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1+1大于2 NVIDIA智能SLI技术详解

  【IT168 评测借新型PCI-Express总线之东风,NVIDIA公司于2004年6月“复活”1998年由3Dfx公司创新于Voodoo-2系列显示卡上的“SLI Multi-GPU”多GPU并行机制,并沿用至今。时隔六年,“SLI”这一技术缩写的沿用或许只是NVIDIA公司对3Dfx公司这位曾经的图形核心业霸主所表示出的一种尊敬,而两者于实质内容方面则早已不可同日而语,“SLI Multi-GPU”技术已然成了NVIDIA这家现时全球最大可编程图形处理单元厂商的专属品。

与其称NVIDIA公司的“SLI”为一项技术,到不如称其为一个品牌

  虽然“SLI”这组字母的含义早已由3Dfx时代的“Scan Line Interleave扫描线交错”被重新定义为NVIDIA时代的“Scalable Link Interface可升级式连接界面”,但相应主板需供给两组或以上的显示卡插槽则仍是两者的共性之一。不过,前者仅仅需要占用PCI插槽而已,而后者则跨过AGP总线接口,直接以PCI-Express总线接口做为承载界面,这无形中亦使得主板规格压力倍增。正所谓“肥水不流外人田”,从NV4x,到G7x,再到G8x/G9x,NVIDIA公司的“SLI Multi-GPU”技术捧红了自家一代又一代的nForce系列芯片组,而时至今日,无论是在Intel平台还是在AMD平台上,NVIDIA公司的nForce系列芯片组仍是承载SLI技术的不二之选。

现时图形核心发展已明显遭遇至“制程墙”

  NVIDIA公司基于90nm制成工艺打造的G80图形核心,已在484平方毫米的晶片面积内塞入了多达6.81亿个的晶体管,而在其正式发布的十二个月之后,我们却依然没能迎来它的“合法”继任者,其仍牢牢占据图形核心效能王座。制成工艺水准已明显成为现时图形核心发展的一大瓶颈,加之本就于这一方面受制于人,因此即便是以技术为导向的NVIDIA公司亦不得不遭遇至如此窘境。不过,当年红极一时的GeForce 7950GX2和下月即将登场的GeForce 9800GX2使我们先后看到了NVIDIA公司的多GPU单PCB并行机制,这或许是现时冲破制成工艺枷锁最为行之有效的解决方案,而在这一设计思路尚未走向普及之时,已耕耘三年有余的SLI技术一应用前景仍相当广阔。

想如此轻松驾驭“3-Way SLI”平台绝非易事

  尽管接连遭遇跳票风波,但NVIDIA公司还是赶在2007年12月13日如期发布了“3-Way SLI”平台,不但为2007年的圣诞节提前送出一份大礼,亦将已问世三年有余的SLI应用拉升至一个更高的层面。当然,其在为使用者带来空前享受的同时,平台前期组建成本和后期运作成本急剧增长亦是不争的事实。不过对于NVIDIA公司而言,提升SLI甚至是3-Way SLI应用的效能价格比并不是首要目标且不切实际,而为其创造更好的“效能功耗比”,即在单位时间内最大限度的寻求产品绝对效能与相对耗能之间的平衡关系才是当务之急。

二、NVIDIA公司发布Hybrid SLI智能SLI技术

新型NVIDIA “Hybrid SLI”智能SLI技术

  最能够意识到上述问题的显然还是NVIDIA自己,该公司于刚刚落下帷幕的第41届美国国际消费类电子产品展览会(CES)首日高调发布基于NVIDIA SLI技术构建的新型混合式多GPU并行机制——“Hybrid SLI”,中文名称为“智能SLI”技术,于PC组件端赚足了眼球,此时距离2007年12月13日“3-Way SLI”平台的正式发布仅一月之遥,为已问世多年的IGP整合图形核心技术以及SLI Multi-GPU多GPU并行机制共同开创了应用新局面。

精“智”视界,动静随“芯”是NVIDIA对于 “Hybrid SLI”技术的形象描述

  ”国际知名在线销售商TigerDirect.com曾表示:在已经售出的G92核心NVIDIA GeForce 8800GT显示卡中,有超过20%的部分是被成对购买的。SLI技术的确能为使用者带来更好的3D应用体验,但你的PC真的时刻都需要SLI技术吗?“

