Nvidia NVLink לעומת SLI - הבדלים והשוואה

מאז שהתאפשר להשתמש בכרטיסי גרפיקה מרובים במערכת, ראינו חובבים חושקים במכונות בהמיות עם 2, 3 או אפילו 4 כרטיסי גרפיקה המותקנים בו זמנית. מחשבים אישיים עם מספר כרטיסי גרפיקה נחשבו לטובים המוחלטים ביותר שיש לתעשייה להציע. אפילו ראינו מספר GPUs דחוסים באותם כרטיסי גרפיקה עם כרטיסים כמו Nvidia GeForce GTX 690 ו- AMD R9 295 × 2. אך עם כל ההייפ והתהילה שלה, נראה שמערכות GPU מרובות מעולם לא ממריאות. הפופולריות שלהם נתקלה בירידה מהירה ופתאומית זמן קצר לאחר שיא מערכות ה- GPU המרובות. ירידה זו היו מעורבים בכמה גורמים, ואחד מהם היה חוסר האמינות של מערכת הגישור ששימשה לחיבור כרטיסי המסך זה לזה.

שני כרטיסי מסך Nvidia GeForce GTX 1080 ב- SLI - תמונה: Nvidia

הטכניקה של Nvidia לחבר שני כרטיסי גרפיקה או יותר זה לזה נודעה בשם SLI שמייצג Scalable Link Interface. זו הייתה טכנולוגיה ש- Nvidia קנתה מ- 3dfx Interactive, שהציגה אותה בשנת 1998. בעיקרון, SLI היה שם המותג של טכנולוגיית ה- Multi-GPU של Nvidia שהוקמה לחיבור שני כרטיסי גרפיקה או יותר לפלט יחיד באמצעות אלגוריתם עיבוד מקביל. היריבה של AMD של Nvidia הציגה גם את גרסת הטכנולוגיה שלה והיא ידועה בשם Crossfire.

איך SLI עובד?

כרטיסי גרפיקה במערכת SLI עובדים בתצורה של עבד-מאסטר, כלומר לאחד הקלפים מוקצה התפקיד 'מאסטר' למרות שהעומס מחולק באופן שווה בין כל הכרטיסים. כאשר כרטיס ה'עבד 'מסיים את העיבוד שלו, הוא שולח את הפלט שלו למאסטר, ואז משלב את שני העיבודים ומספק תמונת פלט לצג. בתצורה של שני כרטיסים, כרטיס המאסטר בדרך כלל מטפל בחצי העליון של התמונה בעוד שכרטיס העבד מטפל בחצי התחתון.

האופן שבו SLI עובד - תמונה: טיפים של Linus Tech

שני הכרטיסים (או יותר) מחוברים באמצעות SLI Bridge או SLI Connector. מטרתו העיקרית של גשר ה- SLI היא ליצור קשר בין הכרטיסים ולאפשר לכרטיסים ליצור נתיב תקשורת ביניהם. ללא ה- SLI Bridge, למרות שאפשר להריץ מספר כרטיסים, יש אי התאמה בין המפרט והתוצאות בדרך כלל גרועות מאוד. SLI Bridge מקטין את מגבלות רוחב הפס ויכול לשלוח נתונים ישירות בין הכרטיסים. שלושת סוגי גשרי ה- SLI הם:

• גשר סטנדרטי (שעון פיקסל 400 מגה-הרץ, רוחב פס של 1GB / s): זהו גשר סטנדרטי הכלול בלוחות אם התומכים ב- SLI עד 1920 × 1080 ו- 2560 × 1440 @ 60 הרץ.
• גשר לד (שעון פיקסל 540 מגה הרץ): מומלץ לצגים עד 2560 × 1440 @ 120 הרץ + ו- 4K. זה יכול לפעול בשעון פיקסל מוגדל רק אם ה- GPU תומך בשעון זה. הוא נמכר על ידי Nvidia, כמו גם מגוון של שותפי AIB.
• גשר רוחב פס גבוה או גשר SLI HB (שעון פיקסל 650 מגה הרץ ורוחב פס של 2GB / s): זהו הגשר המהיר ביותר ונמכר אך ורק על ידי Nvidia. מומלץ לצגים עד 5K ו- Surround. גשרי SLI HB זמינים רק בתצורות דו-כיווניות, כך שמערכים עם יותר מ -2 כרטיסים אין מזל כאן.

