Конфігурації на декількох GPU: основи роботи SLI і CrossFire

AMD або Nvidia?

AMD називає це CrossFire, а Nvidia - Scalable Link Interface (SLI). Але обидві компанії мають на увазі під цими назвами схожий принцип розподілу навантаження в ваших улюблених іграх за двома, трьома або чотирма відеокарт.

Збірка конфігурацій на декількох відкритих може виявитися не таким простим, оскільки вам доведеться відповісти на кілька запитань. Наскільки швидкими повинні бути слоти PCI Express (трохи пізніше ми якраз опублікуємо статтю, в якій детально розглянемо це питання)? Чи буде місток для з'єднання відеокарт? Наскільки потужний повинен бути CPU, щоб повністю розкрити потенціал відеокарт? У статті ми відповімо на всі ці питання, проведемо кілька тестів масштабування, порівняємо результати і, звичайно, надамо нашим читачам повний набір рекомендацій.

Щоб оцінити масштабованість SLI і CrossFire в залежності від CPU, ми збільшили штатну тактову частоту 2,66 ГГц (133 МГц x 20) нашого процесора Intel Core i5-750 до майже 4 ГГц (190 МГц x21), змінивши базову частоту і множник в BIOS . На всіх процесорах Intel з функцією Turbo Boost (які не належать до Extreme Edition або сімейства K), ви можете збільшувати множник тільки на одиницю. Ми використовували для розгону материнську плату Gigabyte P55A-UD7 і відключили функцію Turbo Boost. Число ядер CPU ми не змінювали.

На відміну від багатьох інших платформ, які обмежені CrossFire, наша материнська плата на чіпсеті P55 від Gigabyte підтримувала і CrossFire, і SLI, що полегшило нашу задачу порівняння двох технологій.

Установка драйвера для відеокарт Nvidia

Установка декількох відеокарт без особливих проблем проходить під Windows Vista і Windows 7, навіть з відеокартами або GPU різних виробників. Відкрите AMD і Nvidia можуть працювати разом в сценаріях підключення декількох моніторів. Але якщо вам потрібно збільшити 3D-продуктивність, то конфігурації CrossFire і SLI вимагають, як мінімум, двох відеокарт від одного виробника GPU. Збільшення 3D-продуктивності шляхом змішування відеокарт AMD і Nvidia неможливо (це було вірно до недавнього часу, поки не з'явилася технологія Lucid Hydra, що дозволяє змішувати GPU різних виробників на відповідних материнських платах, наприклад на MSI Big Bang Fuzion ).

Щоб розподілити 3D-рендеринг по відеокартам в режимі SLI, вам будуть потрібні два ідентичних GPU і однакові обсяги відеопам'яті. Різні GPU не запрацюють в SLI, як і відеокарти на однакових GPU, але з різними обсягами пам'яті. Хоча поточна версія драйверів і не видає повідомлення про помилку, якщо відеокарти з різними чіпами з'єднані через місток SLI. В такому випадку місток працювати буде, але приросту продуктивності ви не отримаєте, оскільки драйвер не зможе включити режим SLI. Опції меню SLI з'являються тільки в тому випадку, якщо встановлені відеокарти можуть працювати спільно.

При використанні двох або більше відеокарт Nvidia, незалежно від того, однакові у них GPU чи ні, одну можна виділити для обробки фізики (PhysX). Це можна зробити навіть при роботі двох відеокарт в конфігурації SLI після додавання третьої відеокарти. Наприклад, в наших тестах ми взяли дві GeForce GTX 280 і одну GeForce GTX 275 і з'єднали їх містком 3-way SLI. Драйвер розпізнав пару відеокарт GeForce GTX 280 в конфігурації SLI, після чого запропонував виділити одну з відеокарт GeForce GTX 280 або додаткову GTX 275 для розрахунків фізики. Драйвер без проблем працював з трьома відеокартами, з'єднаними містком SLI, але при активації SLI третя відеокарта з іншим GPU просто ігнорувалася.

