Nvidia NVLink vs SLI - Skillnader och jämförelse

Ända sedan det blev möjligt att använda flera grafikkort i ett system, har vi sett entusiaster längta efter ojämna maskiner med 2, 3 eller till och med 4 grafikkort installerade i dem samtidigt. Datorer med flera grafikkort ansågs vara det absolut bästa som industrin hade att erbjuda. Vi såg till och med att flera grafikprocessorer klämdes in i samma grafikkort med kort som Nvidia GeForce GTX 690 och AMD R9 295 × 2. Men med all sin hype och ära verkade flera GPU-system aldrig riktigt ta fart. Deras popularitet stötte på en snabb och plötslig nedgång strax efter toppen av flera GPU-system. Det var flera faktorer som var inblandade i denna nedgång, och en av dem var opålitligheten för överbryggningssystemet som användes för att ansluta grafikkorten till varandra.

Nvidias teknik för att ansluta två eller flera grafikkort med varandra kallades SLI som står för Scalable Link Interface. Det var en teknik som Nvidia köpte från 3dfx Interactive, som introducerade den 1998. I grund och botten var SLI varumärket för Nvidias multi-GPU-teknik som etablerades för att länka upp två eller flera grafikkort till en enda utgång med en parallell bearbetningsalgoritm. Nvidias rival AMD introducerade också sin version av tekniken och den är känd som Crossfire.

Hur fungerar SLI?

Grafikkort i ett SLI-system fungerar i en master-slave-konfiguration, vilket innebär att ett av korten tilldelas rollen som "master" trots att belastningen fördelas lika mellan alla kort. När "slav" -kortet har slutfört sin rendering skickar det utdata till mastern som sedan kombinerar de två renderingen och levererar en utgångsbild till monitorn. I en tvåkortskonfiguration hanterar huvudkortet vanligtvis den övre halvan av bilden medan slavkortet hanterar den nedre halvan.

De två (eller flera) korten är anslutna via SLI Bridge eller SLI Connector. Huvudsyftet med SLI Bridge är att upprätta en anslutning mellan korten och låta korten skapa en kommunikationsfält mellan dem. Utan SLI Bridge, även om det är möjligt att köra flera kort, finns det en specifik matchning och resultaten är vanligtvis mycket dåliga. SLI Bridge minskar begränsningarna för bandbredd och kan skicka data direkt mellan korten. De tre typerna av SLI-broar är:

• Standard Bridge (400 Mhz Pixel Clock, 1 GB / s bandbredd): Detta är en standardbro som ingår med moderkort som stöder SLI upp till 1920 × 1080 och 2560 × 1440 @ 60 Hz.
• LED-bro (540 MHz Pixel Clock): Rekommenderas för skärmar upp till 2560 × 1440 @ 120 Hz + och 4K. Det kan bara fungera på en ökad Pixel Clock om GPU stöder den klockan. Det säljs av Nvidia samt en mängd AIB-partners.
• High-Bandwidth Bridge eller SLI HB Bridge (650 MHz Pixel Clock och 2 GB / s bandbredd): Detta är den snabbaste bron och säljs exklusivt av Nvidia. Det rekommenderas för skärmar upp till 5K och Surround. SLI HB-broar finns bara i 2-vägs konfigurationer, så inställningar med mer än 2 kort har inte tur här.

SLI: s verkningsmekanism

SLI arbetar med två huvudmetoder. En av dem är SFR eller Split Frame Rendering, där systemet analyserar den renderade bilden för att dela belastningen mellan GPU: erna som är anslutna i SLI. Ramen är uppdelad i två med en horisontell linje. Linjens placering beror på scenens geometri. Den viktigaste avgörande faktorn för linjens placering skulle vara den belastning som scenen kräver i olika områden. Om ett av korten återger den övre delen av en scen som har himlen, skulle linjen vara lägre i bilden för att kompensera för belastningsskillnaden mellan de två korten.

