Nvidia NVLink срещу SLI - разлики и сравнение

Откакто стана възможно да се използват множество графични карти в дадена система, виждаме ентусиасти да жадуват зверски машини с инсталирани в тях едновременно 2, 3 или дори 4 графични карти. Компютрите с множество графични карти се смятаха за абсолютно най-доброто, което индустрията може да предложи. Дори видяхме множество графични процесори да се натъпкват в едни и същи графични карти с карти като Nvidia GeForce GTX 690 и AMD R9 295 × 2. Но с цялата си реклама и слава, много GPU системи никога не изглеждаха наистина излитащи. Популярността им се сблъсква с бърз и рязък спад скоро след пика на множество GPU системи. В този спад бяха включени няколко фактора и един от тях беше ненадеждността на мостовата система, която беше използвана за свързване на графичните карти помежду си.



Две графични карти Nvidia GeForce GTX 1080 в SLI - Изображение: Nvidia

Техниката на Nvidia за свързване на две или повече графични карти помежду си е известна като SLI, което означава Scalable Link Interface. Това беше технология, която Nvidia закупи от 3dfx Interactive, който я представи през 1998 г. По принцип SLI беше марката на мулти-GPU технологията на Nvidia, създадена за свързване на две или повече графични карти в един изход с помощта на алгоритъм за паралелна обработка. Съперникът на Nvidia AMD също представи своята версия на технологията и тя е известна като Crossfire.



Как работи SLI?

Графичните карти в SLI система работят в конфигурация главен-подчинен, което означава, че на една от картите е възложена ролята на „главен“, въпреки че натоварването е равномерно разпределено между всички карти. Когато „подчинената” карта завърши своето изобразяване, тя изпраща изхода си към главния, който след това комбинира двете изобразявания и доставя изходно изображение на монитора. При конфигурация с две карти главната карта обикновено обработва горната половина на изображението, докато подчинената карта обработва долната половина.



Начинът, по който работи SLI - Изображение: Linus Tech Tips



Двете (или повече) карти са свързани чрез SLI Bridge или SLI Connector. Основната цел на SLI Bridge е да установи връзка между картите и да позволи на картите да установят линия за комуникация между тях. Без SLI Bridge, въпреки че е възможно да стартирате множество карти, има несъответствие на спецификациите и резултатите обикновено са много лоши. SLI Bridge намалява ограниченията на честотната лента и може да изпраща данни директно между картите. Трите типа SLI мостове са:

  • Стандартен мост (400 Mhz Pixel Clock, 1GB / s bandwidth): Това е стандартен мост, включен в дънни платки, които поддържат SLI до 1920 × 1080 и 2560 × 1440 при 60 Hz.
  • LED мост (540 MHz пикселен часовник): Препоръчва се за монитори до 2560 × 1440 при 120 Hz + и 4K. Той може да работи с увеличен пикселен часовник само ако графичният процесор поддържа този часовник. Той се продава от Nvidia, както и от различни партньори на AIB.
  • Мост с висока честотна лента или мост SLI HB (650 MHz пикселен часовник и 2GB / s честотна лента): Това е най-бързият мост и се продава изключително от Nvidia. Препоръчва се за монитори до 5K и съраунд. SLI HB Bridges се предлагат само в двупосочни конфигурации, така че настройки с повече от 2 карти тук нямат късмет.

Механизъм на действие на SLI

SLI работи по два основни метода. Един от тях е SFR или Split Frame Rendering, в който системата анализира изобразеното изображение, за да разпредели натоварването между графичните процесори, които са свързани в SLI. Рамката е разделена на две с помощта на хоризонтална линия. Разположението на линията зависи от геометрията на сцената. Основният решаващ фактор за поставянето на линията ще бъде сложността на натоварването, което сцената изисква в различни области. Ако една от картите изобразява горната част на сцена, която има небето, тогава линията ще бъде по-ниска в изображението, за да компенсира разликата в натоварването между двете карти.

Друг начин, по който SLI работи, е AFR или Alternate Frame Rendering, което е доста лесно. При този метод всеки друг кадър се изобразява от различен графичен процесор. Една от картите изобразява всички нечетни рамки, а една - всички четни рамки. Доказано е, че AFR има по-добра честота на кадрите от SFR, но въвежда нова форма на артефакти, известна като микро заекване. Дори ако честотата на кадрите е достатъчно висока, микро заекването може да повлияе на възприеманата гладкост на изображението чрез въведени мини заеквания между кадрите поради променливата скорост, с която картите работят в AFR.



