Τι έγινε με τα παιχνίδια πολλαπλών GPU;

Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2010, οι ταχύτεροι υπολογιστές παιχνιδιών χρησιμοποιούσαν πολλές κάρτες γραφικών, συνήθως δύο αλλά μερικές φορές έως και τέσσερις. Στη συνέχεια, μερικά από τα καλύτερες κάρτες γραφικών gaming χρησιμοποίησε δύο τσιπ GPU και όχι μόνο ένα, κάτι που βοήθησε στην ενοποίηση. Οι τεχνολογίες SLI της Nvidia και οι τεχνολογίες πολλαπλών GPU CrossFire της AMD θεωρήθηκαν ως η κορυφή οποιουδήποτε υπολογιστή παιχνιδιών προηγμένης τεχνολογίας και θα μπορούσαν να ανεβάσουν την εμπειρία παιχνιδιού σας στο επόμενο επίπεδο.

Σήμερα, το multi-GPU ανήκει στο παρελθόν — πρακτικά ένα λείψανο στον κόσμο των υπολογιστών. Το γεγονός ότι οι περισσότερες νέες GPU σήμερα δεν υποστηρίζουν καν SLI ή CrossFire είναι σίγουρα ένα πρόβλημα, αλλά το Η δημοτικότητα των multi-GPU έπεσε πολύ πριν η Nvidia και η AMD διακόψουν αποτελεσματικά αυτές τις τεχνολογίες. Εδώ είναι η ιστορία του παιχνιδιού πολλαπλών GPU και γιατί δεν άντεξε στη δοκιμασία του χρόνου.

Μια σύντομη ιστορία των multi-GPU, από το 3dfx έως την παρακμή του

Ενώ οι σύγχρονες κάρτες γραφικών εμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000 από τον ανταγωνισμό μεταξύ της Nvidia και της AMD, υπήρχαν πολλοί περισσότεροι παίκτες κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '90. Μία από αυτές τις εταιρείες ήταν η 3dfx Interactive, η οποία παρήγαγε τη νοσταλγική σειρά καρτών γραφικών Voodoo. Προκειμένου να αποκτήσει ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, η εταιρεία αποφάσισε ότι δύο κάρτες γραφικών θα μπορούσαν να είναι καλύτερες από μία και το 1998 εισήγαγε την τεχνολογία Scan-Line Interleave (SLI). Ήταν μια αρκετά ιδιοφυή κίνηση από την πλευρά του 3dfx, καθώς ενθάρρυνε περισσότερες πωλήσεις GPU και απέτρεψε τους ιδιοκτήτες Voodoo από το να αλλάξουν σε άλλη κάρτα.

Ωστόσο, η SLI εισήχθη ακριβώς καθώς το 3dfx οδεύει προς την πτώχευση και η εταιρεία εξαγοράστηκε τελικά από τη Nvidia, η οποία απέκτησε τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας για όλα όσα κατείχε η 3dfx. Το Multi-GPU σταμάτησε για λίγο μετά την απόκτηση του 3dfx, αλλά η Nvidia επανέφερε το SLI (αλλάζοντας το επίσημο όνομα σε Scalable Link Interface) το 2004 με τη σειρά GeForce 6. Ουσιαστικά λειτούργησε με τον ίδιο τρόπο όπως πριν: Προσθέστε περισσότερες GPU, αποκτήστε περισσότερη απόδοση. Ωστόσο, υπήρξαν κάποιες καινοτομίες με την Nvidia.

Ενώ το παλιό SLI του 3dfx είχε κάθε GPU να αποδίδει μια γραμμή pixel ένα κάθε φορά (η "γραμμή σάρωσης" στο SLI), η Nvidia Το νέο SLI εισήγαγε δύο νέες μεθόδους απόδοσης: απόδοση split-frame (SFR) και εναλλακτική απόδοση καρέ (AFR). Με το SFR, κάθε GPU αποδίδει ένα τμήμα ενός μόνο καρέ, όχι χωρίζοντας το πλαίσιο στη μέση, αλλά δίνοντας σε κάθε GPU ένα εξίσου εντατικό κομμάτι για απόδοση. Το AFR, από την άλλη πλευρά, έχει κάθε GPU να παράγει ένα πλαίσιο με τη σειρά του. Ενώ το SFR είναι εξαιρετικό για τη μείωση του λανθάνοντος χρόνου, το AFR τείνει να έχει τη μεγαλύτερη απόδοση, αν και με πολύ φτωχότερο ρυθμό καρέ και τραυλισμό.

