Какво се случи с игрите с няколко GPU?

До средата на 2010 г. най-бързите компютри за игри използваха няколко графични карти, обикновено две, но понякога до четири. След това някои от най-добрите графични карти за игри използва два GPU чипа, а не само един, което помогна за консолидацията. Технологиите SLI на Nvidia и AMD CrossFire multi-GPU се смятаха за върха на всеки компютър за игри от висок клас и можеха да издигнат вашето игрово изживяване на следващото ниво.

Днес мулти-GPU е нещо от миналото — практически реликва в компютърния свят. Фактът, че повечето нови графични процесори днес дори не поддържат SLI или CrossFire, със сигурност е проблем, но популярността на мулти-GPU-тата намаляваше много преди Nvidia и AMD ефективно да ги спрат технологии. Ето историята на игрите с няколко графични процесора и защо те не издържаха теста на времето.

Кратка история на мулти-GPU, от 3dfx до неговия упадък

Докато модерните графични карти се появиха в началото на 2000-те години от съперничеството между Nvidia и AMD, през 90-те имаше много повече играчи. Една от тези компании беше 3dfx Interactive, която произведе носталгичната линия графични карти Voodoo. За да спечели конкурентно предимство, компанията реши, че две графични карти могат да бъдат по-добри от една, и през 1998 г. представи своята технология Scan-Line Interleave (SLI). Това беше доста гениален ход от страна на 3dfx, тъй като насърчи повече продажби на GPU и разубеди собствениците на Voodoo да преминат към друга карта.

Въпреки това, SLI беше въведен точно когато 3dfx вървеше към фалит и компанията в крайна сметка беше придобита от Nvidia, която получи правата върху интелектуалната собственост върху всичко, което 3dfx притежаваше. Multi-GPU за кратко спря да съществува след придобиването на 3dfx, но Nvidia въведе отново SLI (променяйки официалното име на Scalable Link Interface) през 2004 г. със своята серия GeForce 6. По същество работи по същия начин, както преди: Добавете повече графични процесори, получете повече производителност. Но имаше някои нововъведения с Nvidia.

Докато старият SLI на 3dfx караше всеки GPU да изобразява ред от пиксели един по един („линията за сканиране“ в SLI), Nvidia новият SLI въведе два нови метода за рендиране: рендиране с разделен кадър (SFR) и рендиране с алтернативен кадър (AFR). Със SFR всеки GPU изобразява част от един кадър, не като разделя кадъра по средата, а като дава на всеки GPU еднакво интензивна част за изобразяване. AFR, от друга страна, кара всеки GPU да произвежда рамка на свой ред. Докато SFR е страхотен за намаляване на латентността, AFR има тенденция да получава най-добра производителност, макар и с много по-лошо темпо на кадрите и заекване.

По подобен начин през 2005 г. ATI (скоро придобита от AMD) представи своя собствена мулти-GPU технология, наречена CrossFire, но в началото беше доста бъркотия. С картите 3dfx и Nvidia всичко, от което се нуждаехте, бяха два еднакви GPU и кабел или мост за свързване тях, но CrossFire изискваше да закупите специална "главна" карта в допълнение към обикновената графика карта. След това, вместо да използвате мост, сте използвали странен DVI кабел, който е включен в двете карти. Достатъчно е да се каже, че първото поколение на CrossFire беше лошо изпълнено. Това не помогна, че по онова време неговите графични процесори не бяха невероятни.

Но CrossFire наистина влезе в сила с представянето на Radeon 3000 на AMD (бивш на ATI) серия, която включва Radeon HD 3870 X2, първата в света графична карта с два GPU чипа то. AMD стигна наистина далеч с цялата тази концепция за двоен GPU; неговите чипове от серията Radeon 4000 и 5000 всъщност бяха доста малки, така че графичните карти с двоен GPU имаха много смисъл. HD 5970 през 2009 г., един от най-добрите GPU на AMD за всички времена, често се описва като твърде бърз, за ​​да бъде осъществим. След това Nvidia също започна да прави свои собствени карти с двоен GPU.