  ”与NVIDIA的”nForce“系列相比,该公司GeForce板载mGPU于芯片组领域的知名度有过之而无不及。不过当你有一天需要迎来GeForce独立GPU的时候,原有的GeForce板载mGPU难道只能接受在主板BIOS中被“Disabled ”掉的命运吗?“

Hybrid SLI = HybridPower + GeForce Boost

  NVIDIA公司显然与终端使用者一样清楚他们的想法所在,而在“Hybrid SLI”的定义中,“SLI”已不再单纯是多GeForce GPU之间的并行,而是更为强调其与GeForce板载mGPU之间的融合,并由”HybridPower混合动力“和”GeForce Boost加速“两大部分构建。如果说”GeForce Boost加速“技术是SLI技术于传统效能价格比端的升华运用,那么”HybridPower混合动力“技术则可被称为这一高端技术于新兴效能功耗比端的首次尝试。

三、HybridPower混合动力技术解析

NVIDIA公司的HybridPower混合动力技术官方宣传标识

  NVIDIA公司在关于“3-Way SLI”平台的硬件规格说明中清楚的表明了其对于电源模组的要求,不低于1100W的功率和至少6组的PCI-E供电接口,其前期组建以及后期运作成本已可想而知,高成本、高耗能已成为高端独立显示卡特别是SLI系统的一大“顽疾”。而NVIDIA公司则为此开出“HybridPower混合动力”技术这一良方,其中高阶定位由问世初期仅支持GeForce 9800GX2和GeForce 9800GTX两款旗舰级显示卡产品便可见一斑。

HybridPower混合动力技术允许使用者于高效能与低耗能之间做出切换

  HybridPower混合动力技术允许使用者在板载图形核心与独立图形核心乃至SLI系统之间做出自由切换。当系统需要重度3D负载应用时,可使用外围独立图形核心,包括SLI系统进行运作以提升效能;而当系统处于传统2D应用或轻度3D负载状态下时,则可仅调用内置板载图形核心以降低耗能。HybridPower混合动力技术简言之就是一种可依据系统实时负载状态,自动调用相应图形核心模块的“效能功耗比”解决方案。

HybridPower混合动力技术的现时输出功能相对单一

SMBus总线协议能够实现对外围独立图形核心的开关控制

HybridPower混合动力技术能够与GeForce Boost(GeForce加速)技术协同使用

  HybridPower混合动力技术采用SMBus总线协议实现对外围独立图形核心的开关控制,这一由Intel公司于1995年提出的总线协议数据传输速率虽仅为100Kbit/s,但其仍凭借结构简洁和成本低廉等优势广受业界欢迎。SMBus总线由时钟信号线和双向数据线两者组成,主要负责诸如系统信息搜集、统计、监控以及诊断等方面的工作。例如现以被桌面级主板使用者视为“鸡肋”的PCI插槽,便为SMBus总线预留了两组引脚,以便具备上述功能的PCI设备与主板之间进行信息交互。

  在非SLI模式的独立图形核心系统中,当其由关闭状态恢复至开启状态时,依然能够同内置板载图形核心建立并行运作关系,即HybridPower混合动力技术能够与我们下面介绍的GeForce Boost(GeForce加速)技术协同使用。当然,使用者只能选择板载显示输出功能,而这也意味着支持HybridPower混合动力技术的主板均将提供相应的显示输出功能。

HybridPower混合动力技术同样提供对SLI甚至是3-Way SLI系统的支持

  HybridPower混合动力技术并不能单纯以驱动程序模式实现,而现时公开支持该项技术的独立型显示卡则仅有GeForce 9800GX2和GeForce 9800GTX两款旗舰级产品。国际知名在线销售商TigerDirect.com曾表示:在已经售出的G92核心NVIDIA GeForce 8800GT显示卡中,有超过20%的部分是被成对购买的,而HybridPower混合动力技术也确实提供了对于SLI系统的支持。新型技术为主流产品所用并使其更具竞争力是我们愿意看到的,但愿口碑不错的G92能够搭上这班顺风车。

四、GeForce Boost(GeForce加速)技术解析

NVIDIA公司的GeForce Boost(GeForce加速)技术官方宣传标识

  问世伊始仅提供对GeForce 8500GT和GeForce 8400GS两款独立型显示卡支持使人不难看出GeForce Boost(GeForce加速)技术的中低阶定位,不过NVIDIA公司亦曾公开表示:随着驱动程序的不断更新,将会有更多的独立型显示卡加入至这一行列当中,只是高阶型号由此获得的效能增益不及中低阶型号那样显著而已,而HybridPower混合动力技术则刚好可为前者所用。

