Что случилось с играми на нескольких GPU?

Вплоть до середины 2010-х в самых быстрых игровых ПК использовалось несколько видеокарт, обычно две, но иногда и до четырех. Затем некоторые из лучшие игровые видеокарты использовал два чипа графического процессора, а не один, что помогло с консолидацией. Технологии SLI от Nvidia и многопроцессорные графические процессоры AMD CrossFire считались вершиной любого высокопроизводительного игрового ПК и могли поднять ваш игровой опыт на новый уровень.

Сегодня мульти-GPU ушли в прошлое — практически пережиток компьютерного мира. Тот факт, что большинство современных графических процессоров даже не поддерживают SLI или CrossFire, безусловно, является проблемой, но популярность мульти-GPU падала задолго до того, как Nvidia и AMD фактически прекратили их выпуск. технологии. Вот история игр с несколькими GPU и почему они не выдержали испытание временем.

Краткая история мульти-GPU, от 3dfx до заката

В то время как современные видеокарты появились в начале 2000-х из-за соперничества между Nvidia и AMD, в 90-е было гораздо больше игроков. Одной из таких компаний была 3dfx Interactive, производившая ностальгическую линейку видеокарт Voodoo. Чтобы получить конкурентное преимущество, компания решила, что две видеокарты лучше, чем одна, и в 1998 году представила технологию Scan-Line Interleave (SLI). Это был довольно гениальный ход со стороны 3dfx, поскольку он стимулировал увеличение продаж графических процессоров и отговаривал владельцев Voodoo от перехода на другую карту.

Тем не менее, SLI была введена как раз тогда, когда 3dfx приближалась к банкротству, и в конечном итоге компания была приобретена Nvidia, которая получила права интеллектуальной собственности на все, что принадлежало 3dfx. Multi-GPU ненадолго прекратили свое существование после приобретения 3dfx, но Nvidia вновь представила SLI (изменив официальное название на Scalable Link Interface) в 2004 году со своей серией GeForce 6. По сути, это работало так же, как и раньше: добавьте больше графических процессоров, получите большую производительность. Но у Nvidia были некоторые новшества.

В то время как в старой SLI от 3dfx каждый графический процессор отображал строку пикселей по одному («строка сканирования» в SLI), Nvidia новый SLI представил два новых метода рендеринга: рендеринг с разделенным кадром (SFR) и рендеринг с альтернативным кадром. (АФР). При использовании SFR каждый графический процессор выполняет рендеринг части одного кадра, не разделяя кадр посередине, а предоставляя каждому графическому процессору одинаково интенсивный фрагмент для рендеринга. AFR, с другой стороны, заставляет каждый GPU создавать кадр по очереди. В то время как SFR отлично подходит для уменьшения задержки, AFR, как правило, обеспечивает наибольшую производительность, хотя и с гораздо меньшей частотой кадров и заиканиями.

Точно так же в 2005 году ATI (которая вскоре будет приобретена AMD) представила свою собственную технологию мульти-GPU, названную CrossFire, но поначалу это было своего рода беспорядком. С картами 3dfx и Nvidia все, что вам нужно, это два одинаковых графических процессора и кабель или мост для подключения. их, но CrossFire требует, чтобы вы купили специальную «мастер-карту» в дополнение к обычной видеокарте. карта. Затем вместо моста вы использовали странный кабель DVI, который подключался к обеим картам. Достаточно сказать, что первое поколение CrossFire было выполнено плохо. Не помогло и то, что в то время его графические процессоры не были потрясающими.

Но CrossFire действительно стал самостоятельным с появлением AMD (ранее ATI) Radeon 3000. серии, в которой была представлена ​​Radeon HD 3870 X2, первая в мире видеокарта с двумя чипами GPU на это. AMD зашла очень далеко со всей этой концепцией двух графических процессоров; его чипы Radeon 4000 и 5000 серий были на самом деле довольно маленькими, поэтому видеокарты с двумя GPU имели большой смысл. HD 5970 в 2009 году, один из лучших графических процессоров AMD всех времен, часто описывалось как слишком быстрое, чтобы быть выполнимым. После этого Nvidia также начала производить свои собственные карты с двумя графическими процессорами.

