Nvidia NVLink против SLI – различия и сравнение

С тех пор, как стало возможным использовать несколько видеокарт в системе, мы видели, как энтузиасты жаждут чудовищных машин с двумя, тремя или даже четырьмя видеокартами, установленными в них одновременно. ПК с несколькими видеокартами считались самым лучшим, что могла предложить отрасль. Мы даже видели, как несколько графических процессоров были втиснуты в одни и те же видеокарты с такими картами, как Nvidia GeForce GTX 690 и AMD R9 295 × 2. Но при всей этой шумихе и славе системы с несколькими графическими процессорами, похоже, никогда не получили успеха. Их популярность быстро и резко упала вскоре после пика популярности систем с несколькими графическими процессорами. Это снижение было связано с несколькими факторами, и одним из них была ненадежность мостовой системы, которая использовалась для соединения видеокарт друг с другом.

Две видеокарты Nvidia GeForce GTX 1080 в SLI – Изображение: Nvidia

Техника Nvidia для соединения двух или более видеокарт друг с другом была известна как SLI, что означает Scalable Link Interface. Это была технология, которую Nvidia купила у 3dfx Interactive, которая представила ее в 1998 году. По сути, SLI – это торговая марка технологии Nvidia с несколькими графическими процессорами, созданная для соединения двух или более видеокарт в один выход с использованием алгоритма параллельной обработки. AMD, конкурент Nvidia, также представила свою версию технологии, известную как Crossfire.

Как работает SLI?

Видеокарты в системе SLI работают в конфигурации главный-подчиненный, что означает, что одной из карт назначается роль «мастера», несмотря на то, что нагрузка равномерно распределяется между всеми картами. Когда «подчиненная» карта завершает рендеринг, она отправляет свои выходные данные мастеру, который затем объединяет два рендеринга и доставляет выходное изображение на монитор. В конфигурации с двумя картами главная карта обычно обрабатывает верхнюю половину изображения, а подчиненная карта обрабатывает нижнюю половину.

Как работает SLI – Изображение: Linus Tech Tips

Две (или более) карты подключаются через мост SLI или коннектор SLI. Основное назначение моста SLI – установить соединение между картами и позволить картам установить канал связи между ними. Несмотря на то, что без SLI Bridge можно запускать несколько карт, есть несоответствие спецификаций, и обычно результаты очень плохие. SLI Bridge снижает ограничения полосы пропускания и может отправлять данные напрямую между картами. Три типа мостов SLI:

• Стандартный мост (частота пикселей 400 МГц, пропускная способность 1 ГБ / с): это стандартный мост, входящий в комплект поставки материнских плат, поддерживающих SLI до 1920 × 1080 и 2560 × 1440 при 60 Гц.
• Светодиодный мост (частота пикселей 540 МГц): рекомендуется для мониторов с разрешением до 2560 × 1440 при 120 Гц + и 4K. Он может работать только с увеличенной частотой пикселей, если графический процессор поддерживает эту частоту. Он продается Nvidia, а также рядом партнеров AIB.
• Мост с высокой пропускной способностью или мост SLI HB (тактовая частота пикселей 650 МГц и пропускная способность 2 ГБ / с): это самый быстрый мост, который продается исключительно Nvidia. Рекомендуется для мониторов до 5K и объемного звучания. Мосты SLI HB доступны только в двухполосных конфигурациях, поэтому установка с более чем двумя картами здесь не удалась.

Механизм действия SLI

SLI работает двумя основными способами. Один из них – это SFR или рендеринг с разделением кадров, при котором система анализирует визуализированное изображение, чтобы разделить нагрузку между графическими процессорами, подключенными в SLI. Рамка разделена на две части горизонтальной линией. Размещение линии зависит от геометрии сцены. Основным решающим фактором при размещении линии будет сложность нагрузки, которую сцена требует в различных областях. Если одна из карт визуализирует верхнюю часть сцены, на которой есть небо, тогда линия будет ниже на изображении, чтобы компенсировать разницу в загрузке между двумя картами.

Другой способ работы SLI – это AFR или рендеринг альтернативного кадра, который довольно прост. В этом методе каждый второй кадр обрабатывается другим графическим процессором. Одна из карточек отображает все нечетные кадры, а другая – все четные. Доказано, что AFR имеет лучшую частоту кадров, чем SFR, однако он вводит новую форму артефактов, известную как микро заикание. Даже если частота кадров достаточно высока, микрорельефы могут повлиять на воспринимаемую гладкость изображения из-за небольших заиканий между кадрами из-за переменного темпа, с которым карты работают в AFR.