Ομοίως, το 2005, η ATI (που σύντομα θα εξαγοραστεί από την AMD) εισήγαγε τη δική της τεχνολογία πολλαπλών GPU, που ονομάζεται CrossFire, αλλά στην αρχή ήταν κάπως χάος. Με κάρτες 3dfx και Nvidia, το μόνο που χρειαζόσασταν ήταν δύο από την ίδια GPU και ένα καλώδιο ή μια γέφυρα για να συνδεθείτε αλλά το CrossFire σας ζήτησε να αγοράσετε μια ειδική "κύρια" κάρτα εκτός από τα κανονικά γραφικά κάρτα. Στη συνέχεια, αντί να χρησιμοποιήσετε μια γέφυρα, χρησιμοποιήσατε ένα περίεργο καλώδιο DVI που συνδέθηκε και στις δύο κάρτες. Αρκεί να πούμε ότι η πρώτη γενιά του CrossFire δεν εκτελέστηκε σωστά. Δεν βοήθησε που, εκείνη την εποχή, οι GPU του δεν ήταν καταπληκτικές.

Αλλά το CrossFire έγινε πραγματικά δικό του με την εισαγωγή του Radeon 3000 της AMD (πρώην ATI). σειρά, η οποία περιείχε τη Radeon HD 3870 X2, την πρώτη κάρτα γραφικών στον κόσμο με δύο τσιπ GPU το. Η AMD πήγε πολύ μακριά με όλη αυτή την ιδέα διπλής GPU. Τα τσιπ της σειράς Radeon 4000 και 5000 ήταν στην πραγματικότητα αρκετά μικρά, οπότε οι κάρτες γραφικών διπλής GPU είχαν πολύ νόημα. Το HD 5970 το 2009, μία από τις καλύτερες GPU της AMD όλων των εποχών, περιγράφεται συχνά ως πολύ γρήγορο για να είναι εφικτό. Μετά από αυτό, η Nvidia άρχισε επίσης να φτιάχνει τις δικές της κάρτες διπλής GPU.

Μετά από αυτό το σημείο, ωστόσο, η δημοτικότητα των multi-GPU άρχισε να μειώνεται. Η Nvidia εγκατέλειψε την ιδέα dual-GPU για τις mainstream GPU της μετά την GTX 690 το 2012 και την εγκατέλειψε εντελώς μετά την GTX Titan Z το 2014. Η Nvidia έκανε αποκλειστική SLI μόλις δύο χρόνια αργότερα στις GTX 1070, 1080 και 1080 Ti GPU της, ενώ μείωσε επίσης την υποστήριξη από τέσσερις κάρτες γραφικών σε δύο. Το SLI ήταν σε υποστήριξη ζωής μετά από αυτό, αλλά τελικά αποκλείστηκε το 2020 με την κυκλοφορία της σειράς RTX 30, από την οποία μόνο το 3090 υποστήριζε SLI. Αλλά αυτό δεν είχε σημασία αφού η Nvidia σταμάτησε την υποστήριξη προγραμμάτων οδήγησης SLI από το 2021 και μετά.

Εν τω μεταξύ, η AMD συνέχισε να φτιάχνει κάρτες διπλής GPU για χρόνια, σταμάτησε μόνο με την Pro Vega II το 2019, η οποία ήταν αποκλειστική κάρτα Apple Mac. Η AMD είπε μάλιστα ότι δύο RX 480 στο CrossFire ήταν μια καλή εναλλακτική για την GTX 1080 της Nvidia το 2016. Ωστόσο, η AMD τελικά εγκατέλειψε το CrossFire μετά την κυκλοφορία του RX Vega το 2017, το οποίο ήταν η τελευταία κάρτα AMD που το υποστήριξε. Φαίνεται ότι η AMD σταμάτησε επίσης να φτιάχνει προγράμματα οδήγησης με υποστήριξη CrossFire ανά παιχνίδι κάποια στιγμή το 2017 επίσης.

