Odkedy je možné v systéme použiť viac grafických kariet, videli sme, ako nadšenci túžia po príšerných strojoch s 2, 3 alebo dokonca 4 grafickými kartami nainštalovanými súčasne. Počítače s viacerými grafickými kartami sa považovali za absolútne najlepšie, aké odvetvie ponúka. Dokonca sme videli, ako je niekoľko grafických kariet natlačených na rovnaké grafické karty s kartami ako Nvidia GeForce GTX 690 a AMD R9 295 × 2. Ale so všetkým svojim humbukom a slávou sa zdalo, že viac systémov GPU nikdy skutočne nevzlietlo. Ich popularita zaznamenala rýchly a prudký pokles krátko po vrchole viacerých systémov GPU. Na tomto poklese sa podieľalo niekoľko faktorov a jedným z nich bola nespoľahlivosť premosťovacieho systému, ktorý sa používal na vzájomné prepojenie grafických kariet.
Dve grafické karty Nvidia GeForce GTX 1080 v SLI - Obrázok: Nvidia
Technika spoločnosti Nvidia na vzájomné prepojenie dvoch alebo viacerých grafických kariet bola známa ako SLI, čo je skratka pre Scalable Link Interface. Išlo o technológiu, ktorú Nvidia kúpila od spoločnosti 3dfx Interactive, ktorá ju uviedla na trh v roku 1998. SLI bola v podstate značka pre technológiu multi-GPU spoločnosti Nvidia založenú na prepojení dvoch alebo viacerých grafických kariet do jedného výstupu pomocou algoritmu paralelného spracovania. Konkurenčná spoločnosť Nvidia AMD tiež predstavila svoju verziu technológie a je známa ako Crossfire.
Ako funguje SLI?
Grafické karty v systéme SLI fungujú v konfigurácii typu master-slave, čo znamená, že jednej z kariet je priradená rola „master“ napriek tomu, že záťaž je rovnomerne rozložená medzi všetky karty. Keď karta „slave“ dokončí svoje vykreslenie, odošle svoj výstup na hlavnú jednotku, ktorá potom skombinuje tieto dve vykreslenia a doručí výstupný obraz na monitor. V konfigurácii s dvoma kartami hlavná karta zvyčajne manipuluje s hornou polovicou obrazu, zatiaľ čo podradená karta so spodnou polovicou.
Spôsob, akým SLI funguje - Obrázok: Linus Tech Tips
Dve (alebo viac) kariet sú pripojené cez most SLI alebo SLI konektor. Hlavným účelom mosta SLI Bridge je nadviazať spojenie medzi kartami a umožniť kartám nadviazať komunikačnú cestu medzi nimi. Bez SLI Bridge, aj keď je možné spustiť viac kariet, existuje nesúlad špecifikácií a výsledky sú zvyčajne veľmi zlé. SLI Bridge znižuje obmedzenia šírky pásma a môže odosielať údaje priamo medzi kartami. Tri typy mostov SLI sú:
- Štandardný most (400 Mhz Pixel Clock, 1GB / s bandwidth): Toto je štandardný mostík dodávaný so základnými doskami, ktoré podporujú SLI až do 1920 × 1080 a 2560 × 1440 pri 60 Hz.
- LED mostík (540 MHz Pixel Clock): Odporúča sa pre monitory s rozlíšením až 2560 × 1440 pri 120 Hz + a 4K. Môže pracovať iba so zvýšenými hodinami pixelov, ak tieto hodiny podporuje grafický procesor. Predáva ho spoločnosť Nvidia, ako aj celý rad partnerov AIB.
- Most s vysokou šírkou pásma alebo Most SLI HB (650 MHz Pixel Clock a 2GB / s Bandwidth): Toto je najrýchlejší most a predáva ho výlučne spoločnosť Nvidia. Odporúča sa pre monitory do 5K a priestorový zvuk. SLI HB Bridges sú k dispozícii iba v obojsmerných konfiguráciách, takže nastavenia s viac ako 2 kartami tu nemajú šťastie.
