ماذا حدث للألعاب متعددة GPU؟

حتى منتصف عام 2010 ، كانت أسرع أجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب تستخدم بطاقات رسومات متعددة ، عادة اثنتان ولكن في بعض الأحيان تصل إلى أربعة. ثم ، بعض من أفضل كروت شاشة للألعاب استخدم شريحتين من GPU بدلاً من شريحة واحدة ، مما ساعد في الدمج. يُنظر إلى تقنيات Nvidia's SLI و AMD's CrossFire mult-GPU على أنها ذروة أي كمبيوتر ألعاب متطور ويمكن أن ترفع تجربة الألعاب الخاصة بك إلى المستوى التالي.

اليوم ، أصبح تعدد GPU شيئًا من الماضي - عمليا بقايا في عالم الكمبيوتر. حقيقة أن معظم وحدات معالجة الرسومات الجديدة اليوم لا تدعم حتى SLI أو CrossFire هي بالتأكيد مشكلة ، ولكن كانت شعبية وحدات معالجة الرسومات المتعددة تنخفض بشكل جيد قبل أن تتوقف Nvidia و AMD عنها بشكل فعال التقنيات. إليك تاريخ الألعاب متعددة وحدات معالجة الرسومات ولماذا لم تصمد أمام اختبار الزمن.

تاريخ موجز لوحدات معالجة الرسومات المتعددة ، من 3dfx إلى تراجعها

بينما ظهرت بطاقات الرسوميات الحديثة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين من المنافسة بين Nvidia و AMD ، كان هناك العديد من اللاعبين خلال التسعينيات. واحدة من تلك الشركات كانت 3dfx Interactive ، التي أنتجت خط Voodoo من بطاقات الرسوميات. من أجل الحصول على ميزة تنافسية ، قررت الشركة أن بطاقتي رسومات يمكن أن تكون أفضل من واحدة ، وفي عام 1998 ، قدمت تقنية Scan-Line Interleave (SLI). لقد كانت خطوة عبقرية جدًا من جانب 3dfx لأنها شجعت المزيد من مبيعات GPU وأثنت مالكي الفودو عن التبديل إلى بطاقة أخرى.

ومع ذلك ، تم تقديم SLI بشكل صحيح حيث كانت 3dfx تتجه نحو الإفلاس ، واستحوذت Nvidia على الشركة في النهاية ، والتي حصلت على حقوق الملكية الفكرية لكل شيء تملكه 3dfx. توقف Multi-GPU لفترة وجيزة بعد الاستحواذ على 3dfx ، لكن Nvidia أعادت تقديم SLI (تغيير الاسم الرسمي إلى Scalable Link Interface) في عام 2004 بسلسلة GeForce 6. لقد عملت بشكل أساسي بنفس الطريقة التي كانت تعمل بها من قبل: أضف المزيد من وحدات معالجة الرسومات ، واحصل على المزيد من الأداء. ولكن كانت هناك بعض الابتكارات في طريقة Nvidia.

في حين أن SLI القديم لـ 3dfx كان لكل وحدة معالجة رسومات تقدم سطرًا من البكسل واحدًا تلو الآخر ("خط المسح" في SLI) ، فإن Nvidia قدم SLI الجديد طريقتين جديدتين للعرض: عرض الإطار المنقسم (SFR) وعرض الإطار البديل (AFR). باستخدام SFR ، تعرض كل وحدة معالجة رسومات جزءًا من إطار واحد ، ليس عن طريق تقسيم الإطار لأسفل في المنتصف ، ولكن عن طريق إعطاء كل وحدة معالجة رسومات (GPU) جزءًا مكثفًا متساويًا لتقديمه. من ناحية أخرى ، فإن AFR لديها كل وحدة معالجة رسومات تنتج إطارًا بدورها. في حين أن SFR يعد أمرًا رائعًا لتقليل زمن الوصول ، فإن AFR يميل إلى الحصول على أكبر قدر من الأداء ، وإن كان ذلك مع سرعة وتقطع إطار أقل بكثير.

وبالمثل ، في عام 2005 ، قدمت ATI (التي ستحصل عليها AMD قريبًا) تقنية GPU المتعددة الخاصة بها ، والتي تسمى CrossFire ، ولكنها كانت نوعًا من الفوضى في البداية. مع بطاقات 3dfx و Nvidia ، كل ما تحتاجه هو اثنان من نفس وحدة معالجة الرسومات وكابل أو جسر للاتصال لهم ، ولكن CrossFire تطلب منك شراء بطاقة "رئيسية" خاصة بالإضافة إلى رسومات عادية بطاقة. بعد ذلك ، بدلاً من استخدام جسر ، استخدمت كبل DVI غريبًا تم توصيله بكلتا البطاقتين. يكفي القول بأن الجيل الأول من CrossFire تم تنفيذه بشكل سيئ. لم يساعد ذلك ، في ذلك الوقت ، لم تكن وحدات معالجة الرسومات الخاصة بها مذهلة.

