Čo sa stalo s hraním s viacerými GPU?

Až do polovice roku 2010 používali najrýchlejšie herné počítače viacero grafických kariet, zvyčajne dve, ale niekedy až štyri. Potom niektoré z najlepšie herné grafické karty používali dva čipy GPU namiesto jedného, ​​čo pomohlo pri konsolidácii. Technológia SLI od spoločnosti Nvidia a multi-GPU technológie CrossFire od AMD boli vnímané ako vrchol každého špičkového herného počítača a mohli pozdvihnúť váš herný zážitok na ďalšiu úroveň.

Dnes je multi-GPU vecou minulosti – prakticky relikviou v počítačovom svete. Skutočnosť, že väčšina nových GPU dnes nepodporuje ani SLI alebo CrossFire, je určite problém, ale Popularita multi-GPU klesla dlho predtým, ako ich Nvidia a AMD účinne prerušili technológií. Tu je história hrania s viacerými GPU a prečo neobstálo v skúške času.

Stručná história multi-GPU, od 3dfx po jeho úpadok

Zatiaľ čo moderné grafické karty vznikli začiatkom roku 2000 zo súperenia medzi spoločnosťami Nvidia a AMD, v 90. rokoch bolo hráčov oveľa viac. Jednou z týchto spoločností bola 3dfx Interactive, ktorá vyrábala nostalgický rad grafických kariet Voodoo. S cieľom získať konkurenčnú výhodu sa spoločnosť rozhodla, že dve grafické karty môžu byť lepšie ako jedna, a v roku 1998 predstavila svoju technológiu Scan-Line Interleave (SLI). Bol to celkom geniálny krok zo strany 3dfx, pretože podporil väčší predaj GPU a odradil vlastníkov Voodoo od prechodu na inú kartu.

SLI však bolo predstavené práve vtedy, keď 3dfx smerovalo k bankrotu a spoločnosť nakoniec získala Nvidia, ktorá získala práva duševného vlastníctva na všetko, čo 3dfx vlastnila. Multi-GPU nakrátko prestalo existovať po akvizícii 3dfx, ale Nvidia v roku 2004 znovu zaviedla SLI (zmena oficiálneho názvu na Scalable Link Interface) so sériou GeForce 6. V podstate to fungovalo rovnako ako predtým: Pridajte viac GPU a získajte vyšší výkon. S prevzatím spoločnosti Nvidia však došlo k niektorým inováciám.

Zatiaľ čo starý SLI od 3dfx mal každý GPU vykresľovať riadok pixelov po jednom ("skenovacia čiara" v SLI), Nvidia nové SLI zaviedlo dve nové metódy vykresľovania: vykresľovanie rozdelených snímok (SFR) a vykresľovanie alternatívnych snímok (AFR). S SFR každý GPU vykresľuje časť jednej snímky, nie rozdelením snímky v strede, ale tým, že každému GPU poskytne rovnako intenzívny kúsok na vykreslenie. Na druhej strane AFR necháva každý GPU postupne vytvárať rám. Zatiaľ čo SFR je skvelé na zníženie latencie, AFR má tendenciu dosahovať najvyšší výkon, aj keď s oveľa horšou rýchlosťou snímkovania a zadrhávaním.

Podobne v roku 2005 ATI (čoskoro získa AMD) predstavila svoju vlastnú multi-GPU technológiu nazvanú CrossFire, ale spočiatku to bol nejaký chaos. S kartami 3dfx a Nvidia ste potrebovali iba dva rovnaké GPU a kábel alebo most na pripojenie ich, ale CrossFire vyžadoval, aby ste si okrem bežnej grafiky dokúpili aj špeciálnu „master“ kartu kartu. Potom ste namiesto mostíka použili zvláštny DVI kábel, ktorý sa zapájal do oboch kariet. Stačí povedať, že prvá generácia CrossFire bola zle vykonaná. Nepomohlo ani to, že v tom čase jeho GPU neboli úžasné.

