O que aconteceu com jogos multi-GPU?

Ter duas ou mais GPUs costumava ser o auge dos jogos para PC, mas agora é coisa do passado. O que aconteceu?

Até meados da década de 2010, os PCs para jogos mais rápidos usavam várias placas gráficas, geralmente duas, mas às vezes até quatro. Em seguida, alguns dos melhores placas gráficas para jogos usou dois chips de GPU em vez de apenas um, o que ajudou na consolidação. As tecnologias multi-GPU SLI da Nvidia e CrossFire da AMD foram vistas como o auge de qualquer PC para jogos de última geração e podem elevar sua experiência de jogo para o próximo nível.

Hoje, multi-GPU é coisa do passado – praticamente uma relíquia no mundo dos computadores. O fato de que a maioria das novas GPUs hoje nem sequer suportam SLI ou CrossFire é certamente um problema, mas o a popularidade de multi-GPUs estava caindo bem antes que a Nvidia e a AMD efetivamente os descontinuassem tecnologias. Aqui está a história dos jogos multi-GPU e por que não resistiu ao teste do tempo.

Uma breve história das multi-GPUs, do 3dfx ao seu declínio

Embora as placas gráficas modernas tenham surgido no início dos anos 2000 devido à rivalidade entre a Nvidia e a AMD, havia muito mais jogadores durante os anos 90. Uma dessas empresas foi a 3dfx Interactive, que produziu a nostálgica linha Voodoo de placas gráficas. Para ganhar vantagem competitiva, a empresa decidiu que duas placas gráficas poderiam ser melhores do que uma e, em 1998, introduziu sua tecnologia Scan-Line Interleave (SLI). Foi uma jogada bastante genial da parte da 3dfx, pois incentivou mais vendas de GPU e dissuadiu os proprietários do Voodoo de mudar para outro cartão.

No entanto, o SLI foi introduzido quando a 3dfx estava indo para a falência, e a empresa foi finalmente adquirida pela Nvidia, que obteve os direitos de propriedade intelectual de tudo o que a 3dfx possuía. O Multi-GPU deixou de existir brevemente após a aquisição da 3dfx, mas a Nvidia reintroduziu o SLI (mudando o nome oficial para Scalable Link Interface) em 2004 com sua série GeForce 6. Basicamente, funcionou da mesma maneira que antes: adicione mais GPUs, obtenha mais desempenho. Mas houve algumas inovações com a abordagem da Nvidia.

Enquanto o antigo SLI da 3dfx fazia com que cada GPU renderizasse uma linha de pixels um por vez (a "linha de varredura" no SLI), o da Nvidia O novo SLI introduziu dois novos métodos de renderização: renderização de quadro dividido (SFR) e renderização de quadro alternativo (AF). Com o SFR, cada GPU renderiza uma parte de um único quadro, não dividindo o quadro ao meio, mas dando a cada GPU um pedaço igualmente intensivo para renderizar. O AFR, por outro lado, faz com que cada GPU produza um quadro por vez. Embora o SFR seja ótimo para reduzir a latência, o AFR tende a obter o melhor desempenho, embora com ritmo de quadro e gagueira muito piores.

Da mesma forma, em 2005, a ATI (que logo seria adquirida pela AMD) introduziu sua própria tecnologia multi-GPU, chamada CrossFire, mas foi uma bagunça no começo. Com placas 3dfx e Nvidia, tudo o que você precisava eram duas GPUs iguais e um cabo ou ponte para conectar eles, mas o CrossFire exigia que você comprasse uma placa "mestre" especial, além de uma placa gráfica regular cartão. Então, em vez de usar uma ponte, você usou um cabo DVI estranho que conectou em ambas as placas. Basta dizer que a primeira geração do CrossFire foi mal executada. Não ajudou que, na época, suas GPUs não fossem incríveis.

Mas o CrossFire realmente se destacou com a introdução do Radeon 3000 da AMD (anteriormente da ATI). série, que apresentava a Radeon HD 3870 X2, a primeira placa gráfica do mundo com dois chips GPU em isto. A AMD foi muito longe com todo esse conceito de GPU dupla; seus chips das séries Radeon 4000 e 5000 eram realmente muito pequenos, então placas gráficas dual-GPU faziam muito sentido. A HD 5970 em 2009, uma das melhores GPUs da AMD de todos os tempos, foi frequentemente descrito como rápido demais para ser viável. Depois disso, a Nvidia também começou a fabricar suas próprias placas de GPU dupla.

