Mis juhtus mitme GPU-ga mängimisest?

Kuni 2010. aastate keskpaigani kasutasid kiireimad mänguarvutid mitut graafikakaarti, tavaliselt kahte, kuid mõnikord kuni nelja. Seejärel mõned parimad mängugraafikakaardid kasutas pigem kahte GPU kiipi kui ühte, mis aitas kaasa konsolideerimisele. Nvidia SLI ja AMD CrossFire multi-GPU tehnoloogiaid peeti kõigi tipptasemel mänguarvutite tippudeks ja need võivad tõsta teie mängukogemuse järgmisele tasemele.

Tänapäeval on multi-GPU minevik – praktiliselt jäänuk arvutimaailmas. Asjaolu, et enamik uusi GPU-sid tänapäeval isegi ei toeta SLI-d ega CrossFire'i, on kindlasti probleem, kuid mitme graafikaprotsessori populaarsus langes palju enne seda, kui Nvidia ja AMD nende tootmisest tõhusalt loobusid. tehnoloogiaid. Siin on mitme GPU-ga mängude ajalugu ja miks see ajaproovile vastu ei pidanud.

Mitme GPU-de lühike ajalugu alates 3dfx-ist kuni selle languseni

Kui kaasaegsed graafikakaardid tekkisid 2000. aastate alguses Nvidia ja AMD vahelisest rivaalitsemisest, siis 90ndatel oli mängijaid palju rohkem. Üks neist ettevõtetest oli 3dfx Interactive, mis tootis nostalgilise Voodoo graafikakaartide sarja. Konkurentsieelise saavutamiseks otsustas ettevõte, et kaks graafikakaarti võiksid olla paremad kui üks, ning 1998. aastal võttis ta kasutusele oma Scan-Line Interleave tehnoloogia (SLI). See oli 3dfxi poolt üsna geniaalne samm, kuna see julgustas rohkem GPU müüki ja veenis Voodoo omanikke teisele kaardile üleminekust.

Kuid SLI tutvustati kohe, kui 3dfx oli teel pankrotti ja lõpuks omandas ettevõtte Nvidia, kes omandas intellektuaalomandi õigused kõigele, mis 3dfx omas. Multi-GPU lakkas hetkeks eksisteerimast pärast 3dfx omandamist, kuid Nvidia võttis 2004. aastal uuesti kasutusele SLI (muutes ametliku nime Scalable Link Interface'iks) oma GeForce 6 seeriaga. Põhimõtteliselt töötas see samamoodi nagu varem: lisage rohkem GPU-sid, suurendage jõudlust. Kuid Nvidia kasutuselevõtt sisaldas mõningaid uuendusi.

Kui 3dfxi vanal SLI-l oli iga GPU renderdanud pikslite rea ükshaaval (SLI-s skaneerimisjoon), siis Nvidia uus SLI tutvustas kahte uut renderdusmeetodit: split-frame rendering (SFR) ja alternatiivse kaadri renderdus (AFR). SFR-iga renderdab iga GPU osa ühest kaadrist, mitte raami keskelt poolitades, vaid andes igale GPU-le renderdamiseks võrdselt intensiivse osa. AFR seevastu laseb igal GPU-l omakorda kaadri toota. Kuigi SFR sobib suurepäraselt latentsusaja vähendamiseks, kipub AFR saavutama kõige suurema jõudluse, ehkki palju kehvema kaadri tempo ja kogelemisega.

Samamoodi tutvustas 2005. aastal ATI (mille peagi omandab AMD) oma mitme graafikaprotsessoriga tehnoloogiat nimega CrossFire, kuid alguses oli see omamoodi jama. 3dfx ja Nvidia kaartide puhul oli vaja ainult kahte sama GPU-d ja ühendamiseks kaablit või silda neid, kuid CrossFire nõudis lisaks tavalisele graafikale ka spetsiaalse "master" kaardi ostmist kaardile. Seejärel kasutasite silla asemel kummalist DVI-kaablit, mis ühendati mõlema kaardiga. Piisab, kui öelda, et CrossFire'i esimene põlvkond oli halvasti teostatud. See ei aidanud, et sel ajal ei olnud selle GPU-d hämmastavad.

Kuid CrossFire tuli tõesti välja AMD (endise ATI) Radeon 3000 kasutuselevõtuga seeria, millel oli Radeon HD 3870 X2, maailma esimene kahe GPU-kiibiga graafikakaart seda. AMD läks kogu selle kahe GPU kontseptsiooniga väga kaugele; selle Radeon 4000 ja 5000 seeria kiibid olid tegelikult üsna väikesed, nii et kahe GPU-ga graafikakaartidel oli palju mõtet. HD 5970 2009. üks AMD kõigi aegade parimaid GPU-sid, kirjeldati sageli kui liiga kiiret, et see oleks teostatav. Pärast seda hakkas Nvidia ka oma kahe-GPU-kaarte tootma.