מנגנון פעולה של SLI

SLI עובד בשתי שיטות עיקריות. אחת מהן היא SFR או Split Frame Rendering, בה המערכת מנתחת את התמונה המוצגת כדי לחלק את העומס בין המעבדים המחוברים ב- SLI. המסגרת מחולקת לשניים באמצעות קו אופקי. מיקום הקו תלוי בגיאומטריה של הסצנה. הגורם המכריע העיקרי למיקום הקו יהיה מורכבות העומס שדורשת הסצנה באזורים שונים. אם אחד הקלפים מעבד את החלק העליון של סצנה עם השמים, הקו יהיה נמוך יותר בתמונה כדי לפצות על הפרש העומס בין שני הקלפים.

דרך נוספת בה SLI עובדת היא AFR או Rendering Frame Alternative וזה די פשוט. בשיטה זו, כל מסגרת אחרת מוצגת על ידי GPU אחר. אחד הקלפים מעבד את כל המסגרות המוזרות ואחד מעבד את כל המסגרות השוות. הוכח כי ל- AFR יש מסגרת טובה יותר מזו של SFR, אולם היא מציגה צורה חדשה של חפצים המכונה מיקרו גמגום. גם אם המסגרת גבוהה מספיק, גמגום מיקרו יכול להשפיע על החלקות הנתפסת של התמונה על ידי גמגום מיני שהוצג בין מסגרות בשל הקצב המשתנה בו פועלים הכרטיסים ב- AFR.

עלייתו ונפילתם של SLI

SLI זכתה לפופולריות במהלך סדרת כרטיסי המסך קפלר, מקסוול ופסקל, אך מאז חלה ירידה מתמדת ודרסטית. גם בתקופת סדרת כרטיסי המסך של GTX 1000 מבית Nvidia, הפופולריות של SLI הלכה ופחתה. בטח, כרטיסי מסך SLI יכולים לספק ביצועים טובים יותר מאשר GPU יחיד והם אפילו נראים נהדר כאשר הם מותקנים בתוך מארז, אך מלכתחילה היו ל- SLI יותר בעיות מיתרונות.

קודם כל היית צריך לאמת אם לוח האם שלך תומך ב- SLI. זה היה צעד חיוני מכיוון שלוחות לוח אם מסוימים תמכו ב- SLI, חלקם תמכו ב- Crossfire, וחלקם תמכו בשניהם בעוד שאחרים תמכו באף אחד מהם. אחרי זה היית צריך שיהיה לך כרטיסי מסך זהים. זה היה קשה שכן זה הפך את הצעת הערך למוטה באמת בהשוואה לכרטיס גרפי יחיד בעל ביצועים טובים יותר. כרטיסי המסך נאלצו להיות מאותו הדגם והסדרה, ואפילו אותו יצרן קודם לכן אולם זה הוקל במקצת בהמשך הקו. הפעלת כרטיסי גרפיקה מרובים דרשה גם יחידת אספקת חשמל בשרנית ויקרה (עליה תוכלו ללמוד עוד ממש כאן ), וגם על תרמיות היה צורך לפקח ולשלוט בשל מספר כרטיסים רעבי כוח שפועלים בסמיכות זה לזה.

אתה צריך הרבה כוח כדי להפעיל התקנת SLI כזו - תמונה: GPUMag

עקב אכילס האמיתי של כל המערכת האקולוגית של SLI היה תמיכת המשחק. לא כל המשחקים תמכו ב- SLI ואפילו אלה שכן, סיפקו רווחים לא מרשימים בביצועים בהתחשב בהשקעה הנוספת. ברוב המקרים, עדיף היה לכם לקנות כרטיס גרפי יחיד חזק יותר ולא שני חלשים יותר ולהכניס אותם ל- SLI. עם השנים התמיכה ב- SLI החמירה עוד יותר, כאשר לעתים רחוקות מפתחים מקדישים מחשבה במשחקים מודרניים. לבסוף, מכת הרוצח הגיעה מאף אחד אחר מאשר Nvidia עצמה, שסיימה את התמיכה ב- SLI מרוב מערך כרטיסי המסך שלה. החל ממערך הגרפי של טיורינג, רק הטובים שבטובים ביותר, ה- RTX 3090, תומכים ב- SLI. משמעות הדבר היא כי SLI עבור צרכנים כלליים מת למעשה מבחינת המשחק.