لكن CrossFire جاء حقًا بمفرده مع تقديم AMD (المعروف سابقًا باسم ATI) Radeon 3000 سلسلة ، والتي تضمنت Radeon HD 3870 X2 ، وهي أول بطاقة رسومات في العالم مزودة بشريحتين من GPU هو - هي. ذهبت AMD بعيدًا حقًا بمفهوم وحدة معالجة الرسومات المزدوجة بالكامل ؛ كانت رقائق سلسلة Radeon 4000 و 5000 صغيرة جدًا في الواقع ، لذا فإن بطاقات الرسومات المزدوجة GPU لها معنى كبير. HD 5970 في عام 2009 ، واحدة من أفضل وحدات معالجة الرسومات من AMD على الإطلاق، غالبًا ما يتم وصفه بأنه سريع جدًا بحيث يتعذر تحقيقه. بعد ذلك ، بدأت Nvidia أيضًا في صنع بطاقات GPU المزدوجة الخاصة بها.

بعد هذه النقطة ، بدأت شعبية تعدد GPU في الانخفاض. أسقطت Nvidia مفهوم GPU المزدوج لوحدات معالجة الرسومات الرئيسية بعد GTX 690 في عام 2012 ، وأسقطته تمامًا بعد GTX Titan Z في عام 2014. جعلت Nvidia SLI حصريًا بعد ذلك بعامين فقط لوحدات معالجة الرسومات GTX 1070 و 1080 و 1080 Ti ، كما خفضت الدعم من أربع بطاقات رسومات إلى اثنتين. كانت SLI تعمل على دعم الحياة بعد ذلك ، ولكن تم إبطالها أخيرًا في عام 2020 مع إطلاق سلسلة RTX 30 ، والتي دعم 3090 منها فقط SLI. لكن هذا لم يكن مهمًا لأن Nvidia توقفت عن دعم برنامج تشغيل SLI اعتبارًا من عام 2021 فصاعدًا.

وفي الوقت نفسه ، استمرت AMD في صنع بطاقات GPU المزدوجة لسنوات ، ولم تتوقف إلا مع Pro Vega II في عام 2019 ، والتي كانت بطاقة Apple Mac الحصرية. حتى أن AMD قالت إن اثنين من RX 480s في CrossFire كانا بديلاً جيدًا عن Nvidia's GTX 1080 في عام 2016. ومع ذلك ، تخلت AMD في النهاية عن CrossFire بعد إطلاق RX Vega في عام 2017 ، والتي كانت آخر بطاقة AMD تدعمها. يبدو أن AMD توقفت أيضًا عن جعل السائقين يدعمون CrossFire لكل لعبة في وقت ما في عام 2017 أيضًا.

الأسباب العديدة التي أدت إلى تلاشي تعدد وحدات معالجة الجرافيكس

ظهرت ألعاب GPU المتعددة وسارت بسرعة كبيرة ، مع مراعاة كل الأشياء. كانت قوة كبيرة فقط بعد عام 2004 مع SLI و CrossFire ، ولكن بحلول عام 2010 ، كانت بالفعل في حالة تدهور. في النهاية ، كان الاتجاه الذي كانت صناعة الرسومات تسير فيه وكيف وجد اللاعبون حلول GPU واحدة أكثر جاذبية مما قرع ناقوس الخطر.

كانت وحدات معالجة الرسومات تزداد حجمًا مع كل جيل وتجاوزت في النهاية وحدات معالجة الرسومات المتعددة

عندما قدمت 3dfx تقنية SLI ، كانت بطاقات الرسومات عبارة عن أجهزة صغيرة ذات سحب طاقة منخفض حقًا ، ولا شيء مثل العملاق الذي نراه اليوم. تميل شرائح الرسومات إلى أن تكون حوالي 100 مم 2 في التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين ، ولكن كل هذا تغير عندما أطلقت ATI سلسلة Radeon 9000 ، التي تضمنت شريحة يزيد حجمها عن 200 مم 2 ، ضعف حجم أي شيء شاهده العالم من قبل. بدأ هذا سباق تسلح GPU الذي واصلت ATI / AMD و Nvidia تصعيده مع كل جيل.