Após este ponto, no entanto, a popularidade do multi-GPU começou a declinar. A Nvidia abandonou o conceito de GPU dupla para suas GPUs convencionais após o GTX 690 em 2012 e o abandonou completamente após o GTX Titan Z em 2014. A Nvidia tornou o SLI exclusivo apenas dois anos depois para suas GPUs GTX 1070, 1080 e 1080 Ti, e também reduziu o suporte de quatro placas gráficas para duas. O SLI estava em suporte de vida depois disso, mas foi finalmente eliminado em 2020 com o lançamento da série RTX 30, da qual apenas o 3090 suportava SLI. Mas isso não importava desde que a Nvidia cessou o suporte ao driver SLI de 2021 em diante.

Enquanto isso, a AMD continuou fabricando placas de GPU dupla por anos, parando apenas com o Pro Vega II em 2019, que era uma placa exclusiva do Apple Mac. A AMD até disse que dois RX 480s no CrossFire eram uma boa alternativa para o GTX 1080 da Nvidia em 2016. No entanto, a AMD acabou desistindo do CrossFire após o lançamento do RX Vega em 2017, que foi a última placa AMD a suportá-lo. Parece que a AMD também parou de fabricar drivers com suporte CrossFire por jogo em algum momento de 2017.

As muitas razões pelas quais multi-GPU desapareceram

Os jogos multi-GPU surgiram e desapareceram rapidamente, considerando todas as coisas. Foi apenas uma força significativa depois de 2004 com SLI e CrossFire, mas na década de 2010 já estava em declínio. Em última análise, foi a direção que a indústria gráfica estava tomando e como os jogadores acharam as soluções de GPU única muito mais atraentes que soaram o sino da morte.

As GPUs estavam ficando maiores a cada geração e, eventualmente, superaram as multi-GPU

Quando a 3dfx introduziu o SLI, as placas gráficas eram pequenos dispositivos com baixo consumo de energia, nada como os gigantes que vemos hoje. Os chips gráficos tendiam a ter cerca de 100 mm2 de largura nos anos 90 e início dos anos 2000, mas tudo isso mudou quando a ATI lançou seu A série Radeon 9000, que apresentava um chip com mais de 200 mm2, o dobro do tamanho de qualquer coisa que o mundo já havia visto. Isso deu início a uma corrida armamentista de GPU que a ATI/AMD e a Nvidia continuaram aumentando a cada geração.

O problema é que chips maiores exigem mais energia e melhor resfriamento e, embora o aumento do consumo de energia não tenha realmente impactado as configurações de várias GPUs no início, acabou se revelando um problema significativo. Já na GTX 480, as placas gráficas atingiram a marca de 250 W e duas 480 em SLI consumiam uma quantidade inacreditável de energia. Embora a AMD tenha colocado ênfase significativa em multi-GPU com suas séries HD 4000 e 5000, foi apenas porque precisava de algo sofisticado para ir contra os 480 e 580 da Nvidia, já que os chips gráficos da AMD eram muito intermediários.

Do final dos anos 2000 em diante, quase todos os carros-chefe fabricados pela Nvidia e AMD consumiam pelo menos 200 W, geralmente 250 W. Pode não ser uma coincidência que a última placa mainstream dual-GPU da Nvidia, a 690, usasse dois chips GTX 680, que tinham um TDP de apenas 195W. O simples fato de que as GPUs individuais estavam ficando maiores e melhores tornava o SLI e o CrossFire mais difíceis e menos atraente para os usuários, que geralmente não querem que seu PC para jogos também seja um aquecedor de ambiente e um jato motor.

Multi-GPU tinha bugs e exigia que desenvolvedores, Nvidia e AMD investissem recursos nele

As tendências de hardware eram um problema para a viabilidade de multi-GPU, assim como as tendências de software. Quando o SLI foi introduzido pela primeira vez, os jogos eram muito mais simples e até mesmo os melhores jogos de 2004, como meia-vida 2, são bastante comuns em comparação com os jogos de hoje, embora possamos apreciar o quão bons eles eram quando foram lançados. SLI e CrossFire exigiram que Nvidia e AMD criassem otimizações especiais para multi-GPU em seus drivers para obter um bom desempenho e, naquela época, isso não era grande coisa.