Наші тести показали цікаві, хоча і несподівані результати. При об'єднанні двох відеокарт GeForce GTX 280 в SLI продуктивність майже подвоювалася, а додаткова GeForce GTX 275 ніяк не позначається на продуктивності.

Після запуску установки всі необхідні драйвери інсталювалися автоматично і прив'язалися до відповідних відеокарт. Якщо драйвер встановлений "з нуля", то він оголосить про підтримку конфігурації SLI, а вам потрібно буде її активувати, вибравши відповідний пункт. Якщо все піде добре, то конфігурація SLI правильно запрацює, відеокарти будуть розподіляти між собою навантаження по 3D-рендерингу після запуску гри з наявністю профілю SLI в драйвері Nvidia. В принципі, конфігурацію SLI можна активувати навіть без з'єднання двох відеокарт містком.

Установка драйвера для відеокарт AMD

Установка драйвера AMD може піти так само гладко, як і драйвера Nvidia, а може завдати чимало неприємностей. Вдалий сценарій такий: ви встановлюєте відеокарти в слоти материнської плати, поєднуєте їх містком CrossFire, включаєте комп'ютер і встановлюєте драйвер. У гіршому випадку драйвер не буде знаходити відеокарти. Якщо ви повернетеся до однієї картці, то драйвер встановиться, але варто вам встановити другу відеокарту, як Catalyst Control Center (інтерфейс драйвера AMD) буде видавати помилки, посилаючись на відсутні файли, які не дозволяють включити конфігурацію CrossFire.

Якщо ви зіткнетеся з подібними помилками, то їх, як правило, можна вирішити, встановивши спочатку основну відеокарту, а потім додавши другу. Якщо і це не допомагає, то зніміть місток CrossFire, поки друга відеокарта не буде коректно визначена в диспетчері пристроїв, і все драйвери не будуть встановлені. Якщо це теж не допомагає, спробуйте встановити першу відеокарту в основний слот PCIe, видалити її, потім встановити другу відеокарту в другій слот PCIe, потім повернути на місце першу відеокарту в її слот.

Загалом, якщо не пощастить з драйверами AMD, то доведеться повозитися. Навіть якщо драйвер правильно визначає відеокарту, він іноді поводиться абсолютно некоректно, коли ви намагаєтеся встановити відеокарту в інший слот PCIe. Якщо ви встановлювали відеокарти окремо, спробуйте встановити їх обидві і з'єднати містком CrossFire. Якщо проблеми не зникнуть, то вам буде потрібно інший драйвер, оскільки видалення і повторна установка драйвера не завжди спрацьовує. У наших тестах найпростішим способом виявилася установка попередньої версії драйверів, яка офіційно не підтримується. Будемо сподіватися, що у вас все вийде, і ви доберетеся до інтерфейсу Catalyst Control Center, який потрібно для активації CrossFire.

Після успішної установки CrossFire-сумісних відеокарт і драйверів, можна виконати включення режиму CrossFire. Насправді галочка з активацією встановлюється за умовчанням, але ви можете налаштувати згладжування і фільтрацію по своєму смаку, після чого перезавантажитися - і ваші настройки будуть збережені. З поточними драйверами AMD ви не можете активувати CrossFire без містка CrossFire, фізично з'єднує відеокарти (за винятком деяких моделей для масового ринку , Які підтримують роботу без містків). Зате ви можете використовувати конфігурацію CrossFire з GPU, що належать до різних класів. Але масштабування буде вже не таким хорошим. Не очікуйте приросту продуктивності більше ніж в два рази в порівнянні з найслабшою відкритий.

роз'єми

У кожної відеокарти є фізичні роз'єми, які визначають кількість відеокарт, які можна об'єднувати. Конфігурації CrossFire і SLI в даному відношенні дуже схожі.