Pärast seda hetke hakkas aga multi-GPU populaarsus langema. Nvidia loobus 2012. aastal oma tavaliste GPU-de kahe-GPU kontseptsioonist pärast GTX 690 ja loobus sellest täielikult pärast GTX Titan Z 2014. aastal. Nvidia muutis SLI eksklusiivseks vaid kaks aastat hiljem oma GTX 1070, 1080 ja 1080 Ti GPU-dele ning vähendas ka toetust neljalt graafikakaardilt kahele. Pärast seda oli SLI elutoetav, kuid lõpuks kaotati see 2020. aastal RTX 30 seeria turuletoomisega, millest ainult 3090 toetas SLI-d. Kuid sellel polnud tähtsust, kuna Nvidia lõpetas SLI draiverite toe alates 2021. aastast.

Samal ajal jätkas AMD kahe GPU-kaartide valmistamist aastaid, lõpetades alles 2019. aastal Pro Vega II-ga, mis oli Apple Maci eksklusiivne kaart. AMD ütles isegi, et kaks RX 480-d CrossFire'is olid 2016. aastal hea alternatiiv Nvidia GTX 1080-le. Kuid lõpuks loobus AMD CrossFire'ist pärast RX Vega turuletoomist 2017. aastal, mis oli viimane AMD kaart, mis seda toetas. Näib, et ka AMD lõpetas millalgi 2017. aastal mängupõhise CrossFire toega draiverite valmistamise.

Paljud põhjused, miks multi-GPU välja suri

Mitme GPU-ga mängimine tuli ja läks kõike arvestades üsna kiiresti. See oli märkimisväärne jõud alles pärast 2004. aastat koos SLI ja CrossFire'iga, kuid 2010. aastatel oli see juba languses. Lõppkokkuvõttes kõlas surmanupu suund, kuhu graafikatööstus läks ja kuidas mängijad leidsid, et ühe GPU lahendused on palju atraktiivsemad.

GPU-d muutusid iga põlvkonnaga suuremaks ja kasvasid lõpuks välja mitmest GPU-st

Kui 3dfx tutvustas SLI-d, olid graafikakaardid väikesed seadmed, millel oli väga väike võimsus, mitte midagi sellist, nagu tänapäeval näeme. Graafikakiibid kippusid 90ndatel ja 2000ndate alguses olema umbes 100 mm2 suured, kuid see kõik muutus, kui ATI oma Radeon 9000 seeria, millel oli üle 200 mm2 kiip, mis on kaks korda suurem kui kõik, mida maailm oli varem näinud. Sellest sai alguse GPU võidurelvastumine, mida ATI/AMD ja Nvidia iga põlvkonnaga aina eskaleerusid.

Asi on selles, et suuremad kiibid nõuavad rohkem võimsust ja paremat jahutust ning kuigi suurenenud võimsustarve alguses ei mõjutanud mitme GPU seadistusi, osutus see lõpuks oluliseks probleemiks. Juba GTX 480 puhul olid graafikakaardid jõudnud 250 W piirini ja kaks 480 SLI-s tarbisid uskumatult palju energiat. Kuigi AMD pani oma HD 4000 ja 5000 seeriatega suurt rõhku mitmele GPU-le, oli see tõesti ainult seetõttu, et see vajas midagi tipptasemel, et minna vastu Nvidia 480-le ja 580-le, kuna AMD graafikakiibid olid liiga keskmised.

Alates 2000. aastate lõpust tarbisid peaaegu kõik Nvidia ja AMD lipulaevad vähemalt 200 W, sageli 250 W. See ei pruugi olla juhus, et Nvidia viimane tavapärane kahe GPU-ga kaart 690 kasutas kahte GTX 680 kiipi, mille TDP oli vaid 195 W. Lihtne tõsiasi, et üksikud GPU-d muutusid suuremaks ja paremaks, muutis SLI ja CrossFire'i keerulisemaks ja vähem ahvatlev kasutajatele, kes tavaliselt ei soovinud, et nende mänguarvuti oleks ka ruumisoojendaja ja juga mootor.

Multi-GPU oli lollakas ja vajasid sellesse ressursse investeerima arendajaid, Nvidiat ja AMD-d

Riistvara suundumused olid probleemiks mitme GPU teostatavuse seisukohalt, nagu ka tarkvaratrendid. Kui SLI esmakordselt tutvustati, olid mängud palju lihtsamad ja isegi 2004. aasta parimad mängud, nagu Half-Life 2, on tänaste mängudega võrreldes üsna tähelepanuväärsed, kuigi võime hinnata, kui suurepärased need välja tulid. SLI ja CrossFire nõudsid, et Nvidia ja AMD looks oma draiverites mitme GPU jaoks spetsiaalsed optimeerimised, et saavutada hea jõudlus, ja toona polnud see suur asi.

