CrossFire VS SLI拿钱堆速度

今日硬件

8年前3dfx铸剑VSA-100,寄望于双显卡协作挽回颓势,只可惜功败垂成。之后,ATi Rage Fury MAXX、XGI Volari芯片屡次叩关未果,显卡并行技术成了制造商们的“滑铁庐”。现在,当NVIDIA和ATi再一次推出双显卡系统的时候,也不知是谁嘀咕了一句:又来了!

33-e1-01.jpg
NVIDIA的SLI
33-e1-02.jpg
ATi的CrossFire

频率已死,并行当道

是,的确又来了。随着在独立显卡市场占有率合计超过90%的NVIDIA和ATi先后推出SLI和CrossFire技术的完全解决方案,我们不得不重新审视一下曾被大家多次打入冷宫的显卡并行。

2005年注定是频率的归宿,以前凭借频率攀升曲线获得性能提升的模式已经在CPU的发展上遭遇了前所未有的瓶颈,Intel和AMD都在转向双核乃至于可以预见的多核技术。作为PC上第二复杂的集成电路GPU,自然也不会落人之后。

显示芯片采用的制造工艺历来比CPU要慢半拍,在保持原有频率提升速度方面他们遇到的困难显然更多。再加上显卡界面已经开始从“独一无二”的AGP接口向多接口的PCI-E转型也为显卡并行做好了准备。因此不难理解,显示卡并行已势在必行。

瓶颈之所在

虽然SLI和CrossFire是新技术,但绝非源于一时灵感,都是“蓄谋”已久的产物。NVIDIA源自收购3dfx后得到的技术。ATi的CrossFire则是源于若干年前就投入飞机模拟器领域的Multi Rendering技术。

客观地说,实现并行不难,打破瓶颈却不易。从完整的显示系统角度来看,瓶颈可能来源于图形数据传输的每个步骤,尤其是CPU、GPU、存储系统以及它们之间的传送通道。在理想状态下,不会存在任何问题。然而,实际应用中总有什么问题会抑制最佳性能的发挥。

双显卡并行的确可以短时间内就让GPU处理能力接近翻番。但如果其他部件没有跟上,也是枉然。特别是在高分辨率下,如果选用中低端CPU,那么它可能构成瓶颈。此外,虽然NVIDIA和ATi的新系统使用的都是两个PCI-Express 16×插槽,但当安装两块显卡时,至少当前的主板还会自动切换至2×8的模式。现在这种弊端还不明显,但如果一个游戏过分占用数据总线,2×8的模式也许会降低性能。

两块显卡的具体分工

但不管怎么说,显示系统端的处理能力的的确确是提升了。究竟这种转变是如何发生的呢?我们这就来看看。首先,SLI和CrossFire都需要两块显卡,SLI的运作方式有两种,帧渲染器模式(AFR)和分割帧渲染器模式(SFR ),前者两个GPU交替渲染,一块显卡负责渲染单数帧,另一块显卡负责偶数帧;后者每帧图像被分为上下两个部分,两块显卡分别渲染,然后合成。

CrossFire除了拥有上述两种渲染方式外,还提供了一种类似棋盘方格的渲染方法。图像被分割成为多个小区域,而每个小块都是由两块显卡进行交叉的方式进行渲染,最后合成起来。

帧渲染模式在每帧内容完全不同的独立方式时效率最佳,如果在帧之间包含有共同数据,例如,重新使用先前渲染至纹理的数据,要么这些数据会被另一块显卡重复处理,要么就必须在图形芯片间传输,这就有所消耗。

而分割帧渲染模式上下分区带来的问题是必须寻找每帧的顶部和底部间数据处理的平衡点,比如一些赛车游戏的上半部分画面可能变化较少,而下半部分却变化剧烈。好在分割的位置可以调整,如果顶部渲染量少于底部渲染量,那么驱动程序就把顶部部分分割得比底部大一些,从而使两个图形芯片都充分发挥作用。但这种调整动态处理起来有难度,很难绝对满足平衡。

CrossFire独有的类似棋盘的渲染方式则较好地避免了两个显卡工作量不均衡的局面,因为它们会交替渲染多个紧邻的小区域。但是合成又会成为新的负担。总之,不管工作如何分,两个显卡肯定无法具有完全双倍的效果。

从芯片组手中抢饭碗

除了技术上的考虑之外,显示卡并行牵扯出来的东西还有很多,大有剪不断理还乱之势。这种技术之所以这样受到显示芯片厂商的关注有很多市场因素在“作祟”。现在,显示芯片市场本身处于饱和状态,而向上到CPU领域发展不太现实的情况下,选择向下开发自己的芯片组产品,无疑是ATi、NVIDIA首先考虑的问题。

双显卡技术是一次很好的甄别淘汰机会。因为双显卡来源于显示芯片厂商,芯片组设计厂商方面的跟进要跨很多门槛,而且在兼容性和速度方面还可能有问题。因此显示芯片厂商可以说是在“合谋”抢芯片组厂商的饭碗。

给硬件组件松绑

之前,NVIDIA对SLI的要求很高,要自己芯片组的主板;显示卡必须支持SLI且严格一致,包括相同GPU、相同规格,甚至是相同厂商的相同型号;两个显示卡之间还必须用SLI Bridge连接。

ATi的CrossFire技术晚了近半年,但显然对这些弊病进行了针对性的“突击”。仅需一块CrossFire主卡与另一块非CrossFire的普通卡即可顺利工作。而且两张显卡规格也不必完全相同,有多种组合。

面对ATi的步步进逼,NVIDIA自然也没有等闲视之。新公布的77.72驱动已经证实可以支持软件SLI,显卡间的连接组件可以去掉了。此外,为了快速占领市场,NVIDIA把战线扩展到了从高阶的GeForce 7800GTX到GeForce 6全系列上,涵盖所有高中低端显卡市场。而ATi CrossFire暂时仍然被限制在RX850、RX800等级。

最近有硬件爱好者,将CrossFire版本的Radeon X850XT BIOS刷到普通版上,而且不使用ATi提供特殊连接线,只用一块显卡与显示器连接,测试显示CrossFire系统居然部分有效。这进一步说明双显卡运行依靠更多的是软件层面的改进。由此可以预测,未来对各种限制进行松绑一定会是双显卡并行的发展方向之一。

要并行不要奢侈

显卡并行的战斗正进行得如火如荼,作为消费者我们仍然有所期待。并行的方向没有错,但我们不知道它的内涵是不是仅仅指把两个显卡放到一个机箱盒子里。这显然是非常“奢侈”的方案——两块高端显卡(低档SLI显卡仍只有承诺)、高性能CPU、最新主板以及采用更好散热的机箱与强劲电源,最后得到的价格也会很高。

还有没有其他更廉价的方式?比如CPU方面已经进行的双核方式?即使显存系统上可能有所影响,但它很经济,花费的代价也很小。如果不是狂热的游戏迷或三维工作站,这样的双卡对于普通消费者而言负担太沉重。尽管显卡并行的车轮已经启动,上车与否的决定权却握在消费者的手中。