Mechanizmus pôsobenia SLI
SLI pracuje pomocou dvoch hlavných metód. Jedným z nich je SFR alebo Split Frame Rendering, v ktorom systém analyzuje vykreslený obraz a rozdeľuje zaťaženie medzi GPU, ktoré sú pripojené v SLI. Rám je rozdelený na dve časti pomocou vodorovnej čiary. Umiestnenie čiary závisí od geometrie scény. Hlavným rozhodujúcim faktorom umiestnenia linky by bola zložitosť záťaže, ktorú si scéna vyžaduje v rôznych oblastiach. Ak jedna z kariet vykresľuje hornú časť scény s oblohou, potom by bola čiara v obraze nižšia, aby sa vyrovnal rozdiel v zaťažení medzi týmito dvoma kartami.
Ďalším spôsobom, ako funguje SLI, je AFR alebo Alternate Frame Rendering, ktoré sú celkom jednoduché. V tejto metóde je každý ďalší rámec vykreslený iným GPU. Jedna z kariet vykresľuje všetky nepárne rámce a jedna vykresľuje všetky párne rámce. Je dokázané, že AFR má lepšiu snímkovú frekvenciu ako SFR, prináša však novú formu artefaktu známu ako mikro koktanie. Aj keď je snímková rýchlosť dostatočne vysoká, mikroškrkanie môže ovplyvniť vnímanú plynulosť obrazu zavedením malých koktaní medzi snímkami kvôli variabilnému tempu, ktorým karty pracujú v AFR.
Vzostup a pád SLI
SLI vzrástol v popularite počas sérií grafických kariet Kepler, Maxwell a Pascal, ale od tej doby zaznamenáva neustály a drastický pokles. Už za éry grafických kariet GTX 1000 od spoločnosti Nvidia sa popularita SLI zmenšovala. Iste, grafické karty SLI môžu poskytovať lepší výkon ako jeden GPU a pri inštalácii do puzdra vyzerajú dokonca fantasticky, ale v prvom rade malo SLI viac problémov ako výhod.
Najskôr ste si museli overiť, či vaša základná doska podporovala SLI. Bol to zásadný krok, pretože niektoré základné dosky podporovali SLI, niektoré podporovali Crossfire a niektoré podporovali obe, zatiaľ čo iné nepodporovali ani jednu. Potom ste museli mať identické grafické karty. Bolo to náročné, pretože ponuka hodnôt bola v porovnaní s výkonnejšou grafickou kartou skutočne skreslená. Grafické karty museli byť rovnakého modelu a série, a dokonca predtým rovnakého výrobcu, čo sa však neskôr trochu zjednodušilo. Prevádzka viacerých grafických kariet tiež vyžadovala mohutnú a nákladnú jednotku napájania (o ktorej sa môžete dozvedieť viac informácií) práve tu ) a bolo tiež potrebné monitorovať a ovládať termiku kvôli niekoľkým kartám lačným po energii, ktoré bežia v tesnej blízkosti navzájom.
Na spustenie tohto nastavenia SLI potrebujete veľa energie - Obrázok: GPUMag
Skutočnou Achillovou pätou celého ekosystému SLI bola podpora hry. Nie všetky hry podporovali SLI, a dokonca ani tie, ktoré ich podporovali, priniesli nevýrazné zvýšenie výkonu pri zohľadnení ďalších investícií. Vo väčšine prípadov by bolo oveľa lepšie, keby ste si kúpili výkonnejšiu samostatnú grafickú kartu než 2 slabšie a umiestnili ich do SLI. V priebehu rokov sa podpora pre SLI ešte zhoršila, vývojári ju v moderných hrách mysleli len zriedka. Úder vraždy nakoniec neprišiel od nikoho iného ako od samotnej Nvidie, ktorá ukončila podporu SLI z väčšiny svojich radov grafických kariet. Pokiaľ ide o zostavu grafických procesorov Turing, podporuje SLI iba ten najlepší z najlepších, RTX 3090. To znamená, že SLI pre bežných spotrebiteľov je z hľadiska hrania skutočne mŕtvy.