Якщо поточні драйвери Nvidia і дозволяють включати конфігурацію SLI без містка, це накладає додаткове навантаження на шину PCIe. Якщо карти мають по одному роз'єму кожна, то ви можете поєднувати тільки дві відеокарти. Якщо по два роз'єми, то можливе об'єднання трьох або чотирьох карт за допомогою відповідних містків 3-way або 4-way.

Переваги з'єднання відеокарт містком у AMD і Nvidia слід розглядати окремо. Ви можете без особливих коливань відмовитися від містка при з'єднанні відеокарт для масового ринку, оскільки шина PCI Express передає дані досить швидко. Та й для деяких конфігурацій AMD це єдина можливість - від пари Radeon HD 4650 до двох Radeon HD 4350. Втім, якщо опуститися до лінійки Radeon HD 3000 або піднятися до Radeon HD 4670, то вам буде потрібно фізичний місток.

Якщо відеокарта оснащена двома роз'ємами для містків CrossFire, то зовсім неважливо, правий або лівий ви будете використовувати. Як і немає будь-яких переваг підключення декількох містків між відеокартами просто з тієї причини, що це можливо. Одного містка буде цілком достатньо для синхронізації даних і для розпізнавання конфігурації CrossFire драйвером.

Різниця між PCIe x8 і x16

Материнські плати не завжди надають повноцінні слоти PCI Express x16. Доступні лінії PCI Express часто розподіляються за двома слотів, тобто другий слот PCIe може працювати тільки з вісьмома підключеними лініями. Це також означає, що швидкість основного фізичного слота x16 PCIe знижується, варто вам встановити відеокарту в другій слот. Це стосується багатьох тестових платформ, як, наприклад, Intel P55 в нашому випадку.

Втім, сумувати не варто. Наші тести показали, що навіть в разі швидких відеокарт Radeon HD 5870 і Radeon HD 5850 падіння продуктивності при переході від PCI Express x16 на x8 становить всього кілька кадрів в секунду (ми плануємо трохи пізніше опублікувати більш повне дослідження, присвячене масштабування PCI Express). Крім того, обидві відеокарти переключаються в режим x8, навіть якщо ви будете поєднувати слоти x16 і x8. Якщо вірити утиліті GPU-Z, конфігурація CrossFire працює повністю синхронно.

Що стосується Nvidia, то у вас є трохи більша гнучкість при виборі слотів. Навіть найшвидші відеокарти розпізнаються в конфігурації SLI, якщо ви не з'єднали їх містком SLI, тобто весь обмін даними йде по шині PCIe. Втім, при цьому доведеться пожертвувати певною продуктивністю. В ідеальному випадку завжди слід використовувати місток для з'єднання двох відеокарт. Що цікаво, за інформацією GPU-Z при поєднанні відеокарт Nvidia в слотах x16 і x8, кожна карта в конфігурації SLI працює зі швидкістю відповідного слоту.

З підключеним містком різниця в швидкості між різними варіантами PCIe виявляється в межах похибки. Без містка же можна явно бачити, що швидкість інтерфейсу PCIe впливає на продуктивність, в гіршому випадку в конфігурації SLI ви втрачаєте до 13%.

Конфігурації з різними GPU

Якщо ви плануєте зібрати конфігурацію SLI, то зможете використовувати відеокарти тільки з однаковими GPU. При цьому можна брати відеокарти різних виробників, хоча в гіршому випадку ви можете отримати несумісність апаратних версій GPU або BIOS. Тактові частоти теж є важливим фактором. Перша відеокарта (яка розташовується ближче до CPU), зазвичай в конфігурації вважається Master-картою. Якщо ви будете розганяти цю відеокарту, то великий ризик, що друга відеокарта теж спробує дістатися до тих же самих частот. Якщо ви часто отримуєте "вильоти" або перегрів, то ми рекомендуємо відрегулювати частоти Master-карти, щоб вони відповідали другий відеокарти (або навіть були менше), після чого подивіться, чи не буде нова конфігурація більш стабільною. Крім того, обидві відеокарти повинні використовувати відеопам'ять однакового обсягу.