Взлет и падение SLI

Популярность SLI резко возросла во время серии видеокарт Kepler, Maxwell и Pascal, но с тех пор она постоянно и резко снижается. Даже в эпоху серии видеокарт GTX 1000 от Nvidia популярность SLI падала. Конечно, видеокарты SLI могут обеспечить лучшую производительность, чем одиночный графический процессор, и даже выглядят фантастически при установке в корпус, но в первую очередь у SLI было больше проблем, чем преимуществ.

Прежде всего, вам нужно было проверить, поддерживает ли ваша материнская плата SLI. Это был жизненно важный шаг, поскольку некоторые материнские платы поддерживали SLI, некоторые поддерживали Crossfire, а некоторые поддерживали и то, и другое, а другие не поддерживали ни одного. После этого у вас должны были быть идентичные видеокарты. Это было непросто, так как это сделало ценовое предложение действительно искаженным по сравнению с более производительной одиночной видеокартой. Видеокарты должны были быть одной и той же модели и серии и даже одного производителя ранее, однако позже это было несколько облегчено. Для работы с несколькими видеокартами также требовался мощный и дорогой блок питания (о котором вы можете узнать больше прямо здесь), а также необходимо было отслеживать и контролировать термические характеристики из-за того, что несколько энергоемких карт работали в непосредственной близости друг от друга.

Для запуска такой установки SLI требуется много энергии – Изображение: GPUMag

Настоящей ахиллесовой пятой всей экосистемы SLI была игровая поддержка. Не все игры поддерживали SLI, и даже те, которые поддерживали, дали не впечатляющий прирост производительности, если учесть дополнительные вложения. В большинстве случаев вам было бы намного лучше купить более мощную одиночную видеокарту, чем две более слабые и установить их в SLI. С годами поддержка SLI стала еще хуже, и разработчики редко задумываются об этом в современных играх. Наконец, смертельный удар был нанесен не кем иным, как самой Nvidia, которая прекратила поддержку SLI большинством своих графических карт. Что касается линейки графических процессоров Turing, только лучшая из лучших, RTX 3090, поддерживает SLI. Это означает, что SLI для обычных потребителей практически мертв в том, что касается игр.

Что такое NVLink?

В линейке видеокарт Turing Nvidia представила новую технологию для подключения нескольких видеокарт, известную как NVLink. Это интерфейс, пропускная способность которого во много раз превышает пропускную способность старого интерфейса SLI, а также имеет множество дополнительных особенностей и функций. С технической точки зрения, это последовательный многополосный канал связи ближнего действия с протоколом проводной связи. Непросто, не правда ли? В более общем плане, это улучшенный интерфейс связи между несколькими видеокартами Nvidia, который обещает больше преимуществ и функций, чем старый SLI.

NVLink обещает значительный скачок пропускной способности – Изображение: Nvidia

NVLink можно рассматривать как попытку Nvidia вернуть себе долю рынка мульти-графических процессоров, которая сократилась в 2020 году. Эта технология обещает сделать игры с использованием нескольких видеокарт желательным и высокоэффективным методом в ближайшем будущем. NVLink по сути является гораздо более быстрым мостом, чем SLI, и призван сократить разрыв в задержках между двумя видеокартами. Директор по техническому маркетингу Nvidia Том Петерсон говорит по этому поводу следующее:

«Этот мост виден играм, а это значит, что, возможно, будет приложение, которое смотрит на один графический процессор, а смотрит на другой и делает что-то еще», – объясняет Петерсен. «Проблема с вычислениями с несколькими графическими процессорами заключается в том, что задержка от одного графического процессора к другому очень велика. Он должен проходить через PCIe, он должен проходить через память, это очень большое расстояние с точки зрения транзакции »…» NVLink все это исправляет. Таким образом, NVLink значительно снижает задержку передачи данных от графического процессора к графическому процессору. Так что дело не только в пропускной способности, а в том, насколько мне близка память этого графического процессора. Этот графический процессор, который находится по ссылке … Я могу думать об этом как о своем брате, а не как о дальнем родственнике ».

Он также добавил, что NVLink был скорее планом на будущее, чем текущим решением:

«Думайте о мосте больше, поскольку мы хотим заложить фундамент для будущего»… »И как только это сработает, и мы развернем мосты, и люди поймут, что это мост со скоростью 100 ГБ / с, разработчики игр будут видеть, что.”