Čo je NVLink?
S radom grafických kariet Turing priniesla Nvidia novú technológiu na pripojenie viacerých grafických kariet, ktorá sa nazýva NVLink. Je to rozhranie s mnohonásobnou šírkou pásma ako staré rozhranie SLI a má tiež mnoho ďalších zvláštností a funkcií. Technicky vzaté, ide o sériové viacprúdové komunikačné spojenie blízkeho dosahu založené na drôtovom komunikačnom protokole. Docela sústo, nie? Všeobecnejšie povedané, ide o vylepšené prepojovacie rozhranie medzi viacerými grafickými kartami Nvidia, ktoré sľubuje viac výhod a funkcií ako stará verzia SLI.
NVLink sľubuje obrovský skok v šírke pásma - Obrázok: Nvidia
NVLink možno považovať za pokus spoločnosti Nvidia získať späť trhový podiel multi-GPU, ktorý sa zmenšil v roku 2020. Táto technológia sľubuje, že v blízkej budúcnosti sa z hrania pomocou viacerých grafických kariet stane žiaduca a vysoko efektívna metóda. NVLink je v podstate oveľa rýchlejší most ako SLI a jeho cieľom je prekonať medzeru latencie medzi týmito dvoma grafickými kartami. Riaditeľ technického marketingu spoločnosti Nvidia Tom Peterson v tejto súvislosti hovorí:
„Tento most je viditeľný pre hry, to znamená, že možno bude existovať aplikácia, ktorá sa bude pozerať na jeden GPU a bude sa pozerať na iný GPU a bude robiť niečo iné,“ vysvetľuje Petersen. „Problém s výpočtom s viacerými GPU spočíva v tom, že latencia z jedného GPU na druhý je ďaleko. Musí ísť cez PCIe, musí to ísť cez pamäť, je to skutočná veľká vzdialenosť z pohľadu transakcie “….” NVLink to všetko napravuje. NVLink teda znižuje latenciu prenosu z GPU na GPU úplne dole. Nejde teda len o šírku pásma, ale o to, ako blízko mi je pamäť tohto GPU. Ten GPU, ktorý je cez odkaz ... dokážem o tom trochu premýšľať ako o svojom bratovi, nie ako o vzdialenom príbuznom. “
Ďalej dodal, že NVLink bol skôr budúcim plánom ako súčasným riešením:
„Premýšľajte o moste viac, pretože chceme položiť základ budúcnosti,“ ... “Akonáhle to bude fungovať a my svoje mosty nasadíme a ľudia pochopia, že hej, toto je most s rýchlosťou 100 GB / s, potom vývojári hier viď. “
Vyzerá to tak, že Nvidia v skutočnosti skôr ako na súčasnosť financuje budúcnosť NVLink. Nvidia vie, že podpora viacerých GPU je momentálne dosť sklamaním, preto chcú predstaviť technológiu, ktorá sa nebude pokúšať meniť iba perspektívu vývojárov hier, ale aj názory bežného spotrebiteľa na viac GPU podpora.
Ako funguje NVLink?
Na rozdiel od SLI NVLink využíva sieťové siete, čo je sieťová topológia, v ktorej sa uzly infraštruktúry pripájajú priamo nehierarchickým spôsobom. To umožňuje, aby informácie prenášal každý uzol individuálne, a nie aby boli smerované cez jeden konkrétny uzol. Umožňuje tiež uzlom dynamicky sa samoorganizovať, čo umožňuje dynamické rozloženie pracovných zaťažení. NVLink získava svoju hlavnú silu z tohto mechanizmu, ktorým je jeho rýchlosť.
