькі 4ядерние процесори, потім 6ядерние, ну і апогей — 8ядерние Ryzen. І цей процес, зрозуміло, буде продовжуватися далі.

А що ж відбувається на ринку відеокарт? В принципі — теж саме. «Одноголових» рішень вистачало і вистачає звичайним гравцям, але для геймерів компанія 3dfx в 1998 зробив теж, що і Intel 7 роками пізніше — випустила «двоголового» відеокарту.

Історія появи SLI

Як я вже написав вище, у 1998 році компанія 3dfx представила технологію SLI (англ. Scan Line Interleave – чергування рядків), з допомогою якої могли працювати разом два чіпа Voodoo2:

Це давало неймовірні на ті часи можливості — запуск ігор в дозволі 1024х768. Однак проблем так само вистачало — це і підвищене тепловиділення, і ціна (600 доларів). На жаль, ідея не дуже прижилася через те, що софта, який умів задіяти обидва чіпа, практично не було, і в результаті через пару років лінійка Voodoo5 виявилася провальною — продали всього 200 відеокарт, з яких реально працювало близько сотні. Це, а також інші помилки 3dfx, призвели до того, що компанія була куплена Nvidia за 110 мільйонів доларів у 2001 році.

В Nvidia, звичайно ж, оцінили SLI, але от проблема в тому, що тоді отримав розвиток AGP-порт, який був на материнських платах тільки один, так що ідея SLI на двох різних відеокартах, на жаль, провалилася (хоча відеокарти з двома графічними чіпами все ж проводилися, але, швидше, як виключення).

У 2004 році з’явилася шина PCI-E, яка активно використовується до цих пір. І одним з її плюсів було поділ ліній — тобто можна було зробити два порти по х4 або один з х8. Стали з’являтися материнські плати з двома портами PCI-E, і тоді ж Nvidia «перезапустила» SLI — тепер він розшифровується як Scalable Link Interface (масштабований інтерфейс). На жаль — спочатку (та й зараз) були всі ті ж проблеми, що і 3dfx: потрібно було оптимізувати драйвера під використання 2 відеокарт, і потрібно було «штовхати» розробників ігор, щоб вони оптимізували їх під SLI. Це робили далеко не всі, тому особливого толку від SLI тоді не було: люди переплачували вдвічі, а приріст в іграх в кращому випадку був 50-60%, а в деяких випадках fps від використання SLI навіть падав.

Але Nvidia не здавалася — в 2007 році був представлений Triple-SLI, що дозволяє підключати вже 3 відеокарти разом, і навіть роком раніше з’явився не зовсім чесний Quad-SLI: можна було підключати разом дві двочіпових відеокарти (GeForce 7900GX2), що давало 4 працюють разом GPU. В теорії Nvidia обіцяла, що 3 відеокарти можуть працювати разом до 2.5 разів швидше, ніж одна. На практиці, на жаль, все було ще гірше, ніж з 2 картами.

Алгоритми побудови зображення з використанням SLI

Найпростіший алгоритм — Split Frame Rendering (роздільний рендеринг кадру). Він полягає в тому, що кадр ділиться порівну між усіма відеокартами в системі:

Плюси очевидні — картинку можна без проблем і поділити на 2, і на 3, і 4, і навіть на 10 шматків, тобто в теорії кількість одночасно працюючих відеокарт не обмежена. Але проблеми, на жаль, теж є — у кожного ділянки кадру своя складність, і тому всі відеокарти чекають, поки одна з них не обробить свій найважчий ділянку. З-за цього відеокарти часом працюють неефективно, і в підсумку fps виявляється нижче того, що міг бути.

Другий алгоритм, що випливає з першого — Alternate Frame Rendering (чергується рендеринг кадру). Він полягає в тому, що всі відеокарти обробляють кадри по черзі: приміром, якщо їх дві, одна обробляє всі парні кадри, а інша — всі непарні:
Плюси все ті ж — таким чином можна розпаралелити завантаження між будь-якою кількістю відеокарт. Мінусів теж вистачає — починаючи з того, що складність кадрів може бути різною (а значить знову ж таки можливі затримки), і закінчуючи тим, що у відеопам’яті тепер повинен зберігатися не один кадр як раніше, а вже два — тобто потрібно більше відеопам’яті (взагалі кажучи, я дещо перебільшую — один кадр це мінімум, в сучасних іграх відеокарта може зберігати і 5 наступних кадрів в буфері).

