Mitä tapahtui multi-GPU-pelaamiselle?

2010-luvun puoliväliin asti nopeimmat pelitietokoneet käyttivät useita näytönohjaimia, yleensä kahta, mutta joskus jopa neljää. Sitten jotkut niistä parhaat pelinäytönohjaimet käytti kahta GPU-sirua yhden sijasta, mikä auttoi konsolidointia. Nvidian SLI- ja AMD: n CrossFire-multi-GPU-teknologioita pidettiin kaikkien huippuluokan pelitietokoneiden huippuna, ja ne voivat nostaa pelikokemuksesi uudelle tasolle.

Nykyään multi-GPU on menneisyyttä – käytännössä jäänne tietokonemaailmasta. Se, että useimmat uudet GPU: t eivät nykyään edes tue SLI: tä tai CrossFireä, on varmasti ongelma, mutta usean grafiikkasuorittimen suosio laski paljon ennen kuin Nvidia ja AMD käytännössä lopettivat ne. teknologioita. Tässä on multi-GPU-pelaamisen historia ja miksi se ei kestänyt ajan koetta.

Lyhyt historia useista GPU: ista 3dfx: stä sen laskuun

Vaikka modernit näytönohjaimet syntyivät 2000-luvun alussa Nvidian ja AMD: n välisestä kilpailusta, 90-luvulla pelaajia oli paljon enemmän. Yksi näistä yrityksistä oli 3dfx Interactive, joka tuotti nostalgisen Voodoo-näytönohjainsarjan. Kilpailuedun saavuttamiseksi yhtiö päätti, että kaksi näytönohjainta voisi olla parempi kuin yksi, ja vuonna 1998 se esitteli Scan-Line Interleave -teknologiansa (SLI). Se oli melko nerokas liike 3dfx: ltä, koska se rohkaisi lisää GPU-myyntiä ja sai voodoo-omistajat luopumaan vaihtamasta toiseen korttiin.

SLI otettiin kuitenkin käyttöön heti, kun 3dfx oli menossa konkurssiin, ja lopulta Nvidia osti yrityksen, joka sai immateriaalioikeudet kaikkeen 3dfx: n omistamaan. Multi-GPU lakkasi olemasta hetkeksi 3dfx-hankinnan jälkeen, mutta Nvidia otti uudelleen käyttöön SLI: n (muutti virallisen nimen Scalable Link Interfaceksi) vuonna 2004 GeForce 6 -sarjallaan. Se toimi pohjimmiltaan samalla tavalla kuin ennenkin: Lisää enemmän GPU: ita, saat enemmän suorituskykyä. Mutta Nvidian otteessa oli joitain innovaatioita.

Vaikka 3dfx: n vanhassa SLI: ssä jokainen GPU renderöi pikselirivin yksi kerrallaan ("skannausviiva" SLI: ssä), Nvidian uusi SLI esitteli kaksi uutta renderöintimenetelmää: split-frame rendering (SFR) ja vaihtoehtoinen kehys renderöinti (AFR). SFR: llä jokainen GPU renderöi osan yhdestä kehyksestä, ei jakamalla kehystä alas keskeltä vaan antamalla jokaiselle GPU: lle yhtä intensiivisen osan renderöitäväksi. Toisaalta AFR: llä on jokainen GPU tuottaa kehyksen vuorotellen. Vaikka SFR on erinomainen viiveen vähentämiseen, AFR pyrkii saamaan suurimman suorituskyvyn, vaikkakin paljon huonommalla kehyksen tahdilla ja pätkimällä.

Vastaavasti vuonna 2005 ATI (pian AMD: n ostama) esitteli oman moni-GPU-teknologiansa, nimeltään CrossFire, mutta se oli aluksi sotkua. 3dfx- ja Nvidia-korteilla tarvitsit vain kaksi samaa GPU: ta ja kaapelin tai sillan yhdistämiseen niitä, mutta CrossFire vaati sinua ostamaan erityisen "master"-kortin tavallisen näytönohjaimen lisäksi kortti. Sitten sillan käyttämisen sijaan käytit outoa DVI-kaapelia, joka liitettiin molempiin kortteihin. Riittää, kun totean, että CrossFiren ensimmäinen sukupolvi oli huonosti toteutettu. Se ei auttanut, että sen GPU: t eivät tuolloin olleet hämmästyttäviä.