Карти AMD можна змішувати, але вам необхідно залишатися в межах одного сімейства, як можна бачити в наступній таблиці . Ми спробували встановити відеокарту Radeon HD 5800 разом з моделлю 5700, і подібна конфігурація не запрацювала. Втім, ви можете встановити в парі з Radeon HD 5870 відеокарти HD 5850 або HD 5830, які будуть прекрасно працювати. Є це себе чи ні - питання спірне, оскільки в конфігурації CrossFire ви отримаєте, в кращому випадку, в два рази більшу продуктивність найслабшою відеокарти. Але хоча б такий підхід дає деяку гнучкість. Ви можете купити сьогодні недорогу Radeon HD 5830, а потім, коли ціни впадуть, встановити в комп'ютер Radeon HD 5850 або HD 5870.

Різні комбінації в наших тестах працювали чудово. У разі відеокарт AMD слід використовувати найшвидшу відеокарту в якості Master-карти. Приріст продуктивності від цього невеликий, але все ж відчуємо у всіх тестах. Знову ж, комбінація відеокарт в CrossFire з різними частотами може викликати проблеми в разі більш високих частот Master-карти. Для виправлення слід або відрегулювати частоти, або змінити порядок відеокарт. Нам довелося зробити це в комбінації 3-way з Radeon HD 5830, HD 5850 і HD 5870. Radeon HD 5870 в якості master-карти працювати не захотіла. Тільки коли ми встановили її в якості третьої відеокарти, подібна конфігурація запрацювала належним чином. Втім, цей крок не вплинув на продуктивність, оскільки всі три відеокарти сповільнилися до рівня Radeon HD 5830.

Масштабування конфігурації відеокарт AMD в залежності від CPU

Який процесор потрібно, щоб вичавити з нинішнього покоління відеокарт AMD максимальну продуктивність? Процесор повинен бути досить потужним, щоб обидві відеокарти Radeon HD 5850 змогли розкрити свій потенціал.

Щоб оцінити масштабування конфігурації CrossFire в залежності від продуктивності CPU, ми розганяли процесор Core i5 з частоти 2,66 ГГц до 3,99 ГГц о восьмій кроків. Попередній досвід з CrossFire говорить про те, що додаткова продуктивність CPU явно не зашкодить, якщо ви хочете вичавити максимальну частоту кадрів в секунду. З іншого боку, сучасні ігри у високій роздільній здатності зі згладжуванням накладають більшу частину навантаження на відеокарти.

Підвищення продуктивності CPU давало дуже слабкий ефект при використанні найновіших 3D-движків. Тільки старий движок DirectX 9 Source (Half Life 2, Left 4 Dead, Left 4 Dead 2) показав більш відчутні відмінності.

Масштабування конфігурації відеокарт Nvidia в залежності від CPU

У разі відеокарт Nvidia результати виявилися дещо іншими. Здебільшого, високі дозволу і вимогливі режими згладжування переклали більшу частину навантаження на відеокарти. Деякі відмінності можна бачити в грі Battlefield: Bad Company 2, але і там збільшення продуктивності CPU перестало давати ефект після 3,80 ГГц. Старий движок Source поводиться по-іншому. Якщо в разі AMD продуктивність масштабується разом з тактовою частотою CPU, то у Nvidia ми спостерігаємо дуже слабкі зміни.

Підтримка і проблеми

У AMD і Nvidia відсутня надійний тест в драйвері, який дозволив би перевірити, активні чи режими CrossFire і SLI, і наскільки добре вони працюють. Галочку в драйвер можна поставити, навіть якщо відеокарти більше не обмінюються інформацією між собою. Подібні ситуації зустрічаються нерідко, але їх можна легко виправити, якщо зняти галочку, а потім поставити її назад і перезавантажитися. Проблему можна помітити по зміні результативності SLI або CrossFire в іграх. Чесно кажучи, швидкий тест продуктивності дозволив би відразу ж визначити, чи працюють відеокарти спільно чи ні. Навіть якщо ви відносите себе до досвідчених користувачів, вам все одно доведеться запускати тест і уважно вивчати результати, щоб переконатися, що SLI або CrossFire працюють так, як і годиться. Для геймера, який мало цікавиться технологіями, але кого дуже хвилює продуктивність, подібні дії є надто складними і стомлюючі.

