Nvidia NVLink vs SLI - atšķirības un salīdzinājums

Kopš kļuvis iespējams izmantot vairākas grafikas kartes sistēmā, mēs esam redzējuši, kā entuziasti alkst lopisku mašīnu, kurās vienlaikus ir ievietotas 2, 3 vai pat 4 grafikas kartes. Datori ar vairākām grafikas kartēm tika uzskatīti par absolūti labākajiem, ko nozare varēja piedāvāt. Mēs pat redzējām, ka vairāki grafiskie procesori tiek saspiesti vienā un tajā pašā grafikas kartē ar tādām kartēm kā Nvidia GeForce GTX 690 un AMD R9 295 × 2. Bet, neskatoties uz visu savu uzmundrinājumu un slavu, šķiet, ka vairākas GPU sistēmas patiesībā nekad nav pacēlušās. Viņu popularitāte ātri un pēkšņi samazinājās drīz pēc vairāku GPU sistēmu maksimuma. Šajā kritumā bija iesaistīti vairāki faktori, un viens no tiem bija tiltu sistēmas neuzticamība, kas tika izmantota, lai grafikas kartes savienotu viena ar otru.



Divas Nvidia GeForce GTX 1080 grafikas kartes VDI - attēls: Nvidia

Nvidia paņēmiens divu vai vairāku grafisko karšu savienošanai bija pazīstams kā SLI, kas nozīmē Scalable Link Interface. Tā bija tehnoloģija, kuru Nvidia nopirka no 3dfx Interactive, kurš to ieviesa 1998. gadā. Būtībā SLI bija Nvidia multi-GPU tehnoloģijas zīmols, kas izveidots divu vai vairāku grafisko karšu sasaistīšanai vienā izvadā, izmantojot paralēlu apstrādes algoritmu. Nvidia konkurents AMD arī iepazīstināja ar savu tehnoloģiju versiju, un tā ir pazīstama kā Crossfire.



Kā darbojas VDI?

VDI sistēmas grafikas kartes darbojas galvenā-verga konfigurācijā, kas nozīmē, ka vienai no kartēm tiek piešķirta “galvenā” loma, neskatoties uz to, ka slodze tiek vienādi sadalīta starp visām kartēm. Kad “vergu” karte ir pabeigusi renderēšanu, tā nosūta izvadi galvenajam aparātam, kas pēc tam apvieno abus renderus un piegādā izejas attēlu monitoram. Divu karšu konfigurācijā galvenā karte parasti apstrādā attēla augšējo pusi, bet vergu karte - apakšējo.



VDI darbības veids - attēls: Linus Tech Tips



Abas (vai vairāk) kartes ir savienotas, izmantojot SLI Bridge vai SLI Connector. VDI tilta galvenais mērķis ir izveidot savienojumu starp kartēm un ļaut kartēm izveidot sakaru joslu starp tām. Bez SLI tilta, lai gan ir iespējams palaist vairākas kartes, specifikācijas neatbilst, un parasti rezultāti ir ļoti slikti. SLI Bridge samazina joslas platuma ierobežojumus un var nosūtīt datus tieši starp kartēm. Trīs veidu SLI tilti ir:

  • Standarta tilts (400 Mhz pikseļu pulkstenis, 1 GB / s joslas platums): tas ir standarta tilts, kas iekļauts mātesplatēs, kas atbalsta SLI līdz 1920 × 1080 un 2560 × 1440 @ 60 Hz.
  • LED tilts (540 MHz pikseļu pulkstenis): ieteicams monitoriem līdz 2560 × 1440 @ 120 Hz + un 4K. Tas var darboties ar paaugstinātu pikseļu pulksteni tikai tad, ja GPU atbalsta šo pulksteni. To pārdod Nvidia, kā arī dažādi AIB partneri.
  • Augsta joslas platuma tilts vai SLI HB tilts (650 MHz pikseļu pulkstenis un 2 GB / s joslas platums): tas ir ātrākais tilts, un to pārdod tikai Nvidia. Tas ir ieteicams monitoriem līdz 5K un Surround. SLI HB tilti ir pieejami tikai divvirzienu konfigurācijās, tāpēc iestatījumiem ar vairāk nekā 2 kartēm šeit nav paveicies.