Mutta CrossFire tuli todella omikseen, kun esiteltiin AMD: n (entinen ATI: n) Radeon 3000 sarja, jossa oli Radeon HD 3870 X2, maailman ensimmäinen näytönohjain kahdella GPU-sirulla se. AMD meni todella pitkälle tällä koko dual-GPU-konseptilla; sen Radeon 4000- ja 5000 -sarjan sirut olivat itse asiassa melko pieniä, joten dual-GPU-näytönohjainkorteissa oli paljon järkeä. HD 5970 vuonna 2009, yksi AMD: n kaikkien aikojen parhaista GPU: ista, kuvattiin usein liian nopeaksi ollakseen mahdollista. Tämän jälkeen Nvidia alkoi valmistaa myös omia kaksoisgrafiikkakortteja.

Tämän jälkeen usean näytönohjaimen suosio alkoi kuitenkin laskea. Nvidia luopui kaksois-GPU-konseptista valtavirran grafiikkasuorittimilleen GTX 690:n jälkeen vuonna 2012 ja kokonaan GTX Titan Z: n jälkeen vuonna 2014. Nvidia teki SLI: stä yksinoikeudella vain kaksi vuotta myöhemmin GTX 1070-, 1080- ja 1080 Ti -grafiikkasuorittimiinsa, ja se myös vähensi tuen neljästä näytönohjaimesta kahteen. SLI oli tämän jälkeen elämisen tukena, mutta lopulta se poistettiin vuonna 2020, kun lanseerattiin RTX 30 -sarja, josta vain 3090 tuki SLI: tä. Mutta sillä ei ollut väliä, koska Nvidia lopetti SLI-ohjaintuen vuodesta 2021 lähtien.

Samaan aikaan AMD jatkoi kahden GPU-korttien valmistamista vuosia, lopettaen Pro Vega II: n vuonna 2019, joka oli Apple Macin yksinoikeuskortti. AMD jopa sanoi, että kaksi RX 480:tä CrossFiressä oli hyvä vaihtoehto Nvidian GTX 1080:lle vuonna 2016. AMD kuitenkin lopulta luopui CrossFirestä RX Vegan julkaisun jälkeen vuonna 2017, joka oli viimeinen sitä tukenut AMD-kortti. Näyttää siltä, ​​​​että AMD lopetti myös pelikohtaisten CrossFire-tukien ohjainten valmistamisen joskus vuonna 2017.

Monet syyt siihen, miksi usean grafiikkasuorittimen toiminta kuoli

Multi-GPU-pelaaminen tuli ja meni kaiken kaikkiaan melko nopeasti. Se oli merkittävä voima vasta vuoden 2004 jälkeen SLI: n ja CrossFiren kanssa, mutta 2010-luvulla se oli jo laskussa. Viime kädessä se oli suunta, johon grafiikkateollisuus oli menossa ja kuinka pelaajat pitivät yhden grafiikkasuorittimen ratkaisuja niin paljon houkuttelevampia, mikä soitti kuolonkelloa.

GPU: t kasvoivat joka sukupolvi ja lopulta kasvoivat useiden GPU: iden ulkopuolelle

Kun 3dfx esitteli SLI: n, grafiikkakortit olivat pieniä laitteita, joilla oli todella pieni virrankulutus. Grafiikkasirut olivat yleensä noin 100 mm2 suuria 90-luvulla ja 2000-luvun alussa, mutta tämä kaikki muuttui, kun ATI lanseerasi Radeon 9000 -sarja, jossa oli yli 200 mm2 siru, joka on kaksinkertainen koko maailmaan verrattuna. Tämä aloitti GPU-varustelukilpailun, jota ATI/AMD ja Nvidia kiihtyivät jokaisen sukupolven myötä.