След този момент обаче популярността на мулти-GPU започна да намалява. Nvidia изостави концепцията за двойна GPU за своите масови графични процесори след GTX 690 през 2012 г. и я изостави напълно след GTX Titan Z през 2014 г. Nvidia направи ексклузивен SLI само две години по-късно за своите GPU 1070, 1080 и 1080 Ti, а също така намали поддръжката от четири графични карти до две. SLI беше на животоподдържаща функция след това, но най-накрая беше преустановена през 2020 г. с пускането на серията RTX 30, от която само 3090 поддържаше SLI. Но това нямаше значение, тъй като Nvidia прекрати поддръжката на SLI драйвери от 2021 г. нататък.

Междувременно AMD продължи да прави карти с двоен GPU в продължение на години, спирайки едва с Pro Vega II през 2019 г., която беше ексклузивна карта за Apple Mac. AMD дори каза, че два RX 480 в CrossFire са добра алтернатива на GTX 1080 на Nvidia през 2016 г. Въпреки това AMD в крайна сметка се отказа от CrossFire след пускането на RX Vega през 2017 г., която беше последната карта на AMD, която го поддържаше. Изглежда AMD също е спряла да прави драйвери с поддръжка на CrossFire за всяка игра някъде през 2017 г.

Многото причини, поради които мулти-GPU изчезна

Игрите с няколко GPU се появиха и изчезнаха доста бързо, като се имат предвид всички неща. Това беше значителна сила само след 2004 г. със SLI и CrossFire, но през 2010 г. вече беше в упадък. В крайна сметка това беше посоката, в която вървеше графичната индустрия и начина, по който геймърите намериха решенията с единичен графичен процесор за много по-привлекателни, което удари смъртния звън.

Графичните процесори ставаха все по-големи с всяко поколение и в крайна сметка надраснаха мулти-GPU

Когато 3dfx представи SLI, графичните карти бяха малки устройства с наистина ниска консумация на енергия, нищо подобно на гигантите, които виждаме днес. Графичните чипове имаха тенденция да бъдат големи около 100 mm2 през 90-те и началото на 2000-те, но всичко това се промени, когато ATI пусна своя Серията Radeon 9000, която включва чип, който е над 200 mm2, двойно по-голям от всичко, което светът е виждал преди. Това започна надпревара във въоръжаването на GPU, която ATI/AMD и Nvidia продължаваха да ескалират с всяко поколение.

Работата е там, че по-големите чипове изискват повече мощност и по-добро охлаждане, и докато увеличеното потребление на енергия не се отрази наистина на настройките с няколко GPU в началото, в крайна сметка се оказа значителен проблем. Още при GTX 480, графичните карти бяха достигнали марката от 250 W, а две 480 в SLI консумираха невероятно количество енергия. Въпреки че AMD постави значителен акцент върху мулти-GPU със своите серии HD 4000 и 5000, това беше наистина само защото имаше нужда от нещо от висок клас, за да се справи с 480 и 580 на Nvidia, тъй като графичните чипове на AMD бяха твърде среден клас.

От края на 2000-те нататък почти всеки флагман, произведен от Nvidia и AMD, консумира поне 200 W, често 250 W. Може да не е съвпадение, че последната мейнстрийм двойна GPU карта на Nvidia, 690, използва два GTX 680 чипа, които имат TDP от само 195W. Простият факт, че единичните GPU стават все по-големи и по-добри, направи SLI и CrossFire по-трудни и по-малко привлекателен за потребителите, които обикновено не искат техният компютър за игри да бъде и нагревател за пространство и джет двигател.

Multi-GPU имаше грешки и изискваше разработчици, Nvidia и AMD да инвестират ресурси в него

Хардуерните тенденции бяха проблем за осъществимостта на мулти-GPU, както и софтуерните тенденции. Когато SLI беше представен за първи път, игрите бяха много по-прости и дори най-добрите игри от 2004 г., като напр. Half-Life 2, са доста незабележими в сравнение с днешните игри, въпреки че можем да оценим колко страхотни бяха, когато излязоха. SLI и CrossFire изискваха Nvidia и AMD да създадат специални оптимизации за мулти-GPU в своите драйвери, за да постигнат добра производителност, а тогава това не беше голяма работа.

