Desde que se tornou possível usar várias placas gráficas em um sistema, vimos entusiastas ansiar por máquinas terríveis com 2, 3 ou até 4 placas gráficas instaladas nelas ao mesmo tempo. PCs com várias placas gráficas foram considerados os melhores que a indústria tinha a oferecer. Nós até vimos várias GPUs sendo amontoadas nas mesmas placas de vídeo com placas como a Nvidia GeForce GTX 690 e a AMD R9 295 × 2. Mas com todo o seu entusiasmo e glória, vários sistemas de GPU nunca pareciam realmente decolar. Sua popularidade encontrou um declínio rápido e abrupto logo após o pico de vários sistemas de GPU. Vários fatores estavam envolvidos nesse declínio, e um deles foi a falta de confiabilidade do sistema de ponte que foi usado para conectar as placas de vídeo umas às outras.
Duas placas gráficas Nvidia GeForce GTX 1080 em SLI - Imagem: Nvidia
A técnica da Nvidia para conectar duas ou mais placas gráficas entre si era conhecida como SLI, que significa Scalable Link Interface. Foi uma tecnologia que a Nvidia comprou da 3dfx Interactive, que a lançou em 1998. Basicamente, SLI era o nome da marca para a tecnologia multi-GPU da Nvidia, estabelecida para ligar duas ou mais placas gráficas em uma única saída usando um algoritmo de processamento paralelo. A rival da Nvidia, a AMD, também apresentou sua versão da tecnologia, conhecida como Crossfire.
Como funciona o SLI?
As placas gráficas em um sistema SLI funcionam em uma configuração mestre-escravo, o que significa que uma das placas é atribuída a função de “mestre”, apesar da carga ser igualmente distribuída entre todas as placas. Quando a placa “escrava” termina sua renderização, ela envia sua saída para o mestre, que então combina as duas renderizações e entrega uma imagem de saída para o monitor. Em uma configuração de duas placas, a placa mestre geralmente lida com a metade superior da imagem, enquanto a placa escrava lida com a metade inferior.
Como funciona o SLI - Imagem: Linus Tech Tips
As duas (ou mais) placas são conectadas por meio da ponte SLI ou do conector SLI. O objetivo principal da ponte SLI é estabelecer uma conexão entre os cartões e permitir que os cartões estabeleçam uma via de comunicação entre eles. Sem a ponte SLI, embora seja possível executar várias placas, há uma incompatibilidade de especificações e os resultados geralmente são muito ruins. O SLI Bridge reduz as restrições de largura de banda e pode enviar dados diretamente entre os cartões. Os três tipos de pontes SLI são:
- Ponte Padrão (Pixel Clock de 400 MHz, largura de banda de 1 GB / s): Esta é uma ponte padrão incluída com placas-mãe que suportam SLI de até 1920 × 1080 e 2560 × 1440 @ 60 Hz.
- Ponte LED (540 MHz Pixel Clock): Recomendado para monitores de até 2560 × 1440 @ 120 Hz + e 4K. Ele só pode operar em um Pixel Clock aumentado se a GPU suportar esse clock. É vendido pela Nvidia, bem como por uma variedade de parceiros AIB.
- Ponte de largura de banda alta ou ponte SLI HB (Pixel Clock de 650 MHz e largura de banda de 2 GB / s): Este é o bridge mais rápido e é vendido exclusivamente pela Nvidia. É recomendado para monitores de até 5K e Surround. As pontes SLI HB estão disponíveis apenas em configurações de 2 vias, portanto, as configurações com mais de 2 cartões não dão certo aqui.
Mecanismo de Ação de SLI
O SLI funciona usando dois métodos principais. Um deles é SFR ou Split Frame Rendering, no qual o sistema analisa a imagem renderizada para dividir a carga entre as GPUs que estão conectadas em SLI. O quadro é dividido em dois usando uma linha horizontal. O posicionamento da linha depende da geometria da cena. O principal fator decisivo da colocação da linha seria a complexidade de carga que a cena exige nas diferentes áreas. Se uma das cartas estiver renderizando a parte superior de uma cena que contém o céu, a linha seria mais baixa na imagem para compensar a diferença de carga entre as duas cartas.
Outra maneira pela qual o SLI funciona é AFR ou Alternate Frame Rendering, que é bastante simples. Nesse método, todos os outros quadros são renderizados por uma GPU diferente. Um dos cartões renderiza todos os quadros ímpares e o outro renderiza todos os quadros pares. AFR provou ter uma taxa de quadros melhor do que SFR, no entanto, introduz uma nova forma de artefato conhecida como micro stuttering. Mesmo se a taxa de quadros for suficientemente alta, a micro intermitência pode afetar a suavidade percebida da imagem por mini intermitências introduzidas entre os quadros devido ao ritmo variável no qual as cartas estão operando em AFR.