Tosiasia on, että suuremmat sirut vaativat enemmän tehoa ja parempaa jäähdytystä, ja vaikka lisääntynyt virrankulutus ei aluksi oikeastaan ​​vaikuttanut usean näytönohjaimen asetuksiin, se osoittautui lopulta merkittäväksi ongelmaksi. Jo GTX 480:ssa näytönohjaimet olivat saavuttaneet 250 W: n rajan, ja kaksi 480-korttia SLI: ssä kulutti uskomattoman paljon tehoa. Vaikka AMD painotti merkittävästi multi-GPU: ta HD 4000- ja 5000-sarjoillaan, se johtui oikeastaan ​​vain se tarvitsi jotain huippuluokan vastustaakseen Nvidian 480 ja 580, koska AMD: n grafiikkasirut olivat liian keskialuetta.

2000-luvun lopulta lähtien lähes jokainen Nvidian ja AMD: n lippulaiva kulutti vähintään 200 wattia, usein 250 wattia. Ei ehkä ole sattumaa, että Nvidian viimeinen valtavirran dual-GPU-kortti, 690, käytti kahta GTX 680 -sirua, joiden TDP oli vain 195 W. Yksinkertainen tosiasia, että yksittäiset GPU: t kasvoivat ja paranevat, teki SLI: stä ja CrossFiresta vaikeampia ja vaikeampia vähemmän houkutteleva käyttäjille, jotka eivät yleensä halunneet pelitietokoneensa olevan myös tilanlämmitin ja suihku moottori.

Multi-GPU oli buginen ja vaati kehittäjien, Nvidian ja AMD: n investoimaan siihen resursseja

Laitteistotrendit olivat ongelma usean näytönohjaimen toteutettavuuden kannalta, samoin kuin ohjelmistotrendit. Kun SLI esiteltiin ensimmäisen kerran, pelit olivat paljon yksinkertaisempia, ja jopa vuoden 2004 parhaat pelit, kuten Half-Life 2, ovat melko merkityksettömiä nykypäivän peleihin verrattuna, vaikka voimme arvostaa, kuinka mahtavia ne olivat ilmestyessään. SLI ja CrossFire vaativat Nvidian ja AMD: n luomaan erityisiä optimointeja useille GPU: ille ohjaimiinsa hyvän suorituskyvyn saavuttamiseksi, ja tuolloin tämä ei ollut iso juttu.

Mutta ajan myötä pelit (ja laajemmin GPU: t) muuttuivat monimutkaisemmiksi, ja niiden optimointi vaikeutui joka vuosi. Jopa nimikkeissä, joissa oli virallinen usean grafiikkasuorittimen tuki, kokemus oli usein huonompi normaalia heikomman suorituskyvyn tai virheiden vuoksi. Lyhyen aikaa vuonna 2016 minulla oli kaksi Radeon R9 380 -konsolia, ja kun pelasin Witcher 3, Näin usein outoja graafisia virheitä, jotka joskus jopa peittivät tärkeitä ominaisuuksia, kuten luolan sisäänkäynnit, tehden pelistä paitsi omituisen, myös bugisen niin, että sitä ei voida pelata.

Viime kädessä se oli suunta, johon grafiikkateollisuus oli menossa ja kuinka pelaajat pitivät yhden grafiikkasuorittimen ratkaisuja niin paljon houkuttelevampia, mikä soitti kuolonkelloa.

Ainoa toivon pilkahdus paremmasta ohjelmistotuesta useille GPU: lle oli DX12 ja Vulkan, jotka kehussivat niin tehokas usean GPU: n tuki, että voit jopa käyttää useita eri valmistajien GPU: ita yhdessä peli. Tämä kuitenkin vain siirsi Nvidian ja AMD: n aiemmin tekemän työn kehittäjien käsiin, jotka eivät voit voittaa mitä tahansa tukemalla usean grafiikkasuorittimen teknologiaa, varsinkin kun Nvidia ja AMD olivat ottamassa sitä käyttöön ulos. Ohjelmistopuoli ei siis sopinut myöskään usean näytönohjaimen pelaamiseen.