الشيء هو أن الرقائق الأكبر حجمًا تتطلب مزيدًا من الطاقة وتبريدًا أفضل ، وعلى الرغم من أن زيادة سحب الطاقة لم تؤثر حقًا على إعدادات وحدة معالجة الرسومات المتعددة في البداية ، فقد ثبت في النهاية أنها مشكلة كبيرة. حتى في وقت مبكر من GTX 480 ، وصلت بطاقات الرسومات إلى علامة 250 واط ، واستهلك اثنان 480 ثانية في SLI كمية لا تصدق من الطاقة. بينما ركزت AMD بشكل كبير على وحدات معالجة الرسومات المتعددة مع سلسلتها HD 4000 و 5000 ، كان ذلك حقًا فقط بسبب لقد احتاجت إلى شيء راقٍ لمنافسة Nvidia's 480 و 580 نظرًا لأن رقائق رسومات AMD كانت متوسطة المدى للغاية.

منذ أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين فصاعدًا ، استهلكت كل السفن الرائدة تقريبًا من إنتاج Nvidia و AMD 200 واط على الأقل ، غالبًا 250 واط. قد لا يكون من قبيل المصادفة أن آخر بطاقة GPU مزدوجة سائدة من Nvidia ، وهي 690 ، استخدمت شريحتين من نوع GTX 680 ، والتي تحتوي على TDP من 195W فقط. الحقيقة البسيطة المتمثلة في أن وحدات معالجة الرسومات الفردية كانت تكبر بشكل أفضل وجعلت SLI و CrossFire أكثر صعوبة و أقل جاذبية للمستخدمين ، الذين لا يريدون عادةً أن تكون أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم للألعاب مدفأة فضائية وطائرة نفاثة محرك.

كان Multi-GPU عربات التي تجرها الدواب وتطلبت devs و Nvidia و AMD لاستثمار الموارد فيه

كانت اتجاهات الأجهزة مشكلة بالنسبة لجدوى وحدات معالجة الرسومات المتعددة ، وكذلك كانت اتجاهات البرامج. عندما تم تقديم SLI لأول مرة ، كانت الألعاب أبسط بكثير ، وحتى أفضل ألعاب 2004 ، مثل نصف الحياة 2، تعتبر غير ملحوظة مقارنة بألعاب اليوم ، على الرغم من أنه يمكننا تقدير مدى روعتها عند خروجها. تطلب SLI و CrossFire من Nvidia و AMD إنشاء تحسينات خاصة لوحدات معالجة الرسومات المتعددة في برامج التشغيل الخاصة بهم من أجل تحقيق أداء جيد ، وفي ذلك الوقت ، لم تكن هذه مشكلة كبيرة.

ولكن بمرور الوقت ، أصبحت الألعاب (وبالتالي وحدات معالجة الرسومات) أكثر تعقيدًا ، وأصبح من الصعب تحسينها كل عام. حتى في العناوين التي حظيت بدعم رسمي لوحدات معالجة الرسومات المتعددة ، كانت التجربة غالبًا دون المستوى بسبب الأداء أو الأخطاء الأقل من المعتاد. لفترة وجيزة في عام 2016 ، كان لديّ طائرتان من طراز Radeon R9 380 ، وعندما لعبت ويتشر 3 غالبًا ما رأيت مواطن الخلل الرسومية الغريبة التي تغطي أحيانًا ميزات مهمة مثل مداخل الكهوف ، مما يجعل اللعبة ليست غريبة فحسب ، بل عربات التي تجرها الدواب لدرجة أن تكون غير قابلة للعب.

في النهاية ، كان الاتجاه الذي كانت صناعة الرسومات تسير فيه وكيف وجد اللاعبون حلول GPU واحدة أكثر جاذبية مما قرع ناقوس الخطر.

كان بصيص الأمل الوحيد في دعم برامج أفضل لوحدات معالجة الرسوميات المتعددة هو DX12 و Vulkan ، اللذان تفاخروا هذا الدعم القوي لوحدات معالجة الرسومات المتعددة التي يمكنك حتى استخدام وحدات معالجة رسومات متعددة من بائعين مختلفين في واحد لعبة. ومع ذلك ، فقد أدى هذا إلى إلغاء العمل الذي اعتادت Nvidia و AMD القيام به في أيدي المطورين ، الذين لم يفعلوا ذلك ستكسب أي شيء من خلال دعم تقنية GPU المتعددة ، خاصة وأن Nvidia و AMD كانت تعمل على مراحل خارج. لذا ، فإن جانب البرنامج للأشياء لم ينجح أيضًا في الألعاب متعددة وحدات معالجة الرسومات.