Възход и падане на SLI

SLI нараства популярността си по време на серията графични карти Kepler, Maxwell и Pascal, но оттогава насам той е имал постоянен и драстичен спад. Дори по време на ерата на графичните карти GTX 1000 от Nvidia, популярността на SLI намаляваше. Разбира се, SLI графичните карти могат да осигурят по-добра производителност от един графичен процесор и дори изглеждат фантастично, когато са инсталирани в корпуса, но на първо място SLI имаше повече проблеми, отколкото предимства.

На първо място, трябваше да проверите дали дънната ви платка поддържа SLI. Това беше жизненоважна стъпка, тъй като някои дънни платки поддържаха SLI, някои поддържаха Crossfire, а някои поддържаха и двете, докато други не поддържаха нито едното, нито другото. След това трябваше да имате идентични графични карти. Това беше трудно, тъй като направи предложението за стойност наистина изкривено в сравнение с по-ефективната единична графична карта. Графичните карти трябваше да бъдат един и същ модел и серия и дори един и същ производител по-рано, но това беше малко по-леко по-късно. Работата с множество графични карти също изискваше силен и скъп блок за захранване (за който можете да научите повече точно тук ), а термичните системи също трябва да бъдат наблюдавани и контролирани поради няколко жадни за енергия карти, работещи в непосредствена близост една до друга.

Нуждаете се от много енергия, за да стартирате SLI настройка по този начин - Изображение: GPUMag

Истинската ахилесова пета на цялата екосистема SLI беше поддръжката на играта. Не всички игри поддържаха SLI и дори тези, които го направиха, постигнаха впечатляващи печалби в производителността, като се вземат предвид допълнителните инвестиции. В повечето случаи би било много по-добре да купите по-мощна, единична графична карта, а не 2 по-слаби и да ги поставите в SLI. През годините поддръжката за SLI се влоши още повече, като разработчиците рядко се замислят в съвременните игри. И накрая, убийственият удар дойде не от друг, а от самата Nvidia, която прекрати поддръжката на SLI от по-голямата част от линията си графични карти. Що се отнася до линията на графичните процесори на Тюринг, само най-добрият от най-добрите, RTX 3090, поддържа SLI. Това означава, че SLI за потребителите на практика е мъртъв що се отнася до игрите.

Какво е NVLink?

С линията графични карти на Turing, Nvidia донесе нова технология за свързване на множество графични карти, известна като NVLink. Това е интерфейс с многократна честотна лента като стария интерфейс SLI и също така има много допълнителни странности и функции. Технически погледнато, това е кабелен комуникационен протокол за серийна многолентова комуникационна връзка от близко разстояние. Доста глътка нали? По-общо казано, това е подобрен интерфейс за връзка между множество графични карти на Nvidia, който обещава повече предимства и функции от стария SLI.

NVLink обещава огромен скок в честотната лента - Изображение: Nvidia

NVLink може да се разглежда като опит на Nvidia да върне пазарния дял на мулти-графичните процесори, който е намалял през 2020 г. Тази технология обещава да направи игрите с помощта на множество графични карти желан и високоефективен метод в близко бъдеще. NVLink по същество е много по-бърз мост от SLI и има за цел да намали разликата в латентността между двете графични карти. Техническият директор по маркетинг на Nvidia Том Питърсън казва следното в това отношение:

„Този ​​мост е видим за игрите, това означава, че може би ще има приложение, което да гледа един графичен процесор и друг графичен процесор и да прави нещо друго“, обяснява Петерсен. „Проблемът с мулти-GPU изчисленията е, че латентността от един GPU на друг е далеч. Трябва да премине през PCIe, трябва да премине през паметта, това е наистина голямо разстояние от гледна точка на транзакцията ”....” NVLink поправя всичко това. Така че NVLink носи латентността на GPU към GPU трансфер надолу. Така че не е просто нещо в честотната лента, а колко близо е паметта на GPU за мен. Този графичен процесор, който е отвъд връзката ... Мога да мисля за това като мой брат, а не като далечен роднина. '

Освен това той добави, че NVLink е по-скоро бъдещ план, а не текущо решение:

„Помислете за моста повече, тъй като искаме да поставим основи за бъдещето,“ ... “И след като това свърши работа и мостовете ни бъдат разположени, и хората, които разбират, че хей, това е мост от 100 GB / s, тогава разработчиците на игри ще виж това.'