Но с течение на времето игрите (и, като разширение, графичните процесори) станаха по-сложни и всяка година ставаше по-трудно да се оптимизират. Дори в заглавия, които имаха официална поддръжка за мулти-GPU, изживяването често беше по-лошо поради по-лоша от нормалната производителност или грешки. За кратко през 2016 г. имах два Radeon R9 380 и когато играх Вещерът 3, Често виждах странни графични проблеми, които понякога дори прикриваха важни функции като входове на пещери, правейки играта не просто странна, но и бъгова до степен, че не може да се играе.

В крайна сметка това беше посоката, в която вървеше графичната индустрия и начина, по който геймърите намериха решенията с единичен графичен процесор за много по-привлекателни, което удари смъртния звън.

Единственият искрица надежда за по-добра софтуерна поддръжка за мулти-GPU бяха DX12 и Vulkan, които се похвалиха такава мощна поддръжка на няколко графични процесора, че можете дори да използвате няколко графични процесора от различни доставчици в един игра. Това обаче просто прехвърли работата, която Nvidia и AMD вършеха преди, в ръцете на разработчиците, които не могат да спечелят нещо, като поддържат мулти-GPU технология, особено след като Nvidia и AMD я внедриха навън. И така, софтуерната страна на нещата също не се получи за игри с няколко GPU.

Геймърите просто не се нуждаеха от висок клас мулти-GPU настройки

Дори нещата от хардуерната и софтуерната страна на уравнението да проработят, мулти-GPU игрите може да са били обречени просто защото са били пресилени. Дори HD 5970 беше описан като пресилен и това беше само с два GPU чипа от среден клас. Все пак multi-GPU беше достатъчно популярен, за да продължи години наред, но мисля, че съдбата му беше решена от едно единствено събитие: пускането на GTX 1080 през 2016 г.

Серията GTX 10 на Nvidia всъщност беше само серията GTX 9 на чисто новия 16nm от TSMC, но само това беше голяма работа, тъй като Nvidia беше прекарала цели три поколения на 28nm поради упадъкът на закона на Мур. Преминаването от 28nm към 16nm доведе до това, че GTX 1080 беше над 50% по-бърз от GTX 980 и 30% по-бърз от GTX 980 Ti. 1080 също поддържаше SLI и неговият TDP беше сравнително нисък при 180 W, но суровата производителност с един 1080 беше луда в 2016.

Докато компютърните игри, използващи множество графики, изглежда никога няма да се върнат, вратата за мулти-GPU всъщност е отворена.

Това беше допълнително подобрено с GTX 1080 Ti през следващата година, повишавайки производителността с близо още 30%. Единичен 1080Ti беше почти два пъти по-бърз от 980 Ti и със сигурност би бил по-добро решение спрямо два 980 Ti в SLI. Никой със здрав разум не би искал два 1080 Ti в SLI, не само защото щеше да е горещо и шумно, но и защото два пъти по-висока производителност от 1080 Ti би била напълно пресилена (и също така невъзможна за повечето игри с официален SLI поддържа). Представете си колко лудо би било да имате два RTX 4090 в SLI.

Игрите с няколко GPU може да се завърнат

Докато компютърните игри, използващи множество графики, изглежда никога няма да се върнат, вратата за мулти-GPU всъщност е отворена. Ако сте запознати с процесорите на AMD, ще знаете, че чиповете за настолни компютри от по-висок клас и всички процесори за работни станции и сървъри използват множество процесори заедно вместо един голям процесор. Използването на много по-малки чипове (известни също като чиплети) е технология, която AMD започна да използва през 2019 г. въпреки че едва през 2022 г. започна да използва чиплети за своите графични процесори с представянето на високия клас RX 7000 серия.

Картите RX 7000 като RX 7900 XTX обаче имат само множество чиплети за кеш и памет и използват един GPU чип. Все пак има причина да се смята, че AMD може да започне да използва множество графични чипове, тъй като ще намали разходи за разработка и производство, като същевременно улеснява създаването на нови карти (просто добавете или премахнете чиплет и бам, нов GPU). Intel също може да тръгне в същата посока, тъй като също преминава към чиплети.

Въпреки че изглежда, че Nvidia няма абсолютно никакъв интерес към чиплетите, би било изненадващо, ако AMD и Intel не се интересуват от връщането на мулти-GPU с чиплети. Може би ще видим завръщането на мулти-GPU игри с модерна технология през следващите години, ако може да работи достатъчно добре.