מה זה NVLink?

עם מערך כרטיסי המסך של טיורינג, Nvidia הביאה טכנולוגיה חדשה לחיבור כרטיסי גרפיקה מרובים המכונה NVLink. זהו ממשק עם רוחב הפס גדול פי כמה כממשק SLI הישן ויש לו גם הרבה מוזרויות ותכונות נוספות. מבחינה טכנית, זהו קישור תקשורת רב-מסלולי סדרתי פרוטוקול תקשורת מבוסס חוט. די פה לא? במונחים כלליים יותר, זהו ממשק חיבור משופר בין כרטיסי גרפיקה מרובים של Nvidia שמבטיח יתרונות ותכונות רבים יותר מאשר ה- SLI הישן.

NVLink מבטיחה קפיצה מסיבית ברוחב הפס - תמונה: Nvidia

ניתן לחשוב על NVLink כניסיון של Nvidia להחזיר את נתח השוק של ריבוי GPUs שהידלדל בשנת 2020. טכנולוגיה זו מבטיחה להפוך את המשחק באמצעות כרטיסי מסך מרובים לשיטה רצויה ויעילה ביותר בעתיד הקרוב. NVLink הוא למעשה גשר הרבה יותר מהיר מ- SLI ומטרתו לסגור את פער ההשהיה בין שני כרטיסי המסך. מנהל השיווק הטכני של חברת Nvidia טום פיטרסון אומר את הדברים בעניין זה:

'הגשר הזה גלוי למשחקים, זה אומר שאולי תהיה אפליקציה שתסתכל על GPU אחד ותסתכל על GPU אחר ותעשה משהו אחר', מסביר פיטרסן. 'הבעיה במחשוב רב-GPU היא שהחביון מ- GPU אחד למשנהו רחוק. זה חייב לעבור על פני PCIe, זה חייב לעבור דרך הזיכרון, זה מרחק ארוך אמיתי מנקודת מבט של עסקאות '...' NVLink מתקן את כל זה. אז NVLink מביא את ההשהיה של העברת GPU ל- GPU. אז זה לא רק עניין של רוחב פס, אלא עד כמה זיכרון ה- GPU הזה קרוב אלי. ה- GPU הזה מעבר לקישור ... אני יכול לחשוב על זה כעל אחי ולא כקרוב רחוק. '

הוא הוסיף כי NVLink הייתה יותר תוכנית עתידית ולא פיתרון עכשווי:

'תחשוב על הגשר יותר כשאנחנו רוצים להניח בסיס לעתיד,' ... 'וברגע שזה עובד, ואנחנו מגדירים את הגשרים שלנו, ואנשים מבינים שהיי, זה גשר של 100 ג'יגה לשנייה, אז מפתחי המשחקים תראה את זה.'

נראה כאילו Nvidia למעשה מתייחסת לעתידה של NVLink ולא להווה. Nvidia יודעת שתמיכה מרובת GPU מאכזבת למדי נכון לעכשיו, ולכן הם רוצים להציג טכנולוגיה שלא רק תנסה לשנות את נקודת המבט של מפתחי המשחק, אלא גם את דעותיו של הצרכן הכללי ביחס למספר GPU. תמיכה.

איך NVLink עובד?

בניגוד ל- SLI, NVLink משתמש ברשת רשת שהיא טופולוגיית רשת בה צמתי התשתית מתחברים ישירות בצורה לא היררכית. זה מאפשר להעביר את המידע על ידי כל צומת בנפרד ולא לעבור דרך צומת מסוים אחד. זה גם מאפשר לצמתים לארגן באופן דינמי מה שמאפשר חלוקה דינמית של עומסי עבודה. NVLink צוברת את עוצמתה העיקרית ממנגנון זה שהוא המהירות שלו.