Изглежда, че Nvidia всъщност базира на бъдещето на NVLink, а не на настоящето. Nvidia знае, че поддръжката на няколко графични процесора е доста разочароваща в момента, така че те искат да въведат технология, която не само ще се опита да промени перспективата на разработчиците на игри, но и възгледите на обикновения потребител по отношение на множество графични процесори поддържа.

Как работи NVLink?

За разлика от SLI, NVLink използва мрежова мрежа, която е мрежова топология, при която възлите на инфраструктурата се свързват директно по не йерархичен начин. Това позволява информацията да се предава от всеки възел поотделно, вместо да се насочва през един конкретен възел. Той също така позволява на възлите да се самоорганизират динамично, което позволява динамично разпределение на натоварванията. NVLink печели основната си сила от този механизъм, който е неговата скорост.

NVLink също е премахнал връзката главен-подчинен на изпълнението на SLI, а по-скоро третира всеки възел еднакво, което значително подобрява скоростта на рендиране. За разлика от SLI, NVLink има предимството, че паметта на двете графични карти е достъпна през цялото време. Това се дължи на невероятната мрежова реализация на NVLink. По същество връзката на картите NVLink е двупосочна и двете свързани карти действат като една.

Как работи NVLink - Изображение: Linus Tech Tips

Скоростта на интерфейса NVLink се отразява в честотната лента на мостовете му. Докато дори най-добрите SLI мостове са имали честотна лента от 2 GB / s в най-добрия случай, NVLink Bridge обещава умопомрачителни 200 GB / s в някои случаи. Разбира се, мостовете NVLink със 160 и 200 GB / s са ограничени до графичните процесори от професионален клас на Nvidia, съответно Quadro GP100 и GV100, но тези цифри все още са доказателство за невероятния скок в честотната лента на интерфейса NVLink над SLI. GPU за ентусиасти от най-високо ниво, като TITAN RTX или 2080Tis, в повечето случаи могат да очакват потенциална честотна лента от колосалните 100 GB / s.

Заслужава ли си NVLink?

И така, NVLink на Nvidia най-накрая реши проблемите с рендирането на множество графични процесори в игрите? Е, отговорът все още е отрицателен. Въпреки че NVLink направи някои положителни крачки в правилната посока, особено в метода, при който и двете карти се използват в сравнение със SLI, проблемът със SLI никога не е бил методологията. Истинският проблем зад екосистемата с множество графични процесори е поддръжката на игри. Дори и с NVLink, повечето игри днес имат трудности да използват повече от един графичен процесор. Като се вземат предвид разходите за две графични карти и малкото до никакво подобрение на производителността в повечето сценарии, би било неразумно да се инвестира в NVLink за потребителски приложения като игри.

NVLink срещу SLI Bridge - Изображение: Nvidia

За професионална работа NVLink може да е просто надстройката, която е необходима. За хора, работещи с графични процесори на Quadro на Nvidia или карти като RTX A6000 , NVLink може да бъде от голяма помощ не само за подобряване на производителността на рендиране, но и поради факта, че NVLink позволява общата памет на двете карти да бъде на разположение, което може да бъде огромна помощ при професионални натоварвания.

За повечето геймъри обаче изборът на една графична карта, която предлага по-голяма производителност, е по-добра идея от закупуването на две по-слаби карти и свързването им чрез NVLink или SLI.

Заключителни думи

SLI на Nvidia беше интересна и атрактивна технология, когато беше пусната за първи път и скоро спечели популярност поради своя потенциал и донякъде прилична подкрепа от разработчиците по време на ерата на Максуел и Паскал. Върхът на SLI обаче беше краткотраен, тъй като индустрията бързо се придвижи напред и SLI остана в миналото, като разработчиците и геймърите се отказаха от технологията в полза на единични, по-мощни графични процесори.

Nvidia се опита да преоткрие пазара на множество графични процесори, като пусна NVLink, която е много подобрена връзка над SLI, но въпреки това не успява да реши много от проблемите, които измъчват SLI на първо място. Това го прави твърда препоръка през 2020 г. за геймърите, когато по-мощните единични графични карти могат да осигурят по-добро изживяване надеждно и на по-ниска цена.