VDI darbības mehānisms

VDI darbojas, izmantojot divas galvenās metodes. Viens no tiem ir SFR vai Split Frame Rendering, kurā sistēma analizē renderēto attēlu, lai sadalītu slodzi starp GPU, kas ir pievienoti SLI. Rāmis ir sadalīts divās daļās, izmantojot horizontālu līniju. Līnijas izvietojums ir atkarīgs no ainas ģeometrijas. Galvenais līnijas izvietojuma izšķirošais faktors būtu slodzes sarežģītība, ko aina prasa dažādās jomās. Ja viena no kartēm atveido ainas augšdaļu, kurai ir debesis, tad līnija attēlā būtu zemāka, lai kompensētu slodzes starpību starp abām kartēm.

Vēl viens veids, kā darbojas SLI, ir AFR vai Alternate Frame Rendering, kas ir diezgan vienkārši. Šajā metodē katru otro kadru renderē atšķirīgs GPU. Viena no kartēm atveido visus nepāra rāmjus, bet viena - pāra rāmjus. Ir pierādīts, ka AFR ir labāks kadru nomaiņas ātrums nekā SFR, tomēr tas ievieš jaunu artefaktēšanas veidu, kas pazīstams kā mikro stostīšanās. Pat ja kadru nomaiņas ātrums ir pietiekami augsts, mikro stostīšanās var ietekmēt uztverto attēla gludumu, ieviešot mazus stostījumus starp kadriem mainīgā tempa dēļ, kādā kartes darbojas AFR.



VDI pieaugums un kritums

VDI popularitāte pieauga Kepler, Maxwell un Pascal grafisko karšu sērijas laikā, taču kopš tā laika tā ir pastāvīgi un krasi samazinājusies. Pat Nvidia grafisko karšu sērijas GTX 1000 laikmetā VDI popularitāte samazinājās. Protams, SLI grafikas kartes var nodrošināt labāku veiktspēju nekā viens GPU, un tās pat izskatās fantastiski, ja tās ir instalētas korpusa iekšpusē, taču vispirms SLI bija vairāk problēmu nekā priekšrocību.

Pirmkārt, jums bija jāpārbauda, ​​vai jūsu mātesplatē ir atbalstīta SLI. Tas bija būtisks solis, jo dažas mātesplates atbalstīja SLI, dažas atbalstīja Crossfire un dažas atbalstīja abas, bet citas neatbalstīja nevienu. Pēc tam jums bija jābūt identiskām grafikas kartēm. Tas bija grūts, jo tas padarīja vērtības piedāvājumu patiešām nesamērīgu, salīdzinot ar labāku grafisko karti. Grafikas kartēm bija jābūt tam pašam modelim un sērijām, un pat tam pašam ražotājam agrāk, tomēr tas vēlāk tika nedaudz atvieglots. Lai darbinātu vairākas grafikas kartes, bija nepieciešama arī gaumīga un dārga barošanas bloka (par kuru jūs varat uzzināt vairāk tieši šeit ), un arī termāli bija jāuzrauga un jākontrolē, jo vairākas jaudas izsalkušās kartes darbojas tuvu viena otrai.

Lai palaistu šādu SLI iestatīšanu, jums ir nepieciešams daudz enerģijas - attēls: GPUMag

Spēles atbalsts bija visas VDI ekosistēmas patiesais Ahileja papēdis. Ne visas spēles atbalstīja SLI un pat tās, kas to atbalstīja, neuzkrītoši uzlaboja sniegumu, ņemot vērā papildu ieguldījumu. Lielākajā daļā gadījumu jums būtu daudz labāk nopirkt jaudīgāku, vienu grafisko karti, nevis 2 vājākas, un ievietot tās VDI. Gadu gaitā atbalsts SLI ir kļuvis vēl sliktāks, un izstrādātāji to reti pārdomā mūsdienu spēlēs. Visbeidzot, slepkavas triecienu nesaņēma neviens cits kā pats Nvidia, kurš pārtrauca atbalstu SLI no lielākās daļas grafikas karšu sastāva. Sākot ar Turinga GPU sēriju, SLI atbalsta tikai labākais no labākajiem - RTX 3090. Tas nozīmē, ka vispārējā patērētāja VDI ir faktiski mirusi, ciktāl tas attiecas uz spēlēm.

