Nvidia NVLink vs SLI - Verschillen en vergelijking

Sinds het mogelijk werd om meerdere grafische kaarten in een systeem te gebruiken, hebben we gezien dat enthousiastelingen hunkeren naar beestachtige machines met 2, 3 of zelfs 4 grafische kaarten die tegelijkertijd zijn geïnstalleerd. Pc's met meerdere grafische kaarten werden beschouwd als absoluut de beste die de industrie te bieden had. We zagen zelfs dat meerdere GPU's in dezelfde grafische kaarten werden gepropt met kaarten als de Nvidia GeForce GTX 690 en de AMD R9 295 × 2. Maar met al zijn hype en glorie leken meerdere GPU-systemen nooit echt van de grond te komen. Hun populariteit vertoonde een snelle en abrupte daling kort na de piek van meerdere GPU-systemen. Er waren verschillende factoren bij deze achteruitgang, en een daarvan was de onbetrouwbaarheid van het overbruggingssysteem dat werd gebruikt om de grafische kaarten met elkaar te verbinden.

De techniek van Nvidia om twee of meer grafische kaarten met elkaar te verbinden, stond bekend als SLI, wat staat voor Scalable Link Interface. Het was een technologie die Nvidia kocht van 3dfx Interactive, die het in 1998 introduceerde. Kortom, SLI was de merknaam voor Nvidia's multi-GPU-technologie die was ontwikkeld voor het koppelen van twee of meer grafische kaarten tot een enkele uitgang met behulp van een parallel verwerkingsalgoritme. Nvidia's rivaal AMD introduceerde ook hun versie van de technologie en deze staat bekend als Crossfire.

Hoe werkt SLI?

Grafische kaarten in een SLI-systeem werken in een master-slave-configuratie, wat betekent dat een van de kaarten de rol van "master" krijgt toegewezen ondanks dat de belasting gelijkmatig over alle kaarten is verdeeld. Wanneer de "slaaf" -kaart klaar is met renderen, stuurt hij zijn output naar de master, die vervolgens de twee rendert combineert en een outputbeeld aan de monitor levert. In een configuratie met twee kaarten verwerkt de masterkaart meestal de bovenste helft van het beeld, terwijl de slaafkaart de onderste helft afhandelt.

De twee (of meer) kaarten zijn verbonden via de SLI Bridge of SLI Connector. Het belangrijkste doel van de SLI Bridge is om een ​​verbinding tussen de kaarten tot stand te brengen en ervoor te zorgen dat de kaarten een communicatielijn tussen de kaarten tot stand kunnen brengen. Zonder de SLI Bridge, hoewel het mogelijk is om meerdere kaarten te gebruiken, is er een discrepantie tussen de specificaties en zijn de resultaten meestal erg slecht. SLI Bridge vermindert de bandbreedtebeperkingen en kan gegevens rechtstreeks tussen de kaarten verzenden. De drie soorten SLI-bruggen zijn:

• Standaard Bridge (400 Mhz pixelklok, 1 GB / s bandbreedte): dit is een standaardbrug die wordt meegeleverd met moederborden die SLI tot 1920 × 1080 en 2560 × 1440 bij 60 Hz ondersteunen.
• LED-brug (540 MHz pixelklok): aanbevolen voor monitoren tot 2560 × 1440 bij 120 Hz + en 4K. Het kan alleen werken op een verhoogde pixelklok als de GPU die klok ondersteunt. Het wordt verkocht door Nvidia en door verschillende AIB-partners.
• Brug met hoge bandbreedte of SLI HB-brug (650 MHz pixelklok en 2GB / s bandbreedte): dit is de snelste bridge en wordt exclusief verkocht door Nvidia. Het wordt aanbevolen voor monitoren tot 5K en Surround. SLI HB Bridges zijn alleen beschikbaar in 2-way configuraties, dus setups met meer dan 2 kaarten hebben hier pech.

Werkingsmechanisme van SLI

SLI werkt met twee hoofdmethoden. Een daarvan is SFR of Split Frame Rendering, waarbij het systeem het gerenderde beeld analyseert om de belasting te verdelen over de GPU's die in SLI zijn aangesloten. Het frame wordt met een horizontale lijn in tweeën gesplitst. De plaatsing van de lijn is afhankelijk van de geometrie van de scène. De belangrijkste doorslaggevende factor bij de plaatsing van de lijn zou de complexiteit van de belasting zijn die de scène in verschillende gebieden vereist. Als een van de kaarten het bovenste gedeelte van een scène met de lucht weergeeft, dan zou de lijn lager in de afbeelding staan ​​om het belastingsverschil tussen de twee kaarten te compenseren.