NVLink מחקה גם את יחס המאסטר-עבדים של יישום ה- SLI, אלא הוא מתייחס לכל צומת באופן שווה מה שמשפר מאוד את מהירות העיבוד. בניגוד ל- SLI, ל- NVLink יש יתרון בכך שזכרונות שניהם של כרטיסי המסך נגישים כל הזמן. זאת בשל יישום רשת רשת מדהימה של NVLink. בעיקרו של דבר, היחס בין כרטיסי NVLink הוא דו כיווני ושני הכרטיסים המחוברים משמשים כאחד.

איך עובד NVLink - תמונה: טיפים של Linus Tech

המהירות של ממשק NVLink באה לידי ביטוי ברוחב הפס של הגשרים שלו. בעוד שאפילו לגשרי ה- SLI הטובים ביותר היה רוחב פס של 2 GB / s במקרה הטוב, NVLink Bridge מבטיח 200 GB / s מדהים במקרים מסוימים. נכון, כי גשרי ה- NVLink בגודל 160 ו- 200 GB / s מוגבלים ל- GPUs המקצועיים של Nvidia, Quadro GP100 ו- GV100 בהתאמה, אך מספרים אלה עדיין מעידים על הקפיצה המדהימה ברוחב הפס של ממשק NVLink מעל SLI. GPUs עם חובבי רמה עליונה כמו TITAN RTX או 2080Tis יכולים לצפות לרוחב פס פוטנציאלי של עצום של 100 GB / s ברוב המקרים.

האם NVLink שווה את זה?

אז האם NVLink של Nvidia סוף סוף תיקן את הבעיות של עיבוד GPU מרובה במשחקים? ובכן, התשובה היא עדיין לא. NVLink אמנם עשתה צעדים חיוביים בכיוון הנכון, במיוחד בשיטה בה שני הכרטיסים ממונפים בהשוואה ל- SLI, אך הבעיה עם SLI מעולם לא הייתה המתודולוגיה. הבעיה האמיתית שעומדת מאחורי המערכת האקולוגית מרובת GPU היא תמיכה במשחקים. גם עם NVLink, רוב המשחקים שם כיום מתקשים למנף יותר מ- GPU אחד. אם ניקח בחשבון את העלות של שני כרטיסי גרפיקה, ואת השיפור המעט-ללא-ביצועים ברוב התרחישים, זה לא יהיה חכם להשקיע ב- NVLink ליישומי צרכנים כמו משחקים.

NVLink לעומת גשר SLI - תמונה: Nvidia

לעבודה מקצועית, NVLink יכול להיות רק השדרוג שהיה נחוץ. לאנשים העובדים עם מעבדי ה- Quadro של Nvidia או כרטיסים כמו ה- RTX A6000 , NVLink יכול להיות עזרה גדולה לא רק לשיפור ביצועי העיבוד, אלא גם בשל העובדה ש- NVLink מאפשרת להיות זמינות כוללת של שני הכרטיסים אשר יכולה להיות עזרה עצומה בעומסי עבודה מקצועיים.

עבור רוב הגיימרים, בחירה בכרטיס גרפי יחיד שמציע ביצועים רבים יותר מהקופסה היא רעיון טוב יותר מאשר לקנות שני כרטיסים חלשים יותר ולחבר אותם באמצעות NVLink או SLI לצורך העניין.

מילים אחרונות

ה- SLI של Nvidia הייתה טכנולוגיה מעניינת ואטרקטיבית כאשר הושקה לראשונה וזכתה במהרה לפופולריות בשל הפוטנציאל ותמיכתה הגונה במקצת מצד מפתחים בעידן מקסוול ופסקל. עם זאת, שיאו של SLI היה קצר מועד כאשר התעשייה התקדמה במהירות ו- SLI נותרה בעבר עם המפתחים וגם הגיימרים שנטשו את הטכנולוגיה לטובת GPUs יחידים וחזקים יותר.

Nvidia ניסתה להמציא מחדש את השוק של מספר GPUs על ידי השקת NVLink המהווה חיבור משופר בהרבה על SLI, אך עדיין, היא לא מצליחה לפתור רבות מהנושאים המטרידים את SLI מלכתחילה. זה הופך אותה להמלצה קשה בשנת 2020 עבור גיימרים כאשר כרטיסי מסך חזקים וחזקים יותר יכולים לספק חוויה טובה יותר בצורה מהימנה ובעלות נמוכה יותר.