Ascensão e queda de SLI
O SLI cresceu em popularidade durante as séries de placas gráficas Kepler, Maxwell e Pascal, mas desde então, teve um declínio constante e drástico. Mesmo durante a era da série GTX 1000 de placas de vídeo da Nvidia, a popularidade do SLI estava diminuindo. Claro, as placas de vídeo SLI podem oferecer melhor desempenho do que uma única GPU e até parecem fantásticas quando instaladas dentro de um gabinete, mas havia mais problemas do que vantagens para SLI em primeiro lugar.
Em primeiro lugar, você tinha que verificar se sua placa-mãe suportava SLI. Este foi um passo vital porque algumas placas-mãe suportavam SLI, algumas suportavam Crossfire e algumas suportavam ambos, enquanto outras não suportavam nenhum. Depois disso, você precisava ter placas de vídeo idênticas. Essa foi uma pergunta difícil, pois tornou a proposta de valor realmente distorcida quando comparada a uma placa de vídeo única de melhor desempenho. As placas de vídeo tinham que ser do mesmo modelo e série, e até mesmo do mesmo fabricante anteriormente, porém isso foi um pouco facilitado mais tarde. Executar várias placas gráficas também exigiu uma unidade de fonte de alimentação robusta e cara (sobre a qual você pode aprender mais bem aqui ), e térmicas também precisavam ser monitoradas e controladas devido a várias placas com grande consumo de energia em execução próximas umas das outras.
Você precisa de muita energia para executar uma configuração SLI como esta - Imagem: GPUMag
O verdadeiro calcanhar de Aquiles de todo o ecossistema SLI era o suporte do jogo. Nem todos os jogos suportavam SLI e mesmo aqueles que suportavam, proporcionaram ganhos inexpressivos de desempenho ao levar em consideração o investimento adicional. Na maioria dos casos, você teria se saído muito melhor comprando uma placa de vídeo única mais poderosa do que 2 mais fracas e colocando-as em SLI. Com o passar dos anos, o suporte para SLI ficou ainda pior, com os desenvolvedores raramente se preocupando com jogos modernos. Finalmente, o golpe mortal veio de ninguém menos que a própria Nvidia, que encerrou o suporte para SLI da maioria de sua linha de placas de vídeo. A partir da linha Turing de GPUs, apenas o melhor dos melhores, o RTX 3090, oferece suporte a SLI. Isso significa que o SLI para consumidores em geral está efetivamente morto no que diz respeito aos jogos.
O que é NVLink?
Com a linha Turing de placas gráficas, a Nvidia trouxe uma nova tecnologia para conectar várias placas gráficas, conhecida como NVLink. É uma interface com muitas vezes a largura de banda da antiga interface SLI e também possui muitas peculiaridades e recursos adicionais. Tecnicamente falando, é um link de comunicação serial multi-faixa próximo ao alcance de protocolo de comunicação baseado em fio. Bastante bocado, não é? Em termos mais gerais, é uma interface de conexão aprimorada entre várias placas de vídeo Nvidia que promete mais vantagens e recursos do que o SLI antigo.
NVLink promete um grande salto em largura de banda - Imagem: Nvidia
NVLink pode ser pensado como a tentativa da Nvidia de recuperar a participação no mercado de multi-GPUs que diminuiu em 2020. Esta tecnologia promete tornar os jogos usando várias placas gráficas um método desejável e altamente eficiente no futuro próximo. NVLink é essencialmente uma ponte muito mais rápida do que SLI e visa fechar a lacuna de latência entre as duas placas de vídeo. O Diretor de Marketing Técnico da Nvidia, Tom Peterson, diz o seguinte a esse respeito:
“Essa ponte é visível para os jogos, o que significa que talvez haja um aplicativo que olha para uma GPU e olha para outra GPU e faz outra coisa”, explica Petersen. “O problema com a computação multi-GPU é que a latência de uma GPU para outra está muito longe. Tem que passar pelo PCIe, tem que passar pela memória, é uma distância real de uma perspectiva de transação ”...” O NVLink corrige tudo isso. Portanto, o NVLink reduz a latência de uma transferência de GPU para GPU. Portanto, não é apenas uma questão de largura de banda, é o quão perto está a memória da GPU de mim. Essa GPU que está no link ... Posso pensar nisso como meu irmão, em vez de um parente distante. ”
Ele acrescentou ainda que o NVLink era mais um plano futuro do que uma solução atual:
“Pense mais na ponte como queremos estabelecer uma base para o futuro,” ... ”E quando isso funcionar, e colocarmos nossas pontes implantadas, e as pessoas entenderem que, ei, esta é uma ponte de 100 GB / s, então os desenvolvedores de jogos irão veja isso. ”
Parece que a Nvidia está realmente apostando no futuro do NVLink ao invés do presente. A Nvidia sabe que o suporte a várias GPUs é bastante decepcionante no momento, então eles querem apresentar uma tecnologia que não apenas tentará mudar a perspectiva dos desenvolvedores de jogos, mas também as opiniões do consumidor em geral em relação a várias GPUs Apoio, suporte.