Kuid aja jooksul muutusid mängud (ja laiemalt ka GPU-d) keerulisemaks ja iga aastaga muutus keerulisemaks optimeerimine. Isegi pealkirjades, millel oli ametlikult mitme GPU tugi, oli kogemus tavapärasest kehvema jõudluse või vigade tõttu sageli kehv. 2016. aastal oli mul lühikest aega kaks Radeon R9 380 ja kui ma mängisin The Witcher 3, Nägin sageli veidraid graafilisi tõrkeid, mis mõnikord isegi varjasid olulisi funktsioone, nagu koopa sissepääsud, muutes mängu mitte ainult omapäraseks, vaid ka lollakaks kuni mängimiskõlbmatuks.

Lõppkokkuvõttes kõlas surmanupu suund, kuhu graafikatööstus läks ja kuidas mängijad leidsid, et ühe GPU lahendused on palju atraktiivsemad.

Ainus lootuspilk mitme GPU tarkvara paremaks toeks oli DX12 ja Vulkan, mis uhkustas nii võimas mitme GPU tugi, et saaksite kasutada isegi mitut GPU-d erinevatelt tarnijatelt ühe korraga mängu. See aga andis Nvidia ja AMD varem tehtud töö lihtsalt arendajate kätte, kes seda ei teinud. võita kõike, toetades mitme GPU tehnoloogiat, eriti kuna Nvidia ja AMD hakkasid seda järk-järgult kasutama välja. Seega ei läinud ka mitme GPU-ga mängude puhul asja tarkvaraline pool välja.

Mängijad lihtsalt ei vajanud tipptasemel mitme GPU-ga seadistusi

Isegi kui võrrandi riist- ja tarkvaraga seotud asjad õnnestusid, võis mitme GPU-ga mängimine olla hukule määratud lihtsalt seetõttu, et see oli liialdatud. Isegi HD 5970 kirjeldati kui liialdatud ja seda ainult kahe keskklassi GPU kiibiga. Siiski oli multi-GPU lihtsalt piisavalt populaarne, et jätkata aastaid, kuid arvan, et selle saatuse otsustas üksainus sündmus: GTX 1080 turuletoomine 2016. aastal.

Nvidia GTX 10 seeria oli tegelikult lihtsalt GTX 9 seeria TSMC uhiuuel 16 nm-l, kuid see üksi oli suur asi, kuna Nvidia oli kulutanud tervelt kolm põlvkonda 28 nm peale. Moore'i seaduse allakäik. 28 nm-lt 16 nm-le liikudes oli GTX 1080 üle 50% kiirem kui GTX 980 ja 30% kiirem kui GTX 980 Ti. 1080 toetas ka SLI-d ja selle TDP oli suhteliselt madal 180 W, kuid toores jõudlus ühe 1080-ga oli meeletu. 2016.

Kuigi mitut graafikat kasutav arvutimäng ei tule ilmselt kunagi tagasi, on mitme GPU uks tegelikult avatud.

Järgmisel aastal täiustati seda veelgi GTX 1080 Ti abil, suurendades jõudlust veel peaaegu 30%. Üks 1080Ti oli peaaegu kaks korda kiirem kui 980 Ti ja oleks kindlasti olnud parem lahendus kahele 980 Ti-le SLI-s. Keegi täie mõistuse juures ei sooviks SLI-s kaht 1080 Ti-d mitte ainult sellepärast, et see oleks olnud kuum ja vali, vaid ka seetõttu, et kaks korda suurem jõudlus kui 1080 Ti oleks olnud täiesti liialdatud (ja poleks ka enamiku ametliku SLI-ga mängude puhul teostatav toetus). Kujutage ette, kui hull oleks kaks RTX 4090-d SLI-s.

Mitme GPU-ga mängimine võib teha tagasituleku

Kuigi mitut graafikat kasutav arvutimäng ei tule ilmselt kunagi tagasi, on mitme GPU uks tegelikult avatud. Kui olete AMD protsessoritega tuttav, teate, et selle tipptasemel töölauakiibid ning kõik tööjaama- ja serveriprotsessorid kasutavad ühe suure protsessori asemel mitut CPU-kiipi. Paljude väiksemate kiipide kasutamine (tuntud ka kui kiibid) on tehnoloogia, mida AMD hakkas kasutama juba 2019. kuigi alles 2022. aastal hakkas ta oma GPU-de jaoks kasutama kiipe, võttes kasutusele tipptasemel RX 7000 seeria.

RX 7000 kaartidel, nagu RX 7900 XTX, on aga ainult mitu vahemälu ja mälukiipi ning need kasutavad ühte GPU kiipi. Siiski on põhjust arvata, et AMD võib hakata kasutama mitut graafikakiipi, kuna see vähendaks arendus- ja tootmiskulud, muutes samas uute kaartide valmistamise lihtsaks (lihtsalt lisage või eemaldage kiip ja bam, uus GPU). Intel võiks samuti minna samasse suunda, kuna ka see läheb üle kiibile.

Kuigi näib, et Nvidial pole kiibikeste vastu mingit huvi, oleks üllatav, kui AMD ja Intel poleks huvitatud mitme GPU koos kiibistikuga tagasitoomisest. Võib-olla näeme lähiaastatel naasmist mitme GPU-ga mängimine kaasaegse tehnoloogiaga, kui see suudab piisavalt hästi töötada.