Видеотандемы

Первые объединения видеокарт в тандем были осуществлены ныне покойной компанией 3dfx с ее 3D-картами Voodoo2 на шине PCI в 1998 году. За последующие годы технологии настолько умчались вперед, что любая интегрированная в чипсет графика стала обгонять по производительности тогдашние внешние тандемы из монструозных «видюх».

Современный альянс двух одновременно работающих видеокарт появился даже не с приходом в 2004 году графической шины PCI Express x16. В 2005 году сложилось такая ситуация, когда флагманский акселератор от компании ATI (Radeon X800 XT Platinum Edition) обгонял по производительности NVIDIA (GeForce 6800 Ultra), вдобавок потребляя при этом гораздо меньше энергии. Тогда специалисты NVIDIA всерьез взялись за технологию, которая бы позволила объединить две топ-карты в единый тандем. В итоге NVIDIA удалось формально отыграться по скорости (хотя, разумеется, пару ревущих кулерами видеомонстров нельзя было назвать практичным решением), сохранить престиж и главное, положить начало «гонке вооружений», к которой позже подключилась и ATI. Технологии NVIDIA SLI и ATI CrossFire отличаются в деталях реализации и несовместимы (в каждом случае требуется материнская плата со своим чипсетом, причем чипсетов, официально поддерживающих обе технологии, на сегодня не существует, и вряд ли будет существовать).

SLI

NVIDIA, гонясь за ATI и возрождая технологию SLI, решила оставить буквы аббревиатуры, когда-то принадлежавшие 3dfx (которую она купила в 2000 году), без изменений. Вот только расшифровка изменилась. Первоначально (в эпоху Voodoo Graphics) аббревиатура расшифровывалась как Scan Line Interleaving, что подразумевало чересстрочное формирование картинки (нечетными строками кадра занимался первый ускоритель, четными — второй), современная же версия устроена сложнее и поддерживает несколько режимов.

Теперь SLI — это Scalable Link Interface (масштабируемый соединительный интерфейс). В SLI можно объединить две графические карты на любых процессорах GeForce (начиная с 6-го поколения — GeForce 6600 и старше). Установленные в соседние слоты карты дополнительно соединяются между собой специальным мостиком (SLI-bridge), через который на скорости до 1Гбайта/с. идет обмен данными между графическими процессорами. Использование мостика позволяет снять нагрузку с основной шины (PCI Express) и является обязательным, когда в SLI объединяются видеокарты на старших графических процессорах, а недорогие вполне обходятся основной шиной.

Соединять между собой можно только видеокарты с одинаковыми процессорами (например, GeForce 7600 GT). Первоначально требовались и вовсе две идентичные, но сейчас, после отладки драйверов, допускаются карты разных производителей. Если пользователь правильно установил карты в PCI Express-разъемы, переключил соответствующую перемычку на системной плате (актуально для старых моделей, в новых зачастую достаточно сделать правки в BIOS) и поставил самые последние драйверы, то до включения SLI-режима в операционной системе должны быть видны (Мой Компьютер > Свойства > Оборудование > Диспетчер устройства > Видеоадаптеры) две видеокарты. А после установки галочки в поле «Включить многопроцессорный режим SLI» карта станет единственной.

Видеокарты, объединенные в SLI, работают в двух режимах: AFR (Alternate Frame Rendering) и SFR (Split Frame Rendering). В случае с AFR каждый адаптер обрабатывает свой кадр. Так, одна видеокарта «считает» четные кадры, другая — нечетные, как это было в эпоху Voodoo Graphics. При такой схеме работы процессор ПК отправляет ведущей карте запрос на обработку первого кадра, а ведомой сразу же — запрос на обработку второго кадра. При SFR картинка делится на две части, но не пополам, а так, чтобы уравновесить нагрузку на обе видеокарты.

Какой режим лучше, эффективнее или чаще используется? Выбор делает не пользователь, а программисты, работающие над той или иной программой или патчем к ней. Так же многое зависит от версии драйверов NVIDIA. Чем они свежее, тем, как правило, эффективнее становится распределение нагрузки и возрастает скорость работы.

CrossFire

Технология CrossFire (CF), созданная ATI в ответ на SLI, также позволяет объединять 2 видеокарты, но есть и отличия. Вместо моста, соединяющего две видеокарты, первоначально использовалось соединение через разъемы DMS-59 (DVI) с помощью специального внешнего кабеля. В настоящее время ATI (уже в составе AMD) для видеокарт семейств Radeon X1650 и X1950 ввела очень похожий на NVIDIA SLI метод соединения: также с помощью внутреннего мостика. Причем решение ATI получилось даже с более высокой пропускной способностью.

По аналогии со SLI, для организации CF нужны соответствующая материнская плата и чипсет. Впрочем, CF поддерживают не только «родные» наборы логики от самой ATI, но и от Intel, а именно, чипсеты P965 и 975.

У CrossFire — не два, а три режима для обработки трехмерной сцены: AFR, SFR и так называемый тайловый метод — когда кадр разбивается на фрагменты, которые распределяются между двумя ускорителями. Чтобы лучше понять, представьте разделение экрана на клетки, как на шахматной доске. Так вот, один из ускорителей подсчитывает «белые» квадратики, другой — «черные». Такой метод, как показала практика, позволяет добиться почти идеального разделения нагрузки между графическими процессорами, но создает большую нагрузку на память, потому что во многих сценах образуются дважды накладываемые текстуры, которым нужно больше свободного места в видеопамяти.

При работе CF код программы и/или драйвер видеокарты выбирают какой режим обработки изображения включить. В этом отношении точно такая же картина, что и с SLI. Только грамотная оптимизация игр и драйверов может дать желанный прирост производительности.

MultiChrome

Единственный оставшийся в живых разработчик видеопроцессоров (исключая ATI и NVIDIA, а также Intel, которая не производит видеокарты, а занимается встроенными решениями), компания S3 тоже не стоит в стороне и представляет технологию MultiChrome — аналог SLI и CrossFire. Два графических адаптера Chrome S27 собственного производства в сумме достигают 6891 очков в 3DMark05, что на 78% лучше результата для режима с одной видеокартой (3862 очка). Тесты проведены на ничем не примечательной материнской плате Aopen i975Xa-YDG на чипсете i975X. Это одно из доказательств того, что универсальная шина PCI Express стала фундаментом для построения видеотандемов от любых производителей, чего нельзя было ожидать от прежнего стандарта (AGP). Но, к сожалению, в свободной продаже, помимо решений AMD (ATI) и NVIDIA, вы едва ли что-то встретите — современный рынок игровых видеокарт предполагает конкуренцию между сильнейшими, а таких компаний на сегодня осталось две.