Como funciona o NVLink?
Ao contrário do SLI, o NVLink usa rede em malha, que é uma topologia de rede na qual os nós da infraestrutura se conectam diretamente de uma forma não hierárquica. Isso permite que as informações sejam retransmitidas por cada nó individualmente, em vez de serem roteadas por meio de um nó específico. Ele também permite que os nós se auto-organizem dinamicamente, o que permite uma distribuição dinâmica de cargas de trabalho. NVLink ganha sua principal força com este mecanismo que é sua velocidade.
O NVLink também eliminou a relação mestre-escravo da implementação SLI, ao invés disso, trata cada nó igualmente, o que melhora tremendamente a velocidade de renderização. Ao contrário do SLI, o NVLink tem a vantagem de ter as memórias de ambas as placas gráficas acessíveis o tempo todo. Isso se deve à incrível implementação de rede mesh do NVLink. Essencialmente, a relação das placas NVLink é bidirecional e as duas placas conectadas atuam como uma.
Como funciona o NVLink - Imagem: Linus Tech Tips
A velocidade da interface NVLink é refletida na largura de banda de suas pontes. Enquanto até as melhores pontes SLI tinham uma largura de banda de 2 GB / s no máximo, uma ponte NVLink promete incríveis 200 GB / s em alguns casos. Concedido, que as pontes NVLink de 160 e 200 GB / s são restritas às GPUs de nível profissional da Nvidia, o Quadro GP100 e o GV100, respectivamente, mas esses números ainda são uma prova do incrível salto na largura de banda da interface NVLink sobre SLI. GPUs entusiastas de alto nível, como o TITAN RTX ou o 2080Tis, podem esperar uma largura de banda potencial de incríveis 100 GB / s na maioria dos casos.
O NVLink vale a pena?
Então, o NVLink da Nvidia finalmente corrigiu os problemas de renderização de várias GPUs em jogos? Bem, a resposta ainda é não. Embora o NVLink tenha feito alguns avanços positivos na direção certa, particularmente no método em que ambas as placas são aproveitadas em comparação com o SLI, o problema com o SLI nunca foi realmente a metodologia. O verdadeiro problema por trás do ecossistema de várias GPUs é o suporte ao jogo. Mesmo com NVLink, a maioria dos jogos que existem hoje em dia tem dificuldade em aproveitar mais de uma GPU. Levando em consideração o custo de duas placas gráficas e a pouca ou nenhuma melhoria de desempenho na maioria dos cenários, não seria aconselhável investir em NVLink para aplicativos de consumo, como jogos.
NVLink vs SLI Bridge - Imagem: Nvidia
Para trabalho profissional, o NVLink pode ser apenas a atualização necessária. Para pessoas que trabalham com GPUs Quadro da Nvidia ou placas como a RTX A6000 , O NVLink pode ser uma grande ajuda não só para melhorar o desempenho de renderização, mas também devido ao fato de que o NVLink permite que a memória total de ambas as placas esteja disponível, o que pode ser uma grande ajuda nas cargas de trabalho profissionais.
Para a maioria dos jogadores, porém, escolher uma única placa de vídeo que oferece mais desempenho fora da caixa é uma ideia melhor do que comprar duas placas mais fracas e conectá-las via NVLink ou SLI.
Palavras Finais
O SLI da Nvidia era uma tecnologia interessante e atraente quando foi lançada pela primeira vez e logo ganhou popularidade devido ao seu potencial e suporte decente de desenvolvedores durante a era Maxwell e Pascal. No entanto, o pico do SLI durou pouco, pois a indústria avançou rapidamente e o SLI foi deixado no passado, com os desenvolvedores e jogadores abandonando a tecnologia em favor de GPUs únicas e mais poderosas.
A Nvidia tentou reinventar o mercado de várias GPUs lançando o NVLink, que é uma conexão muito melhorada sobre SLI, mas ainda assim, não consegue resolver muitos dos problemas que afetam o SLI em primeiro lugar. Isso o torna uma recomendação difícil em 2020 para os jogadores, quando placas gráficas únicas e mais poderosas podem oferecer uma experiência melhor, confiável e com um custo mais barato.