На наведення вищє скріншоті показана сцена в Battlefield: Bad Company 2. У Деяк конфігураціях CrossFire трава з'являється даже там, де ее буті не винних. Нас всегда дівували список виправлення помилок в Нових версіях драйверів - там часто Вказував виправлення проблем в Іграх, які ми тестувалі тижня до нового драйвера без будь-якіх помилок. Але ринок ПК з його різноманітністю програмного і апаратного забезпечення настільки складний, що краще не робити висновки про якість драйверів тільки на основі однієї тестової системи. Різні платформи та операційні системи можуть досить відчутно позначатися на результаті.

Ми не оцінювали підтримку різних ігор, оскільки на ринку просто дуже багато ігор, і кожен користувач вважає найбільш важливими свої ігри. В цілому ж, підтримку найбільш популярних ігор можна назвати дуже хорошою, хоча деякі нішеві гри можуть страждати через проблеми з драйверами і поганий підтримки конфігураціями SLI або CrossFire протягом досить довгих періодів часу. Крім щомісячних оновлень драйверів, AMD пропонує роздільні профілі для ігор в CrossFire. На жаль, кількість ігор досить обмежена, тому ми рекомендуємо регулярно переглядати файли README, щоб перевіряти, чи не додалася чи в драйверах підтримка вашої улюбленої гри. Якщо відповідного профілю все ж немає, то ви завжди можете перейменувати файл, що запускається гри в 3dmark.exe, в результаті чого буде використовувати профіль даного тесту. В принципі, подібний підхід працює добре, хоча використання помилкового профілю може викликати проблеми зі згладжуванням.

Нам також слід згадати деякі "підводні камені" конфігурацій CrossFire і SLI. Якщо ви будете поєднувати дві або більше відеокарт, то температури GPU майже завжди будуть збільшуватися, в результаті чого вентилятори будуть працювати голосніше, рівень шуму ПК зросте. Компактний дизайн багатьох систем добре справляється з однією відеокартою, але якщо встановити кілька відеокарт в конфігурації CrossFire або SLI, то близько розташовані слоти PCIe не дозволять відеокарти забирати достатню кількість холодного повітря. На наведеній вище фотографії середня відеокарта буде нагріватися з обох сторін. Для стабільної роботи таких конфігурацій найкраще використовувати додатковий вентилятор, спрямований на відеокарти.

Висновок

Установка драйверів для відеокарт Nvidia зазвичай виконується бездоганно, вони відразу ж розпізнають конфігурацію SLI. У разі AMD можуть з'явитися проблеми, особливо якщо ви будете виконувати занадто багато кроків по установці одночасно. Звичайно, якщо пощастить, то все буде відразу ж працювати, але в разі виникнення проблем ми рекомендуємо встановлювати відеокарти одну за одною, після чого включати CrossFire.

Наші тести постійно демонстрували приріст продуктивності від 65% до 82% при установці декількох відеокарт (втім, ми отримали навіть більше вражаюче масштабування при використанні відеокарт з останньої лінійки GeForce GTX 400). Масштабування продуктивності залежить від якості підтримки гри, дозволу і використовуваних GPU. Відкрите AMD Radeon HD 5750 прекрасно працюють в конфігурації CrossFire, і дві подібних недорогих відеокарти здатні конкурувати з однієї Radeon HD 5850. Якщо ви хочете більш докладно ознайомитися з продуктивністю, яку ми отримали для GeForce GTX 480 в конфігураціях з однією, двома і трьома відеокартами, то ми рекомендуємо звернутися до статті " Nvidia GeForce GTX 480 проти AMD Radeon HD 5870: тести в конфігураціях SLI і CrossFire ".