Ale CrossFire naozaj prišiel na svoje s predstavením AMD (predtým ATI) Radeon 3000 séria, ktorá obsahovala Radeon HD 3870 X2, prvú grafickú kartu na svete s dvoma čipmi GPU to. AMD zašlo s celým týmto konceptom dual-GPU naozaj ďaleko; jeho čipy Radeon 4000 a 5000 boli v skutočnosti dosť malé, takže grafické karty s dvoma GPU mali veľký zmysel. HD 5970 v roku 2009, jeden z najlepších GPU AMD všetkých čias, bol často popisovaný ako príliš rýchly na to, aby bol realizovateľný. Potom Nvidia tiež začala vyrábať svoje vlastné karty s dvoma GPU.

Po tomto bode však popularita multi-GPU začala klesať. Nvidia upustila od konceptu dvoch GPU pre svoje bežné GPU po GTX 690 v roku 2012 a úplne od neho upustila po GTX Titan Z v roku 2014. Nvidia urobila SLI exkluzívne len o dva roky neskôr pre svoje GTX 1070, 1080 a 1080 Ti GPU a tiež znížila podporu zo štyroch grafických kariet na dve. SLI bolo potom na podpore života, ale v roku 2020 bolo konečne odstránené uvedením série RTX 30, z ktorej iba 3090 podporovalo SLI. Na tom však nezáležalo, pretože Nvidia od roku 2021 prestala podporovať ovládače SLI.

Medzitým spoločnosť AMD roky vyrábala karty s dvoma GPU, až v roku 2019 sa zastavila s Pro Vega II, čo bola exkluzívna karta Apple Mac. AMD dokonca uviedla, že dva RX 480 v CrossFire boli dobrou alternatívou k GTX 1080 od Nvidie v roku 2016. AMD však nakoniec od CrossFire upustilo po uvedení RX Vega v roku 2017, čo bola posledná karta AMD, ktorá ho podporovala. Zdá sa, že AMD tiež prestala vyrábať ovládače s podporou CrossFire pre jednotlivé hry niekedy v roku 2017.

Mnoho dôvodov, prečo multi-GPU vymrelo

Multi-GPU hranie prišlo a odišlo celkom rýchlo, berúc do úvahy všetky veci. Bola to významná sila až po roku 2004 so SLI a CrossFire, ale v roku 2010 to už bolo na ústupe. Nakoniec to bol smer, ktorým sa uberal grafický priemysel a ako hráči považovali riešenia s jedným GPU za oveľa príťažlivejšie, čo zazvonilo na smrť.

GPU sa každou generáciou zväčšovali a nakoniec prerástli viac GPU

Keď 3dfx predstavilo SLI, grafické karty boli maličké zariadenia s naozaj nízkou spotrebou energie, nič také ako monštrá, ktoré dnes vidíme. Grafické čipy mali v 90-tych rokoch a začiatkom 2000-tych rokov tendenciu mať veľkosť okolo 100 mm2, ale to sa všetko zmenilo, keď ATI uviedla na trh svoje Radeon série 9000, ktorý obsahoval čip s veľkosťou viac ako 200 mm2, dvojnásobnú veľkosť v porovnaní s čímkoľvek, čo svet predtým videl. To odštartovalo preteky v zbrojení GPU, ktoré ATI/AMD a Nvidia neustále eskalovali s každou generáciou.

Ide o to, že väčšie čipy vyžadujú viac energie a lepšie chladenie, a hoci zvýšená spotreba energie spočiatku skutočne neovplyvnila nastavenia viacerých GPU, nakoniec sa ukázalo, že je to významný problém. Už pri GTX 480 sa grafické karty dostali na hranicu 250 W a dve 480 v SLI spotrebovali neskutočné množstvo energie. Zatiaľ čo AMD kládlo značný dôraz na multi-GPU so svojimi HD 4000 a 5000 sériami, bolo to naozaj len preto, potrebovalo to niečo špičkové, čo by išlo proti 480 a 580 od Nvidie, pretože grafické čipy AMD boli príliš stredné.