Ett annat sätt på vilket SLI fungerar är AFR eller Alternate Frame Rendering vilket är ganska enkelt. I den här metoden återges alla andra ramar av en annan GPU. Ett av korten gör alla udda ramar och ett gör alla jämna ramar. AFR har visat sig ha en bättre bildnivå än SFR, men det introducerar en ny form av artefakt som kallas mikrostammar. Även om bildfrekvensen är tillräckligt hög, kan mikrostammar påverka bildens upplevda jämnhet genom att införa ministammare mellan ramar på grund av den varierande hastigheten med vilken korten fungerar i AFR.

Rise and Fall of SLI

SLI sköt upp i popularitet under Kepler-, Maxwell- och Pascal-serien av grafikkort, men sedan dess har det haft en konstant och drastisk nedgång. Även under tiden för GTX 1000-serien av grafikkort från Nvidia minskade SLI: s popularitet. Visst, SLI-grafikkort kan leverera bättre prestanda än en enda GPU och de ser till och med fantastiska ut när de installeras i ett fodral, men det fanns fler problem än fördelar med SLI i första hand.

Först och främst var du tvungen att verifiera om ditt moderkort stödde SLI. Detta var ett viktigt steg eftersom vissa moderkort stödde SLI, andra stödde Crossfire och andra stödde båda medan andra stödde inget av dem. Efter det var du tvungen att ha identiska grafikkort. Det här var tufft eftersom det gjorde värdepropositionen riktigt skev jämfört med ett bättre prestanda på ett enda grafikkort. Grafikkorten måste vara av samma modell och serie, och även samma tillverkare tidigare, men det lindrades något senare. Att köra flera grafikkort krävde också en nötkött och dyr strömförsörjningsenhet (som du kan lära dig mer om precis här) och värme behövde också övervakas och kontrolleras på grund av att flera strömkrävande kort körs i närheten av varandra.

Den verkliga akilleshælen i hela SLI-ekosystemet var spelstödet. Inte alla spel stödde SLI och även de som gjorde det, gav imponerande prestationsvinster när man tog hänsyn till den extra investeringen. I de flesta fall hade du varit mycket bättre med att köpa ett kraftfullare, enda grafikkort snarare än två svagare och sätta dem i SLI. Under åren har stödet för SLI blivit ännu värre, med utvecklare som sällan tänker på det i moderna spel. Slutligen kom mördarslaget från ingen annan än Nvidia själv, som slutade stödet för SLI från majoriteten av grafikkortuppsättningen. Från och med Turing-sortimentet av GPU: er stöder bara det bästa av det bästa, RTX 3090, SLI. Detta innebär att SLI för allmänna konsumenter faktiskt är död vad gäller spel.

Vad är NVLink?

Med Turing-sortimentet av grafikkort tog Nvidia med sig en ny teknik för anslutning av flera grafikkort som kallas NVLink. Det är ett gränssnitt med många gånger bandbredden som det gamla SLI-gränssnittet och har också många extra särdrag och funktioner. Tekniskt sett är det en trådbaserad kommunikationsprotokoll seriell flerspårig kommunikationslänk nära räckhåll. Ganska munnen är det inte? I mer allmänna termer är det ett förbättrat anslutningsgränssnitt mellan flera Nvidia-grafikkort som lovar fler fördelar och funktioner än den gamla SLI.

NVLink kan ses som Nvidias försök att få tillbaka marknadsandelen för multi-GPU: er som minskat 2020. Denna teknik lovar att göra spel med flera grafikkort till en önskvärd och mycket effektiv metod inom en snar framtid. NVLink är i huvudsak en mycket snabbare brygga än SLI och syftar till att stänga latensgapet mellan de två grafikkorten. Nvidias tekniska marknadsföringsdirektör Tom Peterson säger följande i detta avseende:

Han tillade vidare att NVLink var mer en framtidsplan snarare än en aktuell lösning:

Det verkar som om Nvidia faktiskt bankerar på NVLinks framtid snarare än nuet. Nvidia vet att stöd för multi-GPU är ganska nedslående just nu, så de vill introducera en teknik som inte bara kommer att försöka förändra spelutvecklarnas perspektiv, utan också den allmänna konsumentens syn på multipel-GPU Stöd.