Een andere manier waarop SLI werkt, is AFR of Alternate Frame Rendering, wat vrij eenvoudig is. Bij deze methode wordt elk ander frame weergegeven door een andere GPU. Een van de kaarten geeft alle oneven frames weer en een andere geeft alle even frames weer. AFR heeft bewezen een betere framerate te hebben dan SFR, maar het introduceert een nieuwe vorm van artefacten die bekend staat als micro-stuttering. Zelfs als de framerate voldoende hoog is, kan microstotteren de waargenomen gladheid van het beeld beïnvloeden door mini-stotteringen tussen frames te introduceren vanwege het variabele tempo waarmee de kaarten in AFR werken.

Opkomst en ondergang van SLI

SLI schoot in populariteit tijdens de Kepler-, Maxwell- en Pascal-serie grafische kaarten, maar sindsdien is het een constante en drastische achteruitgang gekend. Zelfs tijdens het tijdperk van de GTX 1000-serie grafische kaarten van Nvidia, nam de populariteit van SLI af. Natuurlijk kunnen SLI-grafische kaarten betere prestaties leveren dan een enkele GPU en ze zien er zelfs fantastisch uit wanneer ze in een behuizing worden geïnstalleerd, maar er waren in de eerste plaats meer problemen dan voordelen voor SLI.

Allereerst moest u controleren of uw moederbord SLI ondersteunde. Dit was een cruciale stap, aangezien sommige moederborden SLI ondersteunden, sommige Crossfire ondersteunden en sommige beide ondersteunden, terwijl andere geen van beide ondersteunden. Daarna moest je identieke grafische kaarten hebben. Dit was een moeilijke omdat het de waardepropositie erg scheef maakte in vergelijking met een beter presterende enkele grafische kaart. De grafische kaarten moesten van hetzelfde model en dezelfde serie zijn, en eerder zelfs van dezelfde fabrikant, maar dat werd later enigszins versoepeld. Voor het gebruik van meerdere grafische kaarten was ook een stevige en dure voedingseenheid vereist (waarover u meer kunt leren) hier), en de thermiek moest ook worden bewaakt en gecontroleerd vanwege verschillende stroomverslindende kaarten die dicht bij elkaar liepen.

De echte achilleshiel van het hele SLI-ecosysteem was de game-ondersteuning. Niet alle games ondersteunden SLI en zelfs de games die dat wel deden, leverden een niet-indrukwekkende prestatieverbetering op wanneer rekening wordt gehouden met de extra investering. In de meeste gevallen was het veel beter geweest om een ​​krachtigere, enkele grafische kaart te kopen in plaats van 2 zwakkere en deze in SLI te plaatsen. In de loop der jaren is de ondersteuning voor SLI nog erger geworden, waarbij ontwikkelaars er zelden over nadenken in moderne games. Ten slotte kwam de moordende klap van niemand minder dan Nvidia zelf, die de ondersteuning voor SLI stopte in het grootste deel van zijn grafische kaartassortiment. Vanaf de Turing-reeks van GPU's ondersteunt alleen het beste van het beste, de RTX 3090, SLI. Dit betekent dat SLI voor algemene consumenten in feite dood is wat gaming betreft.

Wat is NVLink?

Met de Turing-reeks grafische kaarten heeft Nvidia een nieuwe technologie meegebracht voor het verbinden van meerdere grafische kaarten, bekend als NVLink. Het is een interface met vele malen de bandbreedte als de oude SLI-interface en heeft ook veel extra eigenaardigheden en functies. Technisch gezien is het een op draad gebaseerd communicatieprotocol, seriële multi-lane near-range communicatieverbinding. Een hele mond vol niet? In meer algemene termen is het een verbeterde verbindingsinterface tussen meerdere Nvidia grafische kaarten die meer voordelen en functies belooft dan de oude SLI.

NVLink kan worden gezien als de poging van Nvidia om het marktaandeel van multi-GPU's terug te winnen dat in 2020 is afgenomen. Deze technologie belooft gamen met meerdere grafische kaarten in de nabije toekomst een wenselijke en zeer efficiënte methode te maken. NVLink is in wezen een veel snellere bridge dan SLI en heeft tot doel de latentiekloof tussen de twee grafische kaarten te dichten. Nvidia's Technical Marketing Director Tom Peterson zegt hierover het volgende:

Hij voegde eraan toe dat NVLink meer een toekomstplan was dan een huidige oplossing:

Het lijkt erop dat Nvidia eigenlijk bankiert op de toekomst van NVLink in plaats van op het heden. Nvidia weet dat ondersteuning voor meerdere GPU's op dit moment vrij teleurstellend is, dus willen ze een technologie introduceren die niet alleen zal proberen het perspectief van de game-ontwikkelaars te veranderen, maar ook de opvattingen van de algemene consument met betrekking tot meerdere GPU's. ondersteuning.

Hoe werkt NVLink?

In tegenstelling tot SLI gebruikt NVLink mesh-netwerken, een netwerktopologie waarin de infrastructuurknooppunten rechtstreeks op een niet-hiërarchische manier verbinding maken. Hierdoor kan de informatie door elk knooppunt afzonderlijk worden doorgegeven in plaats van via een bepaald knooppunt te worden gerouteerd. Het stelt de knooppunten ook in staat zichzelf dynamisch te organiseren, wat een dynamische verdeling van werklasten mogelijk maakt. NVLink haalt zijn belangrijkste kracht uit dit mechanisme, namelijk zijn snelheid.

NVLink heeft ook de master-slave-relatie van de SLI-implementatie afgeschaft, maar behandelt elk knooppunt gelijk, wat de weergavesnelheid enorm verbetert. In tegenstelling tot SLI heeft NVLink het voordeel dat de geheugens van beide grafische kaarten altijd toegankelijk zijn. Dit komt door de ongelooflijke mesh-netwerkimplementatie van NVLink. In wezen is de relatie tussen de NVLink-kaarten bidirectioneel en werken de twee verbonden kaarten als één.

De snelheid van de NVLink-interface wordt weerspiegeld in de bandbreedte van de bruggen. Hoewel zelfs de beste SLI Bridges een bandbreedte van maximaal 2 GB / s hadden, belooft een NVLink Bridge in sommige gevallen een verbijsterende 200 GB / s. Toegegeven, dat de 160 en 200 GB / s NVLink-bridges beperkt zijn tot Nvidia's professionele GPU's, respectievelijk de Quadro GP100 en de GV100, maar deze cijfers zijn nog steeds een bewijs van de ongelooflijke sprong in de bandbreedte van de NVLink-interface ten opzichte van SLI. Topklasse enthousiaste GPU's zoals de TITAN RTX of 2080Tis kunnen in de meeste gevallen een potentiële bandbreedte van maar liefst 100 GB / s verwachten.

Is NVLink het waard?

Heeft NVLink van Nvidia eindelijk de problemen opgelost van weergave van meerdere GPU's in games? Nou, het antwoord is nog steeds nee. Hoewel NVLink een aantal positieve stappen in de goede richting heeft gezet, met name in de methode waarin beide kaarten worden gebruikt in vergelijking met SLI, was het probleem met SLI nooit echt de methodologie. Het echte probleem achter het ecosysteem met meerdere GPU's is game-ondersteuning. Zelfs met NVLink hebben de meeste games die er tegenwoordig zijn, het moeilijk om meer dan één GPU te gebruiken. Rekening houdend met de kosten van twee grafische kaarten en de weinig tot geen prestatieverbetering in de meeste scenario's, zou het onverstandig zijn om in NVLink te investeren voor consumententoepassingen zoals games.

Voor professioneel werk is NVLink misschien wel de upgrade die nodig was. Voor mensen die werken met Nvidia's Quadro GPU's of kaarten zoals de RTX A6000NVLink kan een grote hulp zijn, niet alleen om de prestaties van de rendering te verbeteren, maar ook vanwege het feit dat NVLink het totale geheugen van beide kaarten beschikbaar stelt, wat een enorme hulp kan zijn bij professionele workloads.

Voor de meeste gamers is het echter een beter idee om een ​​enkele grafische kaart te kiezen die out-of-the-box betere prestaties biedt dan twee zwakkere kaarten te kopen en ze via NVLink of SLI te verbinden.

Laatste woorden

Nvidia's SLI was een interessante en aantrekkelijke technologie toen het voor het eerst werd gelanceerd en won al snel aan populariteit vanwege de potentiële en enigszins behoorlijke ondersteuning van ontwikkelaars tijdens het Maxwell- en Pascal-tijdperk. De piek van SLI was echter van korte duur, aangezien de industrie snel vooruitging en SLI in het verleden achterbleef, waarbij zowel de ontwikkelaars als de gamers de technologie verlieten ten gunste van enkele, krachtigere GPU's.

Nvidia probeerde de markt van meerdere GPU's opnieuw uit te vinden door NVLink te lanceren, een sterk verbeterde verbinding ten opzichte van SLI, maar toch lost het veel van de problemen die SLI in de eerste plaats teisteren niet op. Dit maakt het een moeilijke aanbeveling in 2020 voor gamers wanneer krachtigere, enkele grafische kaarten betrouwbaar een betere ervaring en tegen lagere kosten kunnen leveren.