Οι πολλοί λόγοι για τους οποίους η multi-GPU έσβησε

Τα παιχνίδια πολλαπλών GPU ήρθαν και έφυγαν αρκετά γρήγορα, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα πράγματα. Ήταν μόνο μια σημαντική δύναμη μετά το 2004 με το SLI και το CrossFire, αλλά μέχρι τη δεκαετία του 2010, ήταν ήδη σε πτώση. Τελικά, ήταν η κατεύθυνση που πήγαινε η βιομηχανία των γραφικών και το πώς οι παίκτες βρήκαν τις λύσεις μεμονωμένων GPU τόσο πιο ελκυστικές που χτύπησαν τον θάνατο.

Οι GPU γίνονταν μεγαλύτερες κάθε γενιά και τελικά ξεπέρασαν τις πολλαπλές GPU

Όταν το 3dfx εισήγαγε το SLI, οι κάρτες γραφικών ήταν μικροσκοπικές συσκευές με πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, τίποτα σαν τα μεγαθήρια που βλέπουμε σήμερα. Τα τσιπ γραφικών έτειναν να είναι περίπου 100 mm2 μεγάλα στη δεκαετία του '90 και στις αρχές του 2000, αλλά όλα άλλαξαν όταν η ATI κυκλοφόρησε Η σειρά Radeon 9000, η ​​οποία διέθετε ένα τσιπ που ήταν πάνω από 200 mm2, διπλάσιο από οτιδήποτε είχε δει ο κόσμος πριν. Αυτό ξεκίνησε έναν αγώνα εξοπλισμών GPU που η ATI/AMD και η Nvidia συνέχιζαν να κλιμακώνονται με κάθε γενιά.

Το θέμα είναι ότι τα μεγαλύτερα τσιπ απαιτούν περισσότερη ισχύ και καλύτερη ψύξη, και ενώ η αυξημένη κατανάλωση ενέργειας δεν επηρέασε πραγματικά τις ρυθμίσεις πολλαπλών GPU στην αρχή, τελικά αποδείχθηκε σημαντικό πρόβλημα. Ήδη από την GTX 480, οι κάρτες γραφικών είχαν φτάσει στο σήμα των 250 W και δύο 480 σε SLI κατανάλωναν απίστευτη ποσότητα ενέργειας. Ενώ η AMD έδωσε σημαντική έμφαση στην πολυ-GPU με τις σειρές HD 4000 και 5000, ήταν πραγματικά μόνο επειδή χρειαζόταν κάτι high-end για να ανταποκρίνεται στα 480 και 580 της Nvidia, καθώς τα τσιπ γραφικών της AMD ήταν πολύ μεσαίου μεγέθους.

Από τα τέλη της δεκαετίας του 2000 και μετά, σχεδόν κάθε ναυαρχίδα που κατασκευάστηκε από την Nvidia και την AMD κατανάλωνε τουλάχιστον 200 W, συχνά 250 W. Ίσως να μην είναι τυχαίο ότι η τελευταία mainstream κάρτα διπλής GPU της Nvidia, η 690, χρησιμοποιούσε δύο τσιπ GTX 680, τα οποία είχαν TDP μόνο 195 W. Το απλό γεγονός ότι οι μεμονωμένες GPU γίνονταν μεγαλύτερες και καλύτερες έκανε το SLI και το CrossFire πιο δύσκολο και λιγότερο ελκυστικό για τους χρήστες, οι οποίοι συνήθως δεν ήθελαν ο υπολογιστής παιχνιδιών τους να είναι επίσης ένας θερμαντήρας χώρου και ένας πίδακας κινητήρας.