Hur fungerar NVLink?

Till skillnad från SLI använder NVLink nätverksnätverk som är en nätverkstopologi där infrastrukturnoderna ansluter direkt på ett icke-hierarkiskt sätt. Detta gör att informationen kan vidarebefordras av varje nod individuellt i stället för att dirigeras genom en viss nod. Det gör det också möjligt för noder att dynamiskt självorganisera vilket möjliggör en dynamisk fördelning av arbetsbelastningar. NVLink får sin huvudsakliga styrka från denna mekanism, vilket är dess hastighet.

NVLink har också avskaffat master-slave-relationen för SLI-implementeringen, snarare behandlar den varje nod lika vilket avsevärt förbättrar renderingshastigheten. Till skillnad från SLI har NVLink fördelen att ha båda grafikkortens minnen tillgängliga hela tiden. Detta beror på NVLinks otroliga nätverksimplementering. I huvudsak är förhållandet mellan NVLink-korten dubbelriktat och de två anslutna korten fungerar som ett.

NVLink-gränssnittets hastighet återspeglas i bandbredden på dess broar. Även om även de bästa SLI-broarna hade en bandbredd på 2 GB / s i bästa fall, lovar en NVLink Bridge i vissa fall otroliga 200 GB / s. Beviljas att de 160 och 200 GB / s NVLink-broarna är begränsade till Nvidias professionella GPU: er Quadro GP100 respektive GV100, men dessa siffror är fortfarande ett bevis på det otroliga språnget i bandbredden för NVLink-gränssnittet över SLI. Toppnivåentusiastiska GPU: er som TITAN RTX eller 2080Tis kan i de flesta fall förvänta sig en potentiell bandbredd på hela 100 GB / s.

Är NVLink värt det?

Så har Nvidias NVLink äntligen fixat problemen med flera GPU-renderingar i spel? Svaret är fortfarande nej. Medan NVLink har gjort några positiva framsteg i rätt riktning, särskilt i metoden där båda korten används i förhållande till SLI, var problemet med SLI aldrig riktigt metoden. Det verkliga problemet bakom flera GPU-ekosystem är spelstöd. Även med NVLink har de flesta spel där ute idag svårt att använda mer än en GPU. Med hänsyn till kostnaden för två grafikkort och den lilla till ingen prestandaförbättringen i de flesta scenarier skulle det vara oklokt att investera i NVLink för konsumentapplikationer som spel.

För professionellt arbete kan NVLink bara vara den uppgradering som behövdes. För personer som arbetar med Nvidias Quadro GPU: er eller kort som RTX A6000, NVLink kan vara en stor hjälp, inte bara för att förbättra renderingens prestanda utan också på grund av det faktum att NVLink tillåter det totala minnet på båda korten att vara tillgängliga, vilket kan vara till stor hjälp i professionella arbetsbelastningar.

För de flesta spelare är det dock en bättre idé att välja ett enda grafikkort som ger mer prestanda utan förpackning än att köpa två svagare kort och ansluta dem via NVLink eller SLI för den delen.

Slutord

Nvidias SLI var en intressant och attraktiv teknik när den först lanserades och blev snart populär på grund av dess potential och något anständigt stöd från utvecklare under Maxwell och Pascal-eran. SLIs topp var emellertid kortlivad när branschen snabbt gick framåt och SLI lämnades tidigare med både utvecklarna och spelarna som övergav tekniken till förmån för enstaka, kraftfullare grafikprocessorer.

Nvidia försökte återuppfinna marknaden för flera GPU: er genom att lansera NVLink, som är en mycket förbättrad anslutning över SLI, men ändå misslyckas det med att lösa många av de problem som i första hand plågar SLI. Detta gör det till en svår rekommendation 2020 för spelare när kraftfullare, enskilda grafikkort kan leverera en bättre upplevelse på ett tillförlitligt och till en lägre kostnad.