Mas com o tempo, os jogos (e, por extensão, as GPUs) ficaram mais complicados e ficou mais difícil de otimizar a cada ano. Mesmo em títulos que tinham suporte oficial para multi-GPU, a experiência era muitas vezes inferior devido ao desempenho ou bugs abaixo do normal. Por um breve período em 2016, tive duas Radeon R9 380 e, quando joguei o bruxo 3, Muitas vezes vi falhas gráficas estranhas que às vezes até encobriam recursos importantes como entradas de cavernas, tornando o jogo não apenas peculiar, mas com erros a ponto de ser impossível de jogar.

Em última análise, foi a direção que a indústria gráfica estava tomando e como os jogadores acharam as soluções de GPU única muito mais atraentes que soaram o sino da morte.

O único vislumbre de esperança para um melhor suporte de software para multi-GPU era DX12 e Vulkan, que ostentava suporte multi-GPU tão poderoso que você pode até usar várias GPUs de diferentes fornecedores em um único jogo. No entanto, isso apenas descarregou o trabalho que a Nvidia e a AMD costumavam fazer nas mãos dos desenvolvedores, que não pode ganhar alguma coisa ao oferecer suporte à tecnologia multi-GPU, especialmente porque a Nvidia e a AMD a estavam implementando fora. Portanto, o lado do software também não funcionou para jogos com várias GPUs.

Os jogadores simplesmente não precisavam de configurações multi-GPU de ponta

Mesmo que as coisas nos lados de hardware e software da equação funcionassem, os jogos com várias GPUs poderiam estar condenados simplesmente porque eram um exagero. Até mesmo o HD 5970 foi descrito como um exagero, e isso apenas com dois chips de GPU de médio porte. Ainda assim, multi-GPU era popular o suficiente para continuar por anos, mas acho que seu destino foi decidido por um único evento: o lançamento da GTX 1080 em 2016.

A série GTX 10 da Nvidia era realmente apenas a série GTX 9 no novíssimo 16 nm da TSMC, mas isso por si só já era um grande negócio, já que a Nvidia passou três gerações inteiras em 28 nm devido a o declínio da Lei de Moore. Passar de 28 nm para 16 nm resultou na GTX 1080 sendo 50% mais rápida que a GTX 980 e 30% mais rápida que a GTX 980 Ti. O 1080 também suportava SLI e seu TDP era relativamente baixo em 180W, mas o desempenho bruto com um único 1080 era insano em 2016.

Embora os jogos de PC usando vários gráficos aparentemente nunca voltem, a porta para multi-GPU está realmente aberta.

Isso foi aprimorado ainda mais com a GTX 1080 Ti no ano seguinte, aumentando o desempenho em quase outros 30%. Um único 1080Ti era quase duas vezes mais rápido que um 980 Ti e certamente seria uma solução superior a dois 980 Tis em SLI. Ninguém em sã consciência realmente iria querer dois 1080 Tis em SLI, não apenas porque estaria quente e barulhento, mas também porque o dobro do desempenho de um 1080 Ti teria sido um exagero (e também inviável para a maioria dos jogos com SLI oficial apoiar). Imagina que loucura seria ter duas RTX 4090 em SLI.

Jogos multi-GPU podem voltar

Embora os jogos de PC usando vários gráficos aparentemente nunca voltem, a porta para multi-GPU está realmente aberta. Se você estiver familiarizado com as CPUs da AMD, saberá que seus chips de desktop de ponta e todas as suas estações de trabalho e CPUs de servidor usam vários chips de CPU juntos, em vez de uma grande CPU. O uso de muitos chips menores (também conhecidos como chiplets) é uma tecnologia que a AMD começou a usar em 2019, embora apenas em 2022 tenha começado a usar chiplets para suas GPUs com a introdução do RX 7000 de ponta Series.

As placas RX 7000 como a RX 7900 XTX, no entanto, possuem apenas vários chiplets de cache e memória e usam um único chip de GPU. Ainda assim, há motivos para acreditar que a AMD pode começar a usar vários chiplets gráficos, pois reduziria custos de desenvolvimento e produção, além de simplificar a criação de novos cartões (basta adicionar ou remover um chiplet e bam, nova GPU). A Intel também pode seguir a mesma direção, já que também está fazendo a transição para os chiplets.

Embora pareça que a Nvidia não tem absolutamente nenhum interesse em chiplets, seria surpreendente se a AMD e a Intel não estivessem interessadas em trazer de volta multi-GPU com chiplets. Talvez veremos o retorno dos jogos multi-GPU com tecnologia moderna nos próximos anos, se funcionar bem o suficiente.