Kas ir NVLink?

Pateicoties Turing grafisko karšu klāstam, Nvidia parādīja jaunu tehnoloģiju, lai savienotu vairākas grafikas kartes, kas pazīstamas kā NVLink. Tas ir interfeiss, kas daudzkārt pārsniedz joslas platumu kā vecais VDI interfeiss, un tam ir arī daudz papildu dīvainību un funkciju. Tehniski runājot, tā ir vadu sakaru protokola sērijveida daudzjoslu tuvdarbības sakaru saite. Diezgan kumosiņš, vai ne? Vispārīgāk runājot, tas ir uzlabots savienojuma interfeiss starp vairākām Nvidia grafikas kartēm, kas sola vairāk priekšrocību un iespēju nekā vecā SLI.

NVLink sola lielu joslas platuma lēcienu - attēls: Nvidia

NVLink var uzskatīt par Nvidia mēģinājumu atgūt daudzu GPU tirgus daļu, kas ir samazinājusies 2020. gadā. Šī tehnoloģija sola tuvākajā nākotnē padarīt spēli ar vairāku grafisko karšu izmantošanu vēlamu un ļoti efektīvu metodi. NVLink būtībā ir daudz ātrāks tilts nekā SLI, un tā mērķis ir novērst latentuma starpību starp abām grafikas kartēm. Nvidia tehniskā mārketinga direktors Toms Pētersons šajā sakarā saka:

'Šis tilts ir redzams spēlēm, tas nozīmē, ka varbūt būs kāda lietotne, kas aplūko vienu GPU un citu GPU un dara kaut ko citu,' skaidro Pētersens. “Daudzu GPU skaitļošanas problēma ir tā, ka latentums no viena GPU uz citu ir tālu. Tam ir jāiet cauri PCIe, tam ir jāiet cauri atmiņai, tas ir reāls tālsatiksmes attālums no darījumu perspektīvas ”….” NVLink to visu labo. Tātad NVLink samazina GPU-GPU pārsūtīšanas latentumu. Tātad tā nav tikai joslas platuma lieta, bet cik tuvu man ir šī GPU atmiņa. Šis GPU, kas atrodas pāri saitei, es varu domāt par to kā par savu brāli, nevis par tālu radinieku. '

Viņš arī piebilda, ka NVLink drīzāk bija nākotnes plāns, nevis pašreizējais risinājums:

'Vairāk domājiet par tiltu, kad vēlamies likt pamatu nākotnei.' redzi to.'

Šķiet, ka Nvidia faktiski nodarbojas ar NVLink nākotni, nevis tagadni. Nvidia zina, ka vairāku grafisko procesoru atbalsts šobrīd ir diezgan neapmierinošs, tāpēc viņi vēlas ieviest tehnoloģiju, kas ne tikai mēģinās mainīt spēles izstrādātāju perspektīvu, bet arī vispārējā patērētāja viedokli attiecībā uz vairākiem GPU. atbalstu.

Kā darbojas NVLink?

Atšķirībā no SLI, NVLink izmanto tīkla tīklošanu, kas ir tīkla topoloģija, kurā infrastruktūras mezgli savienojas tieši bez hierarhijas. Tas ļauj informāciju nodot katram mezglam atsevišķi, nevis virzīt caur vienu konkrētu mezglu. Tas arī ļauj mezgliem dinamiski pašorganizēties, kas ļauj dinamiski sadalīt slodzes. NVLink iegūst galveno spēku no šī mehānisma, kas ir tā ātrums.