Однако после этого популярность мульти-GPU начала снижаться. Nvidia отказалась от концепции двух графических процессоров для своих основных графических процессоров после GTX 690 в 2012 году и полностью отказалась от нее после GTX Titan Z в 2014 году. Всего два года спустя Nvidia сделала SLI эксклюзивной для своих графических процессоров GTX 1070, 1080 и 1080 Ti, а также сократила поддержку с четырех видеокарт до двух. После этого SLI была включена в систему жизнеобеспечения, но в 2020 году она была окончательно прекращена с запуском серии RTX 30, из которых только 3090 поддерживала SLI. Но это не имело значения, поскольку Nvidia прекратила поддержку драйверов SLI с 2021 года.

Между тем, AMD годами продолжала выпускать карты с двумя графическими процессорами, остановившись только на Pro Vega II в 2019 году, которая была эксклюзивной картой Apple Mac. AMD даже заявила, что две RX 480 в CrossFire были хорошей альтернативой GTX 1080 от Nvidia в 2016 году. Однако AMD в конечном итоге отказалась от CrossFire после запуска RX Vega в 2017 году, которая была последней картой AMD, поддерживающей эту технологию. Кажется, AMD также прекратила выпускать драйверы с поддержкой CrossFire для каждой игры где-то в 2017 году.

Множество причин, по которым мульти-GPU вымерли

Игры с несколькими графическими процессорами пришли и ушли довольно быстро, учитывая все обстоятельства. Это была значительная сила только после 2004 года с SLI и CrossFire, но к 2010-м годам она уже пришла в упадок. В конечном счете, это было направление, в котором движется графическая индустрия, и то, как геймеры нашли решения с одним графическим процессором настолько привлекательными, что прозвучал похоронный звон.

Графические процессоры становились больше с каждым поколением и в конечном итоге переросли несколько графических процессоров.

Когда 3dfx представила SLI, графические карты были крошечными устройствами с очень низким энергопотреблением, совсем не похожими на бегемотов, которых мы видим сегодня. В 90-х и начале 2000-х годов площадь графических чипов обычно составляла около 100 мм2, но все изменилось, когда ATI запустила свои чипы. Серия Radeon 9000, оснащенная чипом площадью более 200 мм2, вдвое превышает размер всего, что мир видел раньше. Это положило начало гонке вооружений для графических процессоров, которую ATI/AMD и Nvidia продолжали обострять с каждым поколением.

Дело в том, что более крупные чипы требуют большей мощности и лучшего охлаждения, и хотя повышенное энергопотребление поначалу не особо влияло на конфигурации с несколькими GPU, в конечном итоге это оказалось серьезной проблемой. Уже в GTX 480 видеокарты достигли отметки в 250 Вт, а две 480-ки в SLI потребляли невероятное количество энергии. В то время как AMD уделяла значительное внимание мульти-GPU в своих сериях HD 4000 и 5000, на самом деле это было только потому, что ему нужно было что-то высокого класса, чтобы конкурировать с Nvidia 480 и 580, поскольку графические чипы AMD были слишком средними.

С конца 2000-х годов почти все флагманы Nvidia и AMD потребляли не менее 200 Вт, а часто и 250 Вт. Возможно, это не совпадение, что в последней основной карте Nvidia с двумя GPU, 690, использовались два чипа GTX 680 с TDP всего 195 Вт. Тот простой факт, что одиночные графические процессоры становились все больше и лучше, делал SLI и CrossFire более сложными и менее привлекательным для пользователей, которые обычно не хотели, чтобы их игровой ПК был обогревателем и реактивным самолетом. двигатель.

Multi-GPU был глючным и требовал, чтобы разработчики, Nvidia и AMD вкладывали в него ресурсы.

Тенденции в аппаратном обеспечении были проблемой для реализации нескольких GPU, как и тенденции в программном обеспечении. Когда SLI только появился, игры были намного проще, и даже лучшие игры 2004 года, такие как Half Life 2, довольно ничем не примечательны по сравнению с сегодняшними играми, хотя мы можем оценить, насколько они были великолепны, когда вышли. SLI и CrossFire требовали от Nvidia и AMD создания специальных оптимизаций для нескольких GPU в своих драйверах, чтобы добиться хорошей производительности, и тогда это не имело большого значения.