Похоже, что Nvidia на самом деле делает ставку на будущее NVLink, а не на настоящее. Nvidia знает, что поддержка нескольких графических процессоров на данный момент довольно разочаровывает, поэтому они хотят представить технологию, которая будет пытаться не только изменить точку зрения разработчиков игр, но и взгляды обычных потребителей на использование нескольких графических процессоров. поддерживать.

Как работает NVLink?

В отличие от SLI, NVLink использует ячеистую сеть, которая представляет собой топологию сети, в которой узлы инфраструктуры подключаются напрямую неиерархическим способом. Это позволяет ретранслировать информацию каждым узлом индивидуально, а не маршрутизировать через один конкретный узел. Это также позволяет узлам динамически самоорганизовываться, что позволяет динамически распределять рабочие нагрузки. NVLink черпает свою главную силу в этом механизме, а именно в его скорости.

NVLink также покончил с отношением «главный-подчиненный» в реализации SLI, вместо этого он обрабатывает каждый узел одинаково, что значительно улучшает скорость рендеринга. В отличие от SLI, NVLink имеет то преимущество, что память обеих видеокарт всегда доступна. Это связано с невероятной реализацией NVLink в ячеистой сети. По сути, связь карт NVLink является двунаправленной, и две подключенные карты действуют как одна.

Как работает NVLink – Изображение: Linus Tech Tips

Скорость интерфейса NVLink отражается на пропускной способности его мостов. В то время как даже лучшие мосты SLI имели пропускную способность в лучшем случае 2 ГБ / с, мост NVLink в некоторых случаях обещает ошеломляющие 200 ГБ / с. Конечно, мосты NVLink на 160 и 200 ГБ / с ограничены графическими процессорами профессионального уровня Nvidia Quadro GP100 и GV100 соответственно, но эти цифры по-прежнему свидетельствуют о невероятном скачке пропускной способности интерфейса NVLink по сравнению с SLI. Графические процессоры для энтузиастов высшего уровня, такие как TITAN RTX или 2080Tis, в большинстве случаев могут рассчитывать на потенциальную пропускную способность колоссальных 100 ГБ / с.

Стоит ли NVLink?

Итак, NVLink от Nvidia наконец-то устранил проблемы рендеринга на нескольких GPU в играх? Что ж, ответ по-прежнему отрицательный. Хотя NVLink добилась некоторых положительных успехов в правильном направлении, особенно в методе, в котором обе карты используются по сравнению с SLI, проблема SLI никогда не заключалась в методологии. Настоящая проблема экосистемы с несколькими GPU – поддержка игр. Даже с NVLink большинству современных игр сложно использовать более одного графического процессора. Принимая во внимание стоимость двух видеокарт и незначительное улучшение производительности в большинстве сценариев, было бы неразумно инвестировать в NVLink для потребительских приложений, таких как игры.

NVLink против SLI Bridge – Изображение: Nvidia

Для профессиональной работы NVLink может быть просто необходимостью обновления. Для людей, работающих с графическими процессорами Nvidia Quadro или такими картами, как RTX A6000, NVLink может быть большим подспорьем не только в повышении производительности рендеринга, но и благодаря тому факту, что NVLink позволяет получить доступ к общей памяти обеих карт, что может быть огромная помощь в профессиональных нагрузках.

Однако для большинства геймеров выбор одной видеокарты, которая предлагает более высокую производительность, является лучшей идеей, чем покупка двух более слабых карт и подключение их через NVLink или SLI, если на то пошло.

Заключительные слова

SLI от Nvidia была интересной и привлекательной технологией, когда она была впервые запущена и вскоре приобрела популярность благодаря своему потенциалу и довольно приличной поддержке со стороны разработчиков в эпоху Максвелла и Паскаля. Однако пик популярности SLI был недолгим, поскольку индустрия быстро двигалась вперед, а SLI остался в прошлом, и как разработчики, так и геймеры отказались от технологии в пользу более мощных графических процессоров.

Nvidia попыталась заново изобрести рынок нескольких графических процессоров, запустив NVLink, который представляет собой значительно улучшенное соединение по сравнению с SLI, но, тем не менее, он не может решить многие проблемы, которые в первую очередь мешают SLI. Это делает его жесткой рекомендацией для геймеров в 2020 году, когда более мощные одиночные видеокарты могут обеспечить лучший опыт надежно и по более низкой цене.