Το Multi-GPU ήταν buggy και απαιτούσε από προγραμματιστές, Nvidia και AMD να επενδύσουν πόρους σε αυτό

Οι τάσεις του υλικού αποτελούσαν πρόβλημα για τη σκοπιμότητα των πολλαπλών GPU, όπως και οι τάσεις λογισμικού. Όταν πρωτοπαρουσιάστηκε το SLI, τα παιχνίδια ήταν πολύ πιο απλά, ακόμη και τα καλύτερα παιχνίδια του 2004, όπως π.χ. Μισή ζωή 2, είναι αρκετά αξιοσημείωτα σε σύγκριση με τα σημερινά παιχνίδια, παρόλο που μπορούμε να εκτιμήσουμε πόσο υπέροχοι ήταν όταν βγήκαν. Το SLI και το CrossFire ζήτησαν από τη Nvidia και την AMD να δημιουργήσουν ειδικές βελτιστοποιήσεις για πολλαπλές GPU στα προγράμματα οδήγησης τους, προκειμένου να επιτύχουν καλές επιδόσεις, και τότε αυτό δεν ήταν μεγάλη υπόθεση.

Αλλά με την πάροδο του χρόνου, τα παιχνίδια (και, κατ' επέκταση, οι GPU) έγιναν πιο περίπλοκα και γινόταν πιο δύσκολο να βελτιστοποιηθούν κάθε χρόνο. Ακόμη και σε τίτλους που είχαν επίσημη υποστήριξη για πολλαπλές GPU, η εμπειρία ήταν συχνά υποβαθμισμένη λόγω χειρότερης από το κανονικό απόδοσης ή σφαλμάτων. Για ένα σύντομο χρονικό διάστημα το 2016, είχα δύο Radeon R9 380 και όταν έπαιξα The Witcher 3, Συχνά έβλεπα περίεργες γραφικές δυσλειτουργίες που μερικές φορές κάλυπταν ακόμη και σημαντικά χαρακτηριστικά, όπως τις εισόδους των σπηλαίων, κάνοντας το παιχνίδι όχι απλά ιδιόρρυθμο αλλά και μπερδεμένο σε σημείο που δεν μπορεί να παίξει.

Τελικά, ήταν η κατεύθυνση που πήγαινε η βιομηχανία των γραφικών και το πώς οι παίκτες βρήκαν τις λύσεις μεμονωμένων GPU τόσο πιο ελκυστικές που χτύπησαν τον θάνατο.

Η μόνη αναλαμπή ελπίδας για καλύτερη υποστήριξη λογισμικού για πολλαπλές GPU ήταν τα DX12 και Vulkan, τα οποία υπερηφανεύονταν τόσο ισχυρή υποστήριξη πολλαπλών GPU που θα μπορούσατε ακόμη και να χρησιμοποιήσετε πολλές GPU από διαφορετικούς προμηθευτές σε ένα μόνο παιχνίδι. Ωστόσο, αυτό απλώς ξεφόρτωσε τη δουλειά που έκαναν η Nvidia και η AMD στα χέρια των προγραμματιστών, οι οποίοι δεν το έκαναν μπορείτε να κερδίσετε οτιδήποτε υποστηρίζοντας την τεχνολογία πολλαπλών GPU, ειδικά από τη στιγμή που η Nvidia και η AMD την έβαζαν σταδιακά έξω. Έτσι, η πλευρά του λογισμικού των πραγμάτων δεν προέκυψε ούτε για gaming με πολλές GPU.

Οι παίκτες απλά δεν χρειάζονταν ρυθμίσεις υψηλής τεχνολογίας πολλαπλών GPU

Ακόμα κι αν τα πράγματα στις πλευρές του υλικού και του λογισμικού της εξίσωσης λύνονταν, το παιχνίδι πολλαπλών GPU μπορεί να ήταν καταδικασμένο απλώς και μόνο επειδή ήταν υπερβολικό. Ακόμη και το HD 5970 περιγράφηκε ως υπερβολικό, και αυτό ήταν μόνο με δύο τσιπ GPU μεσαίας κατηγορίας. Ωστόσο, το multi-GPU ήταν αρκετά δημοφιλές για να συνεχίσει για χρόνια, αλλά νομίζω ότι η μοίρα του αποφασίστηκε από ένα μόνο γεγονός: την κυκλοφορία της GTX 1080 το 2016.