Но со временем игры (и, соответственно, графические процессоры) усложнялись, и с каждым годом их становилось все труднее оптимизировать. Даже в играх с официальной поддержкой нескольких графических процессоров игра часто была не на должном уровне из-за более низкой, чем обычно, производительности или ошибок. Некоторое время в 2016 году у меня было две видеокарты Radeon R9 380, и когда я играл Ведьмак 3, Я часто видел странные графические сбои, которые иногда даже скрывали важные особенности, такие как входы в пещеры, что делало игру не только причудливой, но и глючной до такой степени, что в нее было невозможно играть.

В конечном счете, это было направление, в котором движется графическая индустрия, и то, как геймеры нашли решения с одним графическим процессором настолько привлекательными, что прозвучал похоронный звон.

Единственным проблеском надежды на лучшую программную поддержку мульти-GPU были DX12 и Vulkan, которые такая мощная поддержка нескольких графических процессоров, что вы даже можете использовать несколько графических процессоров от разных поставщиков в одном игра. Однако это просто переложило работу Nvidia и AMD на плечи разработчиков, которые не мы можем получить что-нибудь, поддерживая технологию с несколькими GPU, тем более что Nvidia и AMD поэтапно внедряли ее. вне. Таким образом, программная сторона тоже не сработала для игр с несколькими графическими процессорами.

Геймерам просто не нужны высокопроизводительные установки с несколькими графическими процессорами.

Даже если бы аппаратная и программная стороны уравнения сработали, игры с несколькими графическими процессорами могли бы быть обречены просто потому, что они были излишними. Даже HD 5970 была описана как излишняя, и это только с двумя чипами графического процессора среднего уровня. Тем не менее, мульти-GPU был достаточно популярен, чтобы существовать годами, но я думаю, что его судьбу решило одно-единственное событие: запуск GTX 1080 в 2016 году.

Серия Nvidia GTX 10 на самом деле была просто серией GTX 9 на совершенно новом 16-нм техпроцессе от TSMC, но уже одно это имело большое значение, поскольку Nvidia потратила целых три поколения на 28-нм техпроцесс из-за закат закона Мура. Переход с 28 нм на 16 нм привел к тому, что GTX 1080 стала более чем на 50% быстрее, чем GTX 980, и на 30% быстрее, чем GTX 980 Ti. 1080 также поддерживал SLI, и его TDP был относительно низким — 180 Вт, но чистая производительность с одним 1080 была просто безумной. 2016.

В то время как компьютерные игры с использованием нескольких графических процессоров, похоже, никогда не вернутся, дверь для мульти-GPU на самом деле открыта.

Это было улучшено с GTX 1080 Ti в следующем году, повысив производительность почти еще на 30%. Один 1080Ti был почти в два раза быстрее 980 Ti и, безусловно, был бы лучшим решением для двух 980 Ti в SLI. Никто в здравом уме не хотел бы двух 1080 Ti в SLI не только потому, что это было бы жарко и громко, но и потому, что удвоение производительности по сравнению с 1080 Ti было бы совершенно излишним (и также невозможным для большинства игр с официальным SLI). поддерживать). Представьте, как безумно было бы иметь две RTX 4090 в SLI.

Игры с несколькими графическими процессорами могут вернуться

В то время как компьютерные игры с использованием нескольких графических процессоров, похоже, никогда не вернутся, дверь для мульти-GPU на самом деле открыта. Если вы знакомы с процессорами AMD, вы должны знать, что ее высокопроизводительные процессоры для настольных ПК, а также все процессоры для рабочих станций и серверов используют несколько процессоров вместе, а не один большой процессор. Использование множества микросхем меньшего размера (также известных как чиплеты) — это технология, которую AMD начала использовать еще в 2019 году. хотя только в 2022 году он начал использовать чиплеты для своих графических процессоров с выпуском высокопроизводительного RX 7000. ряд.

Однако карты RX 7000, такие как RX 7900 XTX, имеют только несколько чиплетов кэша и памяти и используют один чип графического процессора. Тем не менее, есть основания полагать, что AMD может начать использовать несколько графических чиплетов, поскольку это сократит затрат на разработку и производство, а также упрощает изготовление новых карт (просто добавьте или удалите чиплет и бац, новый GPU). Intel также может пойти в том же направлении, поскольку она тоже переходит на чиплеты.

Хотя кажется, что Nvidia абсолютно не заинтересована в чиплетах, было бы удивительно, если бы AMD и Intel не были заинтересованы в возвращении мульти-GPU с чиплетами. Возможно, в ближайшие годы мы увидим возвращение игр с несколькими GPU с современными технологиями, если они будут работать достаточно хорошо.