لا يحتاج اللاعبون إلى إعدادات عالية الجودة لوحدات معالجة الرسومات المتعددة

حتى لو نجحت الأمور على جوانب الأجهزة والبرامج في المعادلة ، فقد يكون مصير الألعاب متعددة GPU لمجرد أنها كانت مبالغة. حتى HD 5970 تم وصفه بأنه مبالغة ، وكان ذلك فقط مع شريحتين من وحدة معالجة الرسومات متوسطة المدى. ومع ذلك ، كانت تعدد وحدات معالجة الرسومات شائعة بما يكفي للاستمرار لسنوات ، لكنني أعتقد أن مصيرها قد تم تحديده من خلال حدث واحد: إطلاق GTX 1080 في عام 2016.

كانت سلسلة GTX 10 من Nvidia مجرد سلسلة GTX 9 على العلامة التجارية الجديدة 16nm من TSMC ، ولكن هذا وحده كان صفقة كبيرة لأن Nvidia قضت ثلاثة أجيال كاملة على 28 نانومتر بسبب تراجع قانون مور. أدى الانتقال من 28 نانومتر إلى 16 نانومتر إلى أن تكون GTX 1080 أسرع بنسبة تزيد عن 50٪ من GTX 980 وأسرع بنسبة 30٪ من GTX 980 Ti. يدعم 1080 أيضًا SLI وكان TDP منخفضًا نسبيًا عند 180 واط ، لكن الأداء الأولي مع 1080 واحد كان مجنونًا في 2016.

بينما يبدو أن ألعاب الكمبيوتر الشخصي التي تستخدم رسومات متعددة لا تعود أبدًا ، إلا أن باب تعدد وحدات معالجة الرسومات مفتوح بالفعل.

تم تحسين هذا بشكل أكبر مع GTX 1080 Ti في العام التالي ، مما عزز الأداء بنسبة 30٪ أخرى تقريبًا. كان 1080Ti واحدًا تقريبًا أسرع مرتين من 980 Ti وكان من المؤكد أنه سيكون حلاً أفضل لاثنين من 980 Tis في SLI. لن يرغب أي شخص في عقله الصحيح حقًا في الحصول على جهازي 1080 Tis في SLI ، ليس فقط لأنه سيكون ساخنًا وصاخبًا ولكن أيضًا بسبب ضعف أداء 1080 Ti كان من شأنه أن يكون مبالغًا فيه تمامًا (وأيضًا غير ممكن في معظم الألعاب باستخدام SLI الرسمي يدعم). تخيل كم هو مجنون أن يكون لديك جهازي RTX 4090s في SLI.

يمكن أن تعود الألعاب متعددة GPU

بينما يبدو أن ألعاب الكمبيوتر الشخصي التي تستخدم رسومات متعددة لا تعود أبدًا ، إلا أن باب تعدد وحدات معالجة الرسومات مفتوح بالفعل. إذا كنت معتادًا على وحدات المعالجة المركزية (CPU) الخاصة بـ AMD ، فستعرف أن رقائق سطح المكتب المتطورة وجميع وحدات المعالجة المركزية الخاصة بالخادم ومحطات العمل تستخدم شرائح وحدة معالجة مركزية متعددة معًا بدلاً من وحدة معالجة مركزية كبيرة واحدة. يعد استخدام الكثير من الرقائق الأصغر (المعروفة أيضًا باسم chiplets) تقنية بدأت AMD في استخدامها في عام 2019 ، على الرغم من أنها بدأت في عام 2022 فقط في استخدام chiplets لوحدات معالجة الرسومات الخاصة بها مع تقديم RX 7000 المتطور مسلسل.

ومع ذلك ، لا تحتوي بطاقات RX 7000 مثل RX 7900 XTX إلا ​​على العديد من وحدات التخزين المؤقت والذاكرة ، وتستخدم شريحة GPU واحدة. لا يزال ، هناك سبب للاعتقاد بأن AMD قد تبدأ في استخدام العديد من شرائح الرسومات لأنها ستنخفض تكاليف التطوير والإنتاج مع تسهيل عمل بطاقات جديدة (ما عليك سوى إضافة أو إزالة chiplet و بام ، وحدة معالجة الرسومات الجديدة). يمكن أن تسير Intel أيضًا في نفس الاتجاه لأنها تنتقل أيضًا إلى chiplets.

بينما يبدو أن Nvidia ليس لديها أي اهتمام على الإطلاق بـ chiplets ، سيكون من المفاجئ إذا لم تكن AMD و Intel مهتمين بإعادة وحدات معالجة الرسوميات المتعددة مع chiplets. ربما سنرى عودة الألعاب متعددة وحدات معالجة الرسومات مع التكنولوجيا الحديثة في السنوات القادمة إذا كان بإمكانها العمل بشكل جيد بما فيه الكفاية.