Η σειρά GTX 10 της Nvidia ήταν στην πραγματικότητα απλώς η σειρά GTX 9 στα ολοκαίνουργια 16nm από την TSMC, αλλά αυτό από μόνο του ήταν μεγάλη υπόθεση αφού η Nvidia είχε περάσει τρεις ολόκληρες γενιές στα 28nm λόγω η παρακμή του νόμου του Μουρ. Η μετάβαση από τα 28nm στα 16nm είχε ως αποτέλεσμα η GTX 1080 να είναι πάνω από 50% ταχύτερη από την GTX 980 και 30% ταχύτερη από την GTX 980 Ti. Το 1080 υποστήριζε επίσης SLI και το TDP του ήταν σχετικά χαμηλό στα 180 W, αλλά η ακατέργαστη απόδοση με ένα μόνο 1080 ήταν τρελή σε 2016.

Ενώ το gaming PC με χρήση πολλαπλών γραφικών φαίνεται ότι δεν επιστρέφει ποτέ, η πόρτα για multi-GPU είναι στην πραγματικότητα ανοιχτή.

Αυτό βελτιώθηκε περαιτέρω με την GTX 1080 Ti τον επόμενο χρόνο, ενισχύοντας την απόδοση κατά σχεδόν άλλο 30%. Ένα μόνο 1080Ti ήταν σχεδόν δύο φορές πιο γρήγορο από ένα 980 Ti και θα ήταν σίγουρα μια ανώτερη λύση από δύο 980 Tis στο SLI. Κανείς δεν θα ήθελε πραγματικά δύο 1080 Tis στο SLI, όχι μόνο επειδή θα ήταν ζεστό και δυνατό, αλλά και επειδή Η διπλάσια απόδοση ενός 1080 Ti θα ήταν εντελώς υπερβολική (και επίσης δεν ήταν εφικτή για τα περισσότερα παιχνίδια με επίσημο SLI υποστήριξη). Φανταστείτε πόσο τρελό θα ήταν να έχουμε δύο RTX 4090 σε SLI.

Τα παιχνίδια πολλαπλών GPU θα μπορούσαν να επιστρέψουν

Ενώ το gaming PC με χρήση πολλαπλών γραφικών φαίνεται ότι δεν επιστρέφει ποτέ, η πόρτα για multi-GPU είναι στην πραγματικότητα ανοιχτή. Εάν είστε εξοικειωμένοι με τις CPU της AMD, θα γνωρίζετε ότι τα τσιπ επιτραπέζιου υπολογιστή ανώτερης ποιότητας και όλες οι CPU σταθμών εργασίας και διακομιστών της χρησιμοποιούν πολλαπλά τσιπ CPU μαζί αντί για μια μεγάλη CPU. Η χρήση πολλών μικρότερων τσιπ (γνωστών και ως chiplets) είναι μια τεχνολογία που ξεκίνησε να χρησιμοποιεί η AMD το 2019. αν και μόλις το 2022 άρχισε να χρησιμοποιεί chiplet για τις GPU της με την εισαγωγή του high-end RX 7000 σειρά.

Ωστόσο, οι κάρτες RX 7000, όπως η RX 7900 XTX, έχουν μόνο πολλά chiplet cache και μνήμης και χρησιμοποιούν ένα μόνο τσιπ GPU. Ωστόσο, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η AMD μπορεί να αρχίσει να χρησιμοποιεί πολλαπλά chiplet γραφικών, καθώς θα μείωνε κόστος ανάπτυξης και παραγωγής, ενώ ταυτόχρονα διευκολύνεται η κατασκευή νέων καρτών (απλώς προσθέστε ή αφαιρέστε ένα chiplet και bam, νέα GPU). Η Intel θα μπορούσε επίσης να ακολουθήσει την ίδια κατεύθυνση, καθώς και αυτή μεταβαίνει σε chiplet.

Αν και φαίνεται ότι η Nvidia δεν ενδιαφέρεται καθόλου για τα chiplets, θα ήταν περίεργο αν η AMD και η Intel δεν ενδιαφέρονται να επαναφέρουν το multi-GPU με chiplet. Ίσως θα δούμε την επιστροφή του παιχνιδιού πολλαπλών GPU με σύγχρονη τεχνολογία τα επόμενα χρόνια, εάν μπορεί να λειτουργήσει αρκετά καλά.