Pelaajat eivät vain tarvinneet huippuluokan usean näytönohjaimen asetuksia

Vaikka yhtälön laitteisto- ja ohjelmistopuolen asiat olisivat toimineet, moni-GPU-pelaaminen olisi voinut olla tuomittu yksinkertaisesti siksi, että se oli ylivoimaista. Jopa HD 5970 kuvattiin ylivoimaiseksi, ja se tapahtui vain kahdella keskitason GPU-sirulla. Silti moni-GPU oli vain tarpeeksi suosittu jatkaakseen vuosia, mutta uskon, että sen kohtalon päätti yksi ainoa tapahtuma: GTX 1080:n julkaisu vuonna 2016.

Nvidian GTX 10 -sarja oli oikeastaan ​​vain GTX 9 -sarja TSMC: n upouudessa 16 nm: ssä, mutta se yksin oli iso juttu, koska Nvidia oli käyttänyt kolme kokonaista sukupolvea 28 nm: ssä. Mooren lain rappeutuminen. Siirtyminen 28 nm: stä 16 nm: iin johti siihen, että GTX 1080 oli yli 50 % nopeampi kuin GTX 980 ja 30 % nopeampi kuin GTX 980 Ti. 1080 tuki myös SLI: tä ja sen TDP oli suhteellisen alhainen, 180 W, mutta raaka suorituskyky yhdellä 1080:lla oli mieletön. 2016.

Vaikka useaa grafiikkaa käyttävä PC-pelaaminen ei näytä koskaan palaavan, usean näytönohjaimen ovi on itse asiassa auki.

Tätä parannettiin edelleen GTX 1080 Ti: llä seuraavana vuonna, mikä paransi suorituskykyä vielä lähes 30 %. Yksi 1080Ti oli lähes kaksi kertaa nopeampi kuin 980 Ti, ja se olisi varmasti ollut parempi ratkaisu kahdelle 980 Ti: lle SLI: ssä. Kukaan täysillä ei todellakaan haluaisi kahta 1080 Ti: tä SLI: ssä, ei vain siksi, että se olisi ollut kuuma ja äänekäs, vaan myös siksi, että kaksi kertaa 1080 Ti: n suorituskyky olisi ollut täysin ylivoimaista (eikä myöskään mahdollista useimmissa peleissä virallisella SLI: llä tuki). Kuvittele, kuinka hullua olisi saada kaksi RTX 4090:tä SLI: ssä.

Multi-GPU-pelaaminen voi tehdä paluun

Vaikka useaa grafiikkaa käyttävä PC-pelaaminen ei näytä koskaan palaavan, usean näytönohjaimen ovi on itse asiassa auki. Jos olet perehtynyt AMD: n prosessoreihin, tiedät, että sen huippuluokan työpöytäsirut ja kaikki sen työasema- ja palvelinsuorittimet käyttävät useita CPU-siruja yhdessä yhden suuren CPU: n sijaan. Useiden pienempien sirujen (tunnetaan myös nimellä siruja) käyttäminen on tekniikka, jota AMD aloitti vuonna 2019. tosin vasta vuonna 2022 se aloitti sirujen käytön GPU: issaan ottamalla käyttöön huippuluokan RX 7000 sarja.

RX 7000 -korteissa, kuten RX 7900 XTX: ssä, on kuitenkin vain useita välimuisti- ja muistisiruja, ja ne käyttävät yhtä GPU-sirua. Silti on syytä uskoa, että AMD voisi alkaa käyttää useita grafiikkapiirejä, koska se vähentäisi kehitys- ja tuotantokustannukset, samalla kun uusien korttien tekeminen on helppoa (vain lisää tai poista siru ja bam, uusi GPU). Intel voisi myös mennä samaan suuntaan, koska sekin on siirtymässä siruihin.

Vaikka näyttää siltä, ​​että Nvidia ei ole lainkaan kiinnostunut siruista, olisi yllättävää, jos AMD ja Intel eivät olisi kiinnostuneita tuomaan takaisin multi-GPU: ta sirujen kanssa. Ehkä näemme usean näytönohjaimen pelaamisen palaavan modernilla tekniikalla tulevina vuosina, jos se toimii tarpeeksi hyvin.