NVLink ir arī atcēlis SLI ieviešanas galveno-vergu attiecības, drīzāk tas izturas pret katru mezglu vienādi, kas ārkārtīgi uzlabo renderēšanas ātrumu. Atšķirībā no SLI, NVLink priekšrocība ir tā, ka abu grafisko karšu atmiņas ir pieejamas visu laiku. Tas ir saistīts ar neticamo NVLink tīkla tīkla ieviešanu. Būtībā NVLink karšu saistība ir divvirzienu, un abas savienotās kartes darbojas kā viena.

Kā darbojas NVLink - attēls: Linus Tech Tips

NVLink saskarnes ātrums tiek atspoguļots tā tiltu joslas platumā. Kaut arī labākajiem SLI tiltiem joslas platums labākajā gadījumā bija 2 GB / s, NVLink Bridge dažos gadījumos sola prātam neaptveramus 200 GB / s. Tiesa, 160 un 200 GB / s NVLink tilti ir ierobežoti tikai ar Nvidia profesionālās klases GPU, attiecīgi Quadro GP100 un GV100, taču šie skaitļi joprojām liecina par neticamo lēcienu NVLink saskarnes joslas platumā, izmantojot SLI. Augstākā līmeņa entuziastu GPU, piemēram, TITAN RTX vai 2080Tis, lielākajā daļā gadījumu var sagaidīt milzīgu joslas platumu 100 GB / s.

Vai NVLink ir tā vērts?

Tātad, vai Nvidia NVLink beidzot ir novērsis vairāku GPU renderēšanas problēmas spēlēs? Nu, atbilde joprojām ir nē. Lai gan NVLink ir veicis dažus pozitīvus panākumus pareizajā virzienā, it īpaši attiecībā uz metodi, kurā abas kartes tiek piesaistītas salīdzinājumā ar SLI, SLI problēma nekad nav bijusi metodika. Patiesā problēma, kas saistīta ar vairāku GPU ekosistēmu, ir spēļu atbalsts. Pat ar NVLink mūsdienās lielākajai daļai spēļu ir grūti piesaistīt vairāk nekā vienu GPU. Ņemot vērā divu grafisko karšu izmaksas un mazāko veiktspējas uzlabojumu vairumā scenāriju, nebūtu prātīgi ieguldīt NVLink patērētāju lietojumprogrammās, piemēram, spēlēs.

NVLink vs SLI Bridge - attēls: Nvidia

Profesionālam darbam NVLink varētu būt tikai nepieciešamais jauninājums. Cilvēkiem, kuri strādā ar Nvidia Quadro GPU vai tādām kartēm kā RTX A6000 , NVLink var būt liels palīgs ne tikai renderēšanas veiktspējas uzlabošanā, bet arī tāpēc, ka NVLink ļauj būt pieejamai abu karšu kopējai atmiņai, kas var būt milzīgs palīgs profesionālās slodzēs.

Tomēr lielākajai daļai spēlētāju ir labāka ideja izvēlēties vienu grafikas karti, kas piedāvā lielāku veiktspēju ārpus izvēles, nekā iegādāties divas vājākas kartes un savienot tās ar NVLink vai SLI.

Pēdējie vārdi

Nvidia SLI bija interesanta un pievilcīga tehnoloģija, kad tā pirmo reizi tika palaista un drīz ieguva popularitāti, pateicoties savam potenciālajam un nedaudz pienācīgajam izstrādātāju atbalstam Maksvela un Paskāla laikmetā. Tomēr SLI maksimums bija īslaicīgs, jo nozare ātri virzījās uz priekšu, un SLI tika atstāta pagātnē, un gan izstrādātāji, gan spēlētāji atteicās no tehnoloģijas par labu vieniem, jaudīgākiem GPU.

Nvidia mēģināja no jauna izgudrot vairāku GPU tirgu, palaižot NVLink, kas ir daudz uzlabots savienojums ar SLI, taču tas tomēr nespēj atrisināt daudzus jautājumus, kas vispirms skar SLI. Tas padara to par stingru ieteikumu 2020. gadā spēlētājiem, kad jaudīgākas, vienas grafikas kartes var nodrošināt labāku pieredzi droši un par lētākām izmaksām.