До речі, Quad-SLI з двома двочіповими відеокартами використовується поєднання технологій вище — одна двочіпова відеокарта використовує SFR, тобто поділ кадру на дві частини, а в сумі обидві відеокарти працюють за AFR — тобто чергують кадри. Але, як не важко здогадатися, проблем з організацією всього цього багато, тому приріст продуктивності набагато нижче очікуваного 4кратного.

Ще один алгоритм побудови зображення, SLI AA (Anti Aliasing, згладжування), що якісно відрізняється від попередніх — він заточений не на підвищення fps, а на поліпшення якості картинки: один кадр генерується на всіх відеокартах, і послідовно частково згладжується спочатку на одній, потім на інший (тобто згладжування йде з деяким кроком). У результаті на виході ми отримуємо картинку з тим же fps, що і у одиночної відеокарти (ну або трохи вище), але набагато більш чітку може бути навіть х32 згладжування!

Однак SLI може використовуватися не тільки для прямого розпаралелювання навантаження — наприклад, в Nvidia є PhysX, SLI — він полягає в тому, що одна відеокарта (найпотужніша) обробляє графіку, а інша (більш слабка) — PhysX-ефекти (дим, вогонь, ефекти тканини і так далі). Так само є так званий Hybrid SLI — це робота інтегрованою в процесор відеокарти разом з дискретною. На жаль, як і слід було очікувати, приросту від цього не було, тому ця технологія трансформувалася в Nvidia Optimus, де картинку може рендери або дискретна, або інтегрована відеокарта, ну а на екран картинку завжди виводить інтегрована (щоб не було помітного перемикання між відеокартами).

Вимоги для системи з відеокартами в SLI

Так як ми підключаємо відразу декілька відеокарт, то на материнській платі має бути стільки ж слотів PCI-E, скільки буде підключено відеокарт. В принципі для роботи однієї карти вистачає навіть х4 швидкості, тому на сучасних материнських платах зазвичай ставлять до 3 портів, у підсумку виходить режим х8+х4+х4. Друга очевидна вимога — це блок живлення, з, по-перше, достатньою потужністю (700 і вище ватт), і, по-друге, з потрібною кількістю 6 і 8-пінових коннекторів для додаткового живлення відеокарти. Також для роботи потрібен спеціальний SLI-місток для з’єднання відеокарт прямо:

Зрозуміло, можна передавати дані безпосередньо через PCI-E, і раніше так робили, але зараз обсяг даних настільки великий, що їх передача по PCI-E істотно б знизила продуктивність (так як сам інтерфейс PCI не дуже-то швидкий, особливо якщо використовуються лише 4 лінії). Також потрібні відеокарти з підтримкою SLI — їх легко визначити за спеціальним контактів для підключення містка. Ще одна важлива вимога — потужний процесор: чим вище fps, тим вище навантаження на процесор, до того ж йому доведеться синхронізувати відеочіпи між собою.

Саме основне — які відеокарти об’єднуються в SLI. По-перше, для коректної роботи це повинні бути однієї відеокарти лінійки (але не обов’язково однакових виробників). Об’єм пам’яті обмежується найменшим обсягом все відеокарт (тільки в іграх під DX 11 — у DX 12 пам’ять може додаватися). Все інше — версії BIOS, частоти і так далі — не важливо.

Ну і найголовніше питання — а чи варто взагалі робити SLI? Моя відповідь — ні, виняток — ви дуже вимогливий геймер і хочете грати в 8К60. Посудіть самі — найпотужнішої користувача одночіпової відеокарти, 1080 Ti, без проблем вистачає на максимальні налаштування навіть в 2К, 4К для 60 fps в самих вимогливих іграх доведеться трохи прибрати згладжування і ефекти. Тобто звичайного геймеру цієї відеокарти просто позаочі. Морочитися з SLI варто, якщо у вас, приміром, 120 гц 4К монітор, або парочка 4К 60 гц моніторів — в такому випадку так, SLI має сенс для досягнення плавності картинки на максимальних настройках в обох випадках, але і тут потрібно розуміти, що не у всіх іграх від SLI буде істотний приріст, тому все одно в деяких іграх доведеться або знижувати графіком, або «терпіти» нижче 60 fps. Так що, на жаль, якщо в процесорах багатоядерність давно стала нормою, в світі відеокарт поки все ще правлять «одноголові» рішення.

Оцініть статтю

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here