Od konca roku 2000 takmer každá vlajková loď vyrobená spoločnosťami Nvidia a AMD spotrebovala najmenej 200 W, často 250 W. Možno nie je náhoda, že posledná mainstreamová dual-GPU karta Nvidie, 690, používala dva čipy GTX 680, ktoré mali TDP iba ​​195 W. Jednoduchý fakt, že jednotlivé GPU boli čoraz väčšie a lepšie, sťažil SLI a CrossFire menej príťažlivé pre používateľov, ktorí zvyčajne nechceli, aby ich herný počítač bol zároveň ohrievačom priestoru a prúdovým lietadlom motora.

Multi-GPU bolo chybné a vyžadovalo, aby doň investovali zdroje vývojári, Nvidia a AMD

Hardvérové ​​trendy boli problémom z hľadiska uskutočniteľnosti viacerých GPU, rovnako ako softvérové ​​trendy. Keď bolo prvýkrát predstavené SLI, hry boli oveľa jednoduchšie a dokonca aj najlepšie hry z roku 2004, ako napr. Half-Life 2, sú v porovnaní s dnešnými hrami dosť neprehliadnuteľné, aj keď vieme oceniť, aké skvelé boli, keď vyšli. SLI a CrossFire vyžadovali, aby Nvidia a AMD vytvorili špeciálne optimalizácie pre multi-GPU vo svojich ovládačoch, aby dosiahli dobrý výkon, a vtedy to nebol veľký problém.

Postupom času sa však hry (a teda aj GPU) skomplikovali a každý rok bolo ťažšie ich optimalizovať. Dokonca aj v tituloch, ktoré mali oficiálnu podporu pre multi-GPU, bol zážitok často podpriemerný kvôli horšiemu ako normálnemu výkonu alebo chybám. V roku 2016 som mal na krátky čas dva Radeony R9 380 a keď som hral Zaklínač 3, Často som videl čudné grafické chyby, ktoré niekedy dokonca zakryli dôležité prvky, ako napríklad vchody do jaskýň, vďaka čomu bola hra nielen výstredná, ale aj bugovaná do tej miery, že sa nedala hrať.

Nakoniec to bol smer, ktorým sa uberal grafický priemysel a ako hráči považovali riešenia s jedným GPU za oveľa príťažlivejšie, čo zazvonilo na smrť.

Jediným zábleskom nádeje na lepšiu softvérovú podporu pre multi-GPU boli DX12 a Vulkan, ktoré sa chválili taká výkonná podpora viacerých GPU, že môžete dokonca použiť viacero GPU od rôznych výrobcov v jednom hra. To však len presunulo prácu, ktorú Nvidia a AMD robili, do rúk vývojárov, ktorí podporovať technológiu viacerých GPU, a to najmä preto, že Nvidia a AMD ju postupne zavádzali von. Softvérová stránka vecí sa teda nevydarila ani pri hrách s viacerými GPU.

Hráči jednoducho nepotrebovali špičkové nastavenia viacerých GPU

Aj keby veci na hardvérovej a softvérovej strane rovnice fungovali, hranie s viacerými GPU mohlo byť odsúdené na zánik jednoducho preto, že bolo prehnané. Dokonca aj HD 5970 bol opísaný ako prehnaný, a to len s dvoma čipmi GPU strednej triedy. Napriek tomu bol multi-GPU dostatočne populárny na to, aby pokračoval roky, ale myslím si, že o jeho osude rozhodla jedna jediná udalosť: uvedenie GTX 1080 v roku 2016.

Séria GTX 10 od spoločnosti Nvidia bola v skutočnosti len séria GTX 9 na úplne novom 16nm od TSMC, ale to samo osebe bolo veľkým problémom, pretože Nvidia strávila tri celé generácie na 28nm kvôli úpadok Moorovho zákona. Prechod z 28nm na 16nm viedol k tomu, že GTX 1080 bola o viac ako 50 % rýchlejšia ako GTX 980 a o 30 % rýchlejšia ako GTX 980 Ti. Model 1080 tiež podporoval SLI a jeho TDP bolo relatívne nízke na 180 W, ale surový výkon s jedným 1080 bol šialený 2016.

Aj keď sa hranie na PC s použitím viacerých grