Mastabeeritav ühendusliides

Allikas: Vikipeedia
Mastabeeritav ühendusliides
Arendaja NVIDIA
Tüüp Mitme GPU kasutamine

Mastabeeritav ühendusliides (SLI-Scalable Link Interface) on NVIDIA poolt kasutatav mitut graafikaprotsessorit kasutav rakendus, kus kaks või enam videokaarti ühendatakse paralleelselt ühise, mitme kaardi arvutusvõimsust kasutava väljundi loomiseks.

Nime SLI võttis kasutusele ettevõte 3dfx lühendina nimest Scan-Line Interleave. Esmakordselt toodi SLI turule 1998 Voodoo2 videokaartides. Pärast 3dfx pankrotistumist müüdi nende intellektuaalne omand NVIDIA-le, kes tõid SLI uuesti turule aastal 2004 tänapäevastes PCI-Express-põhistes süsteemides. Selleks ajaks oli nime taga peituv tehnika drastiliselt muutunud.

Rakendus[muuda | redigeeri lähteteksti]

SLI lubab kahel või enamal graafikaprotsessoril jagada töökoormust 3D stseenide visualiseerimisel. Üldjuhul paigaldatakse arvutisse kaks identset videokaarti (teatud tingimustel võivad olla ka eri tootjate sama graafikaprotsessorit kasutavad videokaardid), ülem-alluv (ingl.k master-slave) konfiguratsioonis emaplaadile, millel on vähemalt kaks PCI-Express x16 pesa. Mõlemale videoprotsessorile määratakse töötlemiseks 3D stseeni sama osa, kuid pool tööst saadetaks alluv konfiguratsioonis olevale kaardile läbi SLI Bridge(SLI sild) pistmiku.

Esimestel emaplaatidel, mis toetasid SLI konfiguratsiooni, tuli paigaldada spetsiaalne kaart (paddle card), mille sai kaasa koos emaplaadiga. See kaart paigaldati pesasse, mis oli enamasti kahe PCI-Express x16 pesa vahel. Sõltuvalt kaardi asendist määras emaplaat, et kas kõik 16 rada (ingl.k. lane) suunatakse primaarsesse PCIe x16 pesasse, või jagatakse rajad võrdselt mõlema pesa vahel. Seda süsteemi kasutati, kuna tollal ei olnud ühelgi emaplaadil piisavalt PCI-Express radu, et mõlemad pesad saaksid kasutada 16 rada. Tulenevalt kasvanud PCI-Express radade arvu kasvust emaplaatidel võimaldavad tänapäevased SLI ühendust toetavad emaplaadid kõikides PCI-Express pesades 16 raja kasutamist.

SLI bridge pistmiku kasutatakse ribalaiuse piirangute vähendamiseks, kuna antud ühendus lubab saata infot otse ühest videokaardist teise. SLI ühendust saab kasutada ka ilma täiendava ühenduseta juhul kui on tegemist nõrgemate videokaartidega (näiteks 7100GS või 6600GT), kui kasutada NVIDIA Forceware 80.XX või uuemaid draivereid. See tuleneb nende kaartide väiksest ribalaiuse kasutusest, ning info nende kahe kaardi vahel on võimalik saata ka läbi emaplaadi kiibistiku. Mitme suurema jõudlusega ühendamata kaardi kasutamisel tekivad suured kaod jõudluses, kuna emaplaadi kiibistiku ribalaius ei toeta nii suure hulga andmete edastamist. SLI toetab kahte visualiseerimis meetodit ja ühte sakitõrje(anti-aliasing) meetodit töökoormuse jaotamiseks kahe või enama kaardi vahel:

Kaadrisagedus erinevates mängudes
  • Poolkaadri visualiseerimine (Split Frame Rendering - SFR) Antud sätetega analüüsitakse visualiseerimseks minevat kaadrit esmalt selleks, et jagada töökoormust võimalikult täpselt kõikide graafikaprotsessorite vahel. Selleks poolitatakse kaadrit horisontaalselt erinevatest kohtadest sõltuvalt objektidest mis antud kaadris on. Näiteks olukorras, kus ülemine kaadri osa on enamuses taevas toimub poolitamine(kahe kaardiga süsteemis) keskkohast tunduvalt madalamalt. Antud meetod ei jaga koormust väga täpselt.
  • Vahelduv kaadri visualiseerimine (Alternate Frame Rendering - AFR) Selle meetodiga jagatakse kaadrid graafikaprotsessorite vahel, ning visualiseeritakse eraldi. Näiteks kahe graafikaprotsessoriga süsteemis visualiseerib üks protsessor kõik paarisarvulised ja teine kõik paaritu järjekorra numbriga kaadrid. AFR meetod jagab töökoormust tunduvalt täpsemalt, kui SFR.
Kui alluvaks määratud kaart lõpetab kaadri(või kaadri osa) visualiseerimise saadetakse saadud tulemus ülemaks määratud kaarti, mis väljastab valmis kaadrid monitorile/monitoridele. Ideaal olukorras annaksid kaks kaarti mastabeeritavas ühenduses kahekordse jõudluse võrreldes ühe kaardi omaga. NVIDIA ise lubab reklaamides kahe videokaardi ühendamisel SLI konfiguratsiooni 1.9 kordset jõudluse tõusu. Kolme videokaardi ühendamisel on väidetav jõudluse tõus 2.8 kordne võrreldes ühe graafikaprotsessorilise süsteemiga.
Üldjuhul pakub AFR kõrgemat kaadrisagedust kui SFR, kuid sisendi latentsus võib kasvada, tulenevalt kaadrite visualiseerimise järjestamisest. Seetõttu on enam kasutatud SFR süsteem.
  • SLI sakitõrje (SLI Anti-aliasing) See on eraldi sesisev visualiseerimismeetod, mis pakub kahe graafikaprotsessoriga süsteemis kuni kahekordset sakitõrje jõudlust ning seega ka pildikvaliteeti. See saavutatakse igale graafikaprotsessorile üksteisega vähesel määral vastassuunaliselt nihutatud sakitõrje algpunktid. Saadud tulemusi omavahel kombineerides saadakse võrreldes tavalise sakitõrjega kõrgem pildi kvaliteet. See režiim ei ole mõeldud kõrgema kaadrisageduse saavutamiseks, pigem see isegi langetab kiirust, kuid annab selle asemel parema pildi kvaliteedi.

NVIDIA on loonud koostöös mängude tootjatega eraldi videomängude profiilid, mis automaatselt konfigureerivad SLI olekusse, kus ta annab suurimat kasu jõudluses. Kasutades ”Coolbits” tarkvara saab ka luua enda profiile või muuta olemasolevaid. Rohkem infot SLI optimeerimiseks mängudele saab lehelt: NVIDIA's SLI Zone.

Muud rakendused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kaks graafikaprotsessorit ühel PCIe siinil[muuda | redigeeri lähteteksti]

Veebruaris 2005 avaldas , Gigabyte Technology GV-3D1 videokaardi, mis kasutab NVIDIA SLI tehnoloogial kaht 6600 seeria graafikaprotsessorit. Tehniliste ühilduvus probleemide tõttu toetas seda kaarti vaid üks Gigabyte enda emaplaat. Hiljem anti välja GV-3D1-68GT, mille funktsionaalsus ja ühilduvuse probleemid olid sarnased eelnevaga, kuid nüüd kasutati 6600 seeria protsessorite asemel 6800 seeria graafikaprotsessoreid.

2006 aasta alguses lasi ASUS välja N7900GT Dual kaardi. Sarnaselt Gigabyte disainile oli ka sellel ühel videokaardil kaks protsessorit (7800GT). Selle kaardi suurteks miinusteks olid selle hind (algne müügihind oli ligikaudu €615, kusjuures kaks eraldi 7800GT seeria videokaarti olid odavamad), piiratud kogused ning taaskord ühilduvuse probleemid. Seda kaarti toetas vaid nForce4 kiibistik, kusjuures väga vähesed nForce4 kiibistikku kasutavad emaplaadid suutsid selle kardi võimalusi kasutada. See kaart oli üks esimesi, millele oli võimalik vajadusel lisada väline toide.

Jaanuaris 2006 avaldas NVIDIA videokaardi 7900 GX2 omapoolse katsena luua kahe graafikaprotsessorilist kaarti. Antud kaart kasutab kahte natuke vähendatud taktsagedusega 7900GTX kaarti, mis on omavahel SLI ühenduses. Kummalgi kaardil on oma eraldi seisev kaadri puhvermälu (512 MB GDDR3 kummalgi). GeForce 7900 GX2 ei ole saadaval tavakasutajale, seda on müüdud ainult OEM firmadele nelja graafikaprotsessoriliste arvutite loomiseks

Enamus ametlikest kahe graafikaprotsessorilistest lahendustest toimivad sama moodi. Kaks protsessorit on paigaldatud eraldi trükkplaatidele, neil on eraldi seisvad toiteahelad, mälu ja väiksemahuline jahutus mälu ja protsessori jahutamiseks. Primaarne graafikaprotsessor on trükkplaadi, millel on ka PCI-Express x16 siin(see, mis jääb standardses ATX süsteemis üles) sekundaarses trükkplaadis on enamasti auk, et lubada primaarse kaardi jahutusele õhu ligipääsu. Kaartide vahel on kaks füüsilist ühendust, üks sekundaarse kaardi PCIe x16 jaoks ja teine on 400 MHz SLI bridge. Videokaardis on sisse ehitatud PCI-Express silla kiip, mis toimib kui MCP SLI-d toetavatel emaplaatidel ühendades kaht graafikaprotsessorit ja PCI-Express pesa, mistõttu emaplaat ei pea toetama SLI-d selleks, et saaks antud videokaarti kasutada.

Uuem versioon antud kaardist(GeForce 7950 GX2), kus olid paljud varasemad probleemid lahendatud, tuli eraldi ostetavana turule ka tavakasutajale.

NVIDIA järgmine katse teha mitme protsessorilist videokaarti oli GeForce 9800 GX2, mis tuli turule 2008 märtsis. Seekord olid mõlemad protsessorid trükkplaatide siseküljel, ning kahe trükkplaadi vahel oli mõlemat protsessorit jahutav massiivne jahutus. Seda videokaarti kasutades sai luua nalja graafikaprotsessoriga lahendusi, kui ühendada kaks sellist kaarti SLI-ga. 9800 GX2 tuli välja samaaegselt üheprotsessorilise 65 nm 9800GTX-iga. Kolm kuud hiljem, kui 9800 GX2 müügi hind oli ligikaudu €230 võistles NVIDIA müügiturul iseendaga. GTX200 seeria ja 55 nm tehnoloogia arenedes tuli välja ka 9800 GTX+ pärast mida otsustas NVIDIA GTX200 seeria edasiarenduse kasuks.

Jaanuaris tuli välja uus GTX200 seeria baasil tehtud GTX 295 videokaart. See kasutas kaht vähendatud taktsagedusega 55 nm GeForce GTX 275 graafikaprotsessorit. Taaskord kasutati disaini, kus kasutatakse ühist suurt jahutust kahe trükkplaadi vahel mõlema protsessori jahutamiseks. Antud videokaardil on kõik GDDR3 RAM moodulid kummagi kaardi samal küljel protsessoriga. See võimaldab säilitada kummalgi kaardil sama varjutajate (ingl.k. shader) arvu, mis ka GTX280/285 kaartidel, tehes kokku 480 varjutamis üksust. On ka tehtud teine versioon GTX295 videokaardist, mis on tehtud ühele trükkplaadile ning kasutab kahe pesa suurust jahutust.

Quad SLI[muuda | redigeeri lähteteksti]

Quad SLI(nelja GPU-ga SLI süsteem) 2006 aasta alguses avaldas NVIDIA oma plaanid "Quad SLI" jaoks. Esmakordselt demonstreeriti seda kahe 7900GX2 kaardiga SLI konfiguratsioonis. See oli võimalik tänu 7900GX2 kahele lisa SLI ühendus pesale, mis ei sõltunud sisestest ühendustest. emaplaadile paigaldatuna ühendatakse SLI pistmikega kummagi kaardi primaarsete ja sekundaarsete graafikaprotsessorite trükkplaadid. Uuemal mudelil (7950GX2) on tehtud vajalikud ühendused siseselt, ning on vaja ühendada vaid üks SLI pistmik.

Üldjuhtudel "Quad SLI" märgatavat jõudluse tõusu mängimisel ei anna, kuid kui kasutada seda suurte kuvarite lahutusvõime (2560x1600) juures ning vähemalt X32 sakitõrjega, siis on erinevus märgatav. Alguses leiti suureks probleemiks latentsuse kasv, kuid hilisemalt avastati, et viga oli Windows XP piirangus lisa kaadrite hoidmisel. Windows Vistas ja Windows 7-s on antud probleem parandatud.

Triple SLI[muuda | redigeeri lähteteksti]

Algselt avaldas NVIDIA kolme kaardi põhise SLI konfiguratsiooni (ingl.k. triple SLI) nForce 700 emaplaatidele. Siis töötas see vaid Windows Vistas. Triple SLI konfiguratsiooniks on vaja videokaarte, millel on kaks pesa SLI pistmike jaoks(MIO port). Kaarte saab ühendada kas spetsiaalse kolme kaardi jaoks mõeldud pistmikuga või kasutades kolme elastset pistmikku õiges asetuses. Tulemused on antud konfiguratsioonis kuni 2.8 korda paremad, kui ühe GPU-ga süsteemis.

Quadro Plex[muuda | redigeeri lähteteksti]

Quadro Plex on NVIDIA väline 3D suure mastaabiliste graafika arvutuste sooritamise seade. Seadme ühendamiseks paigaldatakse arvuti emaplaadile PCI-Express pesasse vastav kaart, mis ühendtakse omakorda VHDCI kaabli abil Quadro Plex seadmega. Antud seade toetab kuni neli graafikaprotsessorit seadme kohta. Vajadusel on võimalik paigaldada ka rohkem kui üks Quadro Plex seade.

SLI PhysX[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vastukaaluks ATI poolt väljatöötatud füüsika arvutuste sooritamis meetodile kolme graafikaprotsessorilistes süsteemides töötas NVIDIA koostöös firmaga Havok välja enda süsteemi PhysX, mis võimaldab nii üksikul kui ka SLI konfiguratsioonis olevatel kaartidel sooritada mängudele füüsikaalaseid arvutusi. Esmane väljalase antud tehnoloogiast tuli 12. august 2008. Esimene levinumatest mängudest, kus kasutati PhysiX võimalusi oli 2009 aasta Jaanuaris välja tulnud "Mirror's Edge"

PhysX lubab kasutada ka kahte erinevat, või kahte ühesugust ja ühte erinevat videokaarti korraga, teistest erinevat videokaarti saab kasutada füüsikaarvutuste sooritamiseks


Tasub teada[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • SLI konfiguratsiooniga süsteemis võivad olla eri tootjate graafikakaardid, eri kaartide väljalasked, ning isegi erinevad taktikiirused, kuid kindlalt peavad olema mõlemad kaardid kasutama sama GPU-d. Siiski on olemas üksikud erandid, mis lubavad "segatud SLI" konfiguratsiooni üksikutel kaartidel, millel on ainult ühine tuuma koodnimi (n. G70, G73, G80) kuid siiski üldjuhul ei ole see võimalik. Suuremaks erandiks on kaart GTS 250, millega ühildub SLI konfiguratsioonis 9800 GTX+, kuna GTS 250 GPU on sama, mis 9800 GTX+ oma, kuid lihtsalt "uuesti pakendatud"
  • Juhul, kui on paigaldatud erinevad kaardid, sellisel juhud jäävad domineerima madalamad parameetrid.
  • SLI ei pruugi alati anda jõudluses kasu, on juhused, kus rakenduse algoritm töötab paremini üksiku GPU peal, ning nende juurde lisamine võib isegi langetada kaadrisagedust

Välised lingid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kõik lehed on ingliskeelsed