Nvidia SLI

Логотип NVIDIA SLI

3 видеокарты NVIDIA, соединённые по технологии 3-Way SLI

NVIDIA SLI (англ. scalable link interface, рус. масштабируемый интерфейс связи) — технология, позволяющая использовать мощности нескольких видеокарт для обработки трёхмерного изображения.

История

В 1998 году компания 3dfx представила графический процессор Voodoo2, среди прочих нововведений которого была технология SLI (англ. Scan Line Interleave — чередование строчек), которая предполагала совместную работу двух чипов Voodoo2 над формированием изображения. С технологией SLI могли работать даже карты различных производителей, а также карты с разным объёмом памяти. SLI-система позволяла работать с разрешением 1024×768, что в то время казалось невозможным. Недостатками SLI от 3dfx были высокая цена ($600) и большое тепловыделение, к тому же наблюдались проблемы чересстрочной синхронизации результирующего изображения. Однако вскоре видеокарты перешли с шины PCI на более современный AGP-порт. Так как на материнских платах этот порт был только один, то выпуск видеокарт с поддержкой SLI на время прекратился.

В 2000 году с выпуском нового чипа VSA-100 3dfx удалось реализовать SLI на AGP, но на этот раз в рамках одной платы, на которой размещались два или четыре таких чипа. Однако платы на базе SLI-системы обладали большим энергопотреблением и выходили из строя из-за проблем с электропитанием. На весь мир плат Voodoo5 6000 было продано около 200 штук, причём действительно рабочими из них оказались лишь 100.

В 2001 году NVIDIA покупает 3dfx за 110 млн долларов. С введением спецификации PCI-E становится вновь возможным использование нескольких графических карт для обработки изображения. В 2004 году, с выходом первых решений на базе новой шины PCI Express, NVIDIA объявляет о поддержке в своих продуктах технологии мультичиповой обработки данных SLI, которая расшифровывается уже по-другому — Scalable Link Interface (масштабируемый интерфейс).

Дальнейшим развитием технологии стал выход в 2006 году технологии Quad SLI позволяющей объединить пару двухчиповых видеокарт (тогда для GeForce 7900GX2). А в конце 2007 года введена в эксплуатацию технология 3-Way SLI, позволяющая объединять в связке 3 видеокарты Nvidia.

Принципы построения и работы

Для построения компьютера на основе SLI необходимо иметь:

1. материнскую плату с двумя и более разъёмами PCI Express x16, поддерживающую технологию SLI;
2. качественный блок питания мощностью минимум 550 ватт (рекомендуются блоки SLI-Ready);
3. видеокарты GeForce 6/7/8/9, GT(S/X)200/300/400/500/600/700/800/900 или Quadro FX с шиной PCI Express;
4. мост, объединяющий видеокарты.

Поддержка чипсетов для работы со SLI осуществляется на программно-аппаратном уровне. Видеокарты должны иметь одинаковый видеопроцессор, при этом их производитель, модель, частота ядра, частота видеопамяти, объем видеопамяти и версия VBIOS плат значения не имеют.

SLI-систему можно организовать двумя способами:

1. С помощью специального мостика SLI;
2. Программным путём.

В последнем случае нагрузка на шину PCIe возрастает, что плохо сказывается на производительности.

Получила распространение система Quad SLI. Она предполагает объединение в SLI-систему двух двухчиповых плат (GeForce 7950GX2, GeForce 9800GX2, GeForce GTX295 или GeForce GTX 590) или четырёх одночиповых (в данном случае она именуется 4-Way SLI). Таким образом, получается, что в построении изображения участвуют 4 чипа.

Используемая память.

Многие производители «двойных» видеокарт предпочитают писать суммарный объём локальной памяти (например, EVGA или Palit). На самом же деле такие видеоадаптеры, фактически являясь SLI-картами, могут использовать только собственную, установленную на печатной плате, память. То есть в построении изображения, например, видеокарта GeForce GTX295 сможет использовать только 896 Мб памяти. Каждый её чип имеет в своём распоряжении только половину от заявленной производителем.

Процессорозависимость

Связка из видеокарт SLI изначально является довольно производительным решением, например, из пары GeForce GTX260. Но тут возникает проблема процессорозависимости, так как многие современные игры очень интенсивно используют ЦП, так же, как и сам SLI. Поэтому, чтобы связка SLI полностью раскрыла свой потенциал, необходим соответствующий мощный процессор с высокой тактовой частотой; в противном случае прирост от использования SLI будет намного меньше ожидаемого.

Оптимальным (на 2009 год) для большинства игр на систему SLI из двух GeForce GTX275 является процессор уровня Core 2 Duo E8400-E8600, разогнанный до 4 ГГц. Меньшая частота процессора приводит к падению кадровой частоты, а более высокая частота процессора (порядка 4,5-5 ГГц) кадровую частоту уже не увеличивает.

Алгоритмы построения изображений

Схема алгоритма Split Frame Rendering

Split Frame Rendering

Изображение разбивается на несколько частей, количество которых соответствует количеству видеокарт в связке. Каждая часть изображения обрабатывается одной видеокартой полностью, включая геометрическую и пиксельную составляющие.

Аналог в CrossFire — алгоритм Scissor

Схема алгоритма Alternate Frame Rendering

Alternate Frame Rendering

Обработка кадров происходит поочерёдно: одна видеокарта обрабатывает только чётные кадры, а вторая — только нечётные. Однако у этого алгоритма есть недостаток. Дело в том, что один кадр может быть простым, а другой сложным для обработки(но по такой логике простой и сложный кадр будет давать "фриз" и на одиночной видеокарте).

Этот алгоритм запатентован ATI во время выпуска двухчиповой видеокарты.

SLI AA

Данный алгоритм нацелен на повышение качества изображения. Одна и та же картинка генерируется на всех видеокартах с разными шаблонами сглаживания. Видеокарта производит сглаживание кадра с некоторым шагом относительно изображения другой видеокарты. Затем полученные изображения смешиваются и выводятся. Таким образом достигается максимальные чёткость и детализованность изображения. Доступны следующие режимы сглаживания: 8x, 10x, 12x, 14x, 16x и 32x.

Аналог в ATI CrossFireX — SuperAA.

См. также

• 3dfx
• NVIDIA
• ATI CrossFire

Литература

• Алексей Горбунов, Николай Арсеньев. Двойной форсаж. Тестирование технологий CrossFire и SLI. Игромания № 3 (2007).
• Михаил Прошлецов. 3dfx: от звёзд к терниям и новое рождение старых технологий
• Николай Жогов. С удвоенной силой. Обзор технологий NVIDIA SLI и ATI CrossFire. ЛКИ № 4 (2008).

Ссылки

• Сравнение производительности видеокарт GeForce 9600GT и 8800GT в режиме SLI в играх, синтетических тестах, при использовании различных версий драйверов ForceWare
• Сведения о технологии SLI на официальном сайте NVIDIA