使用板载图形核心对独立图形核心进行效能加速

  GeForce Boost(GeForce加速)技术实现了独立dGPU与板载mGPU的并行工作,官方宣称图形效能增益可达30% ~ 40%。不过与“SLI Multi-GPU”问世之初一样,GeForce Boost(GeForce加速)技术现时同样面临着应用程序支持问题,要知道第一代SLI技术也仅仅支持Half-Life 2、Doom 3和FarCry三款游戏而已。不过对于“The Way It's Meant To Be Played”的NVIDIA公司而言,摆脱这一“窘境”也许仅仅是时间问题。

  GeForce Boost(GeForce加速)技术并不需要像HybridPower混合动力技术那样在硬件方面做出改动,仅凭驱动程序便能够帮我们轻松实现这一功能,这一“无桥”SLI-Multi-GPU连接技术NVIDIA公司早在GeForce 7300系列甚至更早的GeForce 6600LE显示卡上便曾经使用过,只不过当时的实现条件更为“苛刻”,而现时这一技术则可被用做非对等式的SLI-Multi-GPU连接,即GeForce Boost(GeForce加速)技术。

图形处理命令被PCIe-Gen2总线分别传送至独立和板载两颗GPU内


两颗GPU以AFR交替渲染模式对不同帧进行独立渲染

合成之后的图形处理命令被统一寄存至系统本地内存中

板载GPU将最终图像输出至终端显示设备

  图形处理命令被PCIe-Gen2总线分别传送至独立和板载两颗GPU内,并以Alternate Frame Rendering(AFR)模式对不同的帧做出交替渲染,而合成之后的图形处理命令被统一寄存至系统本地内存中,经由,完成整个GeForce Boost(GeForce加速)过程,而AFR交替帧渲染无疑是极具效率的多GPU并行方案。

五、全文总结

Hybrid SLI技术将于2008年第一季在AMD平台端全面铺开

  虽然现时支持Hybrid SLI技术的显示卡主要集中于旗舰和低阶两端,不过相应的主板芯片组产品则以做好了全面跨入“Hybrid SLI”时代的准备,包括nForce 780a(MCP72XE)、nForce 750a(MCP72P)和以及GeForce 8200(MCP78S)在内的3款产品均提供了对于Hybrid SLI技术(即同时支持HybridPower混合动力技术和GeForce Boost加速技术)的支持,而nForce 730a(MCP78D)则由于不提供显示输出接口而仅支持GeForce Boost加速技术,而上述4款产品均将于AMD平台端首发,Intel平台端的对应产品则将于2008年第二季跟进。

现时唯一“通吃”三大HD编码的板载图形核心

  与面向Intel平台的nForce 700i(MCP72)系列不同,包括去掉了显示输出功能的nForce 730a(MCP78D)在内的3款nForce 700a(MCP72)产品均提供了与GeForce 8200(MCP78S)完全相同的板载图形核心,这在中高阶产品中无疑是极为罕见的,也意味着三者均具备了“通吃”MPEG-2、VC-1和H.264三大HD编码的能力。

Hybrid SLI技术能否支持多头显示输出功能还有待考量

  当然,任何一项新型技术于问世伊始均难免会有些许不足,而Hybrid SLI技术亦不例外。例如其现阶段只能实现最高1920 x 1200解析度的单头DVI输出,虽然GIGABYTE M78UM-GA-S2H主板已经提供了HDMI接口,不过其究竟能否实现多显示输出功能我们还不得而知。除此之外,HybridPower混合动力技术需要进行手动控制亦是亟待解决的问题。不过,NVIDIA公司亦曾明确表示这仅仅是Hybrid SLI技术的第一代产物,其亦将随着硬件规格的改进和驱动程序的更新而逐步完善。

Hybrid SLI技术于PC和笔记本电脑领域的应用前景同样令人期待

  我们认为新型Hybrid SLI技术的辐射范围绝非PC核心组件领域。以GeForce Boost(GeForce加速)技术为例,植入该技术的中低阶显示卡在产品命名方面将向更高阶型号靠拢。对于PC厂商而言,若采用GeForce 8200(MCP78S)板载图形核心搭载GeForce 8500GT显示卡,则完全能够于产品规格表的“图形核心”一栏中填入“GeForce 8600系列”的字样。不但可有效提升产品形象,亦是对其效能的直观描述,此举可谓高明。此外,Hybrid SLI技术于笔记本电脑领域的应用前景亦同样令人期待。  

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