NVLink tiež odstránil vzťah master-slave implementácie SLI, skôr zaobchádza s každým uzlom rovnako, čo ohromne zlepšuje rýchlosť vykresľovania. Na rozdiel od SLI má NVLink výhodu v tom, že má pamäte oboch grafických kariet neustále k dispozícii. Je to spôsobené neuveriteľnou sieťovou implementáciou NVLink. Vzťah kariet NVLink je v zásade obojsmerný a dve spojené karty fungujú ako jedna.
Ako funguje NVLink - Obrázok: Linus Tech Tips
Rýchlosť rozhrania NVLink sa odráža v šírke pásma jeho mostov. Aj keď aj tie najlepšie SLI Bridges mali šírku pásma v najlepšom prípade 2 GB / s, NVLink Bridge sľubuje v niektorých prípadoch ohromujúcich 200 GB / s. Je pravda, že mosty NVLink s rýchlosťou 160 a 200 GB / s sú obmedzené na profesionálne GPU spoločnosti Nvidia, Quadro GP100 a GV100, ale tieto čísla sú stále dôkazom neuveriteľného skoku v šírke pásma rozhrania NVLink cez SLI. Najvýkonnejšie GPU nadšenci ako TITAN RTX alebo 2080Tis môžu vo väčšine prípadov očakávať potenciálnu šírku pásma neuveriteľných 100 GB / s.
Stojí NVLink za to?
Opravil teda NVLink spoločnosti Nvidia konečne problémy s vykresľovaním viacerých GPU v hrách? No, odpoveď je stále nie. Zatiaľ čo NVLink urobil určité pozitívne kroky správnym smerom, najmä v metóde, pri ktorej sa obe karty využívajú v porovnaní so SLI, problémom v SLI nikdy nebola metodika. Skutočným problémom za ekosystémom viacerých GPU je podpora hier. Aj vďaka NVLink je dnes väčšina hier ťažko využiteľná pre viac ako jeden GPU. Ak vezmeme do úvahy náklady na dve grafické karty a malé alebo žiadne zlepšenie výkonu vo väčšine scenárov, bolo by nerozumné investovať do NVLink pre spotrebiteľské aplikácie, ako sú hry.
NVLink vs SLI Bridge - Obrázok: Nvidia
Pre profesionálnu prácu môže byť NVLink iba potrebným upgradom. Pre ľudí pracujúcich s grafickými procesormi Quadro od spoločnosti Nvidia alebo podobnými kartami RTX A6000 „NVLink môže byť veľkou pomocou nielen pre zlepšenie výkonu vykresľovania, ale aj vďaka skutočnosti, že NVLink umožňuje prístup k celkovej pamäti oboch kariet, čo môže byť veľkou pomocou pri profesionálnych pracovných zaťaženiach.
Pre väčšinu hráčov je však výber jedinej grafickej karty, ktorá ponúka vyšší výkon ihneď po vybalení, lepší nápad, ako kúpiť si dve slabšie karty a pripojiť ich cez NVLink alebo SLI.
Záverečné slová
Nvidia SLI bola pri prvom uvedení na trh zaujímavou a atraktívnou technológiou a čoskoro si získala popularitu vďaka svojmu potenciálu a trochu slušnej podpore vývojárov počas éry Maxwella a Pascala. Vrchol SLI však nemal krátke trvanie, pretože sa priemysel rýchlo posúval vpred a SLI zostalo v minulosti tak, že vývojári aj hráči upustili od technológie v prospech samostatných a výkonnejších GPU.
Spoločnosť Nvidia sa pokúsila znovuobjaviť trh s viacerými GPU uvedením NVLink, čo je oveľa lepšie pripojenie oproti SLI, ale stále nedokáže vyriešiť mnoho problémov, ktoré SLI trápia. Z tohto dôvodu je v roku 2020 pre hráčov ťažké odporúčanie, keď výkonnejšie jednotlivé grafické karty môžu spoľahlivo a za lacnejšiu cenu poskytnúť lepší zážitok.
