SLI的昨天与今天

硬件周刊

  2004年6月29日,NVIDIA发布了SLI技术。SLI这个让很多老Voodoo发烧友怀念的名词,如今又从NVIDIA的口中说出,NVIDIA此次发布的SLI技术和3dfx的SLI一样吗?

  SLI的过去

  1997年11月,3dfx发布了当时世界上最快的3D加速卡──Voodoo 2。尽管Voodoo 2具有90M Pixels/s像素填充率、具备Z-Buffering、Anti-Aliasing、单周期双纹理等当时最新的技术和指标,足以让当时所有的对手黯然失色,但是它所支持的SLI(Scalable Link Interface,交错扫描互连)技术,更让无数人瞠目结舌。SLI技术可以让两块Voodoo 2进行双卡互连,使其性能几乎提高一倍。这让当时一部分先富裕起来的Fans抢先领略了未来的3D性能。

  3dfx SLI技术是一项为了提高当时的PCI显卡的性能而发明的技术,该技术使用一根数据线来连接两块PCI Voodoo 2显卡,并通过某种算法使两块Voodoo 2显卡各自承担一定的工作量。当把两块连接在一起的PCI Voodoo 2显卡插入相应的主板插槽的时候,这两块显卡便可以协同工作。其原理是:其中的一块显卡承担奇数线描绘任务,而另一块则承担偶数线描绘任务,最后将各自描绘出来的图像组合在一起,形成一幅完整的显示画面。

  但是随着AGP显卡的普及,针对PCI总线设计的SLI技术便没有了用武之地,最后3dfx被NVIDIA收购,3dfx的SLI技术也就成为了存在于Voodoo教徒遥远记忆中的传说。

  SLI的现在

  2004年6月29日,也就是3dfx“逝世”3周年之后,NVIDIA的把SLI再次拉到了我们眼前。不过这次是应用在NV4x上。NVIDIA这次发布的SLI是Scalable Line Interleave的缩写,译为可扩展链接接口。

  SLI的新特性

  NVIDIA的SLI技术和3dfx的SLI技术有着根本的不同。NVIDIA显卡的GPU是以线组(Quad)为单位处理像素。线组可以理解为屏幕上一个2×2的像素块,所以一个GPU至少负责渲染相邻的两行像素。一般来说,现在显卡GPU的流水线的数量都比较多,一般为4的整数倍,例如4、8、12、16。这些流水线一般以4条形成一组,成为一个线组流水线。这样的处理方式显然和以奇偶扫描线为单位的交错互连技术是完全冲突的。

  NVIDIA SLI 技术采用一种“高速数字连接机制”来实现双卡互连,两块显卡的相互通讯是基于图形核心内建的专利通讯协议。仔细观察GPU核心,我们能够发现SLI 的可扩展性主要由核心内建的MIO单元来实现。而且在MIO单元的旁边,还集成如TMDS (Transmission-Minimized Differential Signaling,传输最小差动讯号)发送器以及数模转换器(RAMDAC)等负责视频输出的单元。所以NV40核心以前的GPU芯片是无法搭上这班顺风车了。

  NVIDIA的SLI技术目前主要面向PCI-Express版本的 GeForce 6800 系列显卡。比如,GeForce 6800 GT显卡上方就有一组特别的金手指接口,它就是SLI接口。通过一个特殊的SLI连接器将两块PCI-Express版本的GeForce 6800 系列显卡(两块卡必须完全一样)连接在一起,并将它们插入配备有两个PCI-Express ×16 接口的主板上,这样SLI连接器将使得两块GeForce 6800系列显卡以并行的方式进行工作。

  SLI的工作方式

  据德国一家名为www.tommti-systems.de的网站的测试表明,NVIDIA的SLI的任务分配可以有三种:系统自动选择、隔帧渲染和分屏渲染。

  系统自动选择模式是系统依据实际应用的情况在隔帧渲染和分屏渲染两者之间选择。

  隔帧渲染是将运算的数据分为奇数帧和偶数帧,并分别交由两块显卡运算。

  分屏渲染是将每帧数据分为两部分并分别交由两块显卡运算。但是从目前得到的资料看,分屏渲染似乎都不能够将屏幕平分为两半,看来分屏渲染很可能是针对目前主板两条PCI-Express槽及PCI-Express通道数无法对称的权宜之计。因为目前提供这样规格的只有Intel Tumwater芯片组(E7525)。不过这款芯片组只能提供24个PCI-Express通道。也就是说,一块PCI-Express显卡可以得到PCI-Express ×16全部带宽,而另一块只能委屈使用PCI-Express ×8的资源了,相应地带宽也降低到2GB/s,且通过8bit/10bit编码,真正带宽只有1.6GB/s。最近经过大厂商的修改,Intel Tumwater芯片组居然也能够支持两个PCI-Express ×16接口了。7月初,主板制造商SuperMicro在日本市场推出了采用E7525芯片组的X6DA8-G2主板,它是目前惟一具备有两个PCI-Express ×16接口的主板。

  据NVIDIA称,在3DMark03测试中(1600×1200分辨率,开启4×AA、8×AF,测试场景2、3、4)以及最新的Unreal 3 Engine测试(1024×768分辨率),SLI双显卡的成绩是单显卡的1.87倍。这让很多FPS的骨灰级爱好者欢欣鼓舞,毕竟这样的系统跑DOOM3应该会快很多。

  结语

  SLI技术又回来了,带着它“高贵的气质”让一部分先富裕起来的人有了体验未来3D性能的可能。但是SLI技术还面临着成本及系统功耗过高的问题,希望这样的定位不要重蹈3dfx的SLI技术昙花一现的覆辙。