Введение

Рынок графических карт - место суровое. Сегодня какая-нибудь компания является его лидером, а завтра от неё остаётся лишь запись в архивах, а также патенты и интеллектуальная собственность, используемые другими компаниями. Именно это и произошло с известной компанией в потребительской 3D-графике 3dfx, которую скупил бывший конкурент nVidia.

Шесть лет назад три буквы SLI заставляли трепетать сердце любого геймера. Почему? Дело в том, что SLI (scan line interleave) являлась новой концепцией, обещавшей улучшенную игровую производительность и приемлемую частоту кадров на неслыханном до этого разрешении 1024x768 с включённым Z-буфером. Достигалось это благодаря совокупной мощности двух карт Voodoo 2. После этого мы больше не встречали коммерческое воплощение технологии SLI.

Старые добрые дни. Две карты Voodoo 2 в конфигурации SLI.

Однако ситуация изменилась с выпуском PCI Express, когда совместное использование двух графических карт вновь стало возможным. 

Требования для двух графических карт

Если вы желаете использовать две видеокарты параллельно для 3D-вычислений, то вам сначала придётся преодолеть некоторые технические трудности. Во-первых, информацию рендеринга следует разделить между двумя картами. Затем вам нужен метод передачи информации об изображении второй карты на первую карту, к которой подключён монитор. Наконец, две части изображения должны быть объединены на экране монитора.

Если вернуться в дни карт Voodoo 2, то технология SLI была довольно сложной, поскольку вам требовалась "нормальная" 2D-карта для не-3D приложений, помимо двух карт Voodoo 2. Сигнал VGA этой 2D-карты передавался на карты Voodoo 2 с помощью внешнего кабеля, в то время как синхронизация двух карт Voodoo 2 и обмен информацией между ними осуществлялись по ленточному шлейфу. Графическая информация разделялась таким образом, что одна карта выводила только чётные строчки кадра, а другая - нечётные. Затем результаты складывались или чередовались - отсюда и название "scan line interleaving."

SLI - путь Voodoo2. Одна карта выводит чётные линии, а другая - нечётные. Результат суммируется.

Alienware использовала специальный драйвер для собственного графического массива. Он разделяет изображение на две части по горизонтали, при этом одна карта выводит верхнюю половину кадра, а вторая - нижнюю. Разъёмы VGA каждой карты выводятся на дополнительную плату, соединяющую два сигнала и выводящую результат на монитор. Ещё один возможный способ обмена информацией между картами - шина PCI Express.

nVidia SLI - несколько GPU

Разъём nVidia SLI.

Новая технология nVidia использует простое U-образное мостовое соединение двух карт, которое обеспечивает синхронизацию и передачу изображения. В результате этого соединения отпадает потребность в использовании внешнего кабеля. Подобно решению Alienware, в "двойке" nVidia одна карта выводит верхнюю половину сцены, а вторая - нижнюю.

SLI от nVidia. Первая карта выводит верхнюю половину картинки, а вторая - нижнюю. Результат складывается вместе.

Важное различие здесь заключается в том, что разделение кадра не ограничено соотношением 50/50, а является гибким. Используя технику динамической балансировки нагрузки, nVidia разделяет нагрузку поровну между двумя картами, позволяя каждой из них работать в полную силу. Вполне очевидно, что технология балансировки нагрузки необходима и эффективна, если мы возьмём для примера любую игру FPS или гонки. Нижняя часть сцены обычно имеет высокую сложность со множеством деталей, а верхняя половина отображает, чаще всего, только статическое небо.

Балансировка нагрузки позволяет удостовериться, что обе карты будут одинаково нагружены.

Аппаратные требования

На первый взгляд, аппаратные требования nVidia SLI довольно скромны. Вам понадобятся две карты GeForce 6800 PCI Express, мостовой соединитель и материнская плата, имеющая два слота x16 PCI Express. Однако если присмотреться, то появляются некоторые детали.

Видеокарты: для системы с двумя GPU обе карты должны принадлежать к одному классу производительности, то есть вы можете спаривать только две GeForce 6800 Ultra, две GeForce 6800 GT или две GeForce 6800 (стандарт). Смесь карт работать не будет, хотя в теории должна бы - ведь здесь используется балансировка нагрузки. 

Все карты GeForce 6800 с интерфейсом PCI Express имеют интерфейс SLI.

Материнская плата: вполне очевидно, что вам понадобится материнская плата с двумя слотами x16 PCI Express. Пространство между двумя слотами определяется длиной мостового соединения (двойной слот).

V-Sync: похоже, что страх насчёт обязательного включения V-Sync для параллельной работы двух GPU необоснован. nVidia решила эту проблему с помощью использования буфера, соединяющего сигналы от двух карт. Так что опасность увидеть разрыв на сцене здесь не больше, чем при использовании одной видеокарты с выключенной V-sync. Напомним, что при выключении V-sync карты выдают максимально возможную частоту кадров без привязки к частоте обновления монитора.

"Разгон": будет по-прежнему возможен через драйвер карты. В данном случае обе карты будут "разгоняться" до одного уровня.

Разъёмы: разъёмы SLI стандартизированы и доступны от ряда производителей карт. В результате покупатели смогут модернизировать свою графическую систему до уровня SLI позднее, докупив вторую карту и соединитель.

Разъём на картах GF 6800 PCI Express.

Соединитель SLI скрепляет две карты вместе.

Смесь карт: если обе карты используют один и тот же GPU (к примеру, 2x GF 6800 GT), то вы сможете смешивать карты от разных производителей. То есть карту A от компании X и карту B от компании Y. В любом случае, nVidia рекомендует покупать обе карты от одной компании. Будет ли работать подобная смесь карт на практике - ещё предстоит увидеть, поскольку платы на одном GPU от разных производителей обычно внешне одинаковы, однако могут использовать память с различной частотой или задержками.

SLI на платах с двумя GPU: при изучении предложенного решения возникает вопрос, почему бы nVidia просто не установить два графических процессора на одну плату. Одной из проблем данной концепции является шина PCI Express, которая, по сути, не шина, а соединение типа "точка-точка". Чтобы использовать два графических процессора, вам необходимо применить мост или специальную логику, чтобы распределять сигнал на карте. Кроме того, увеличенный размер подобной карты и проблемы тепловыделения двух чипов тоже надо как-то решать. Наконец, одним из самых сильных аргументов в пользу SLI будет то, что вы можете обновлять конфигурацию до двух карт в любое время.

Слишком дорого? Кто будет тратить столько денег на графическую подсистему? Справедливый вопрос, однако ответ будет очень простой: энтузиасты, конечно.

Энергопотребление: оно для подобной системы SLI будет очень высоким. Блок питания должен не только снабжать энергией центральный процессор, но и питать два слота x16 по 75 Вт каждый - и это, не считая дополнительных разъёмов питания карт GeForce 6800. Помимо всего прочего, не следует забывать о других компонентах типа жёстких дисков, оптических приводов и т.д.

SLI, магическая комбинация букв из прошлого, вновь вернулась на рынок. В ближайшем будущем вы сможете усилить графическую производительность своей системы, просто добавив вторую карту. Эта формула уже успешно работала для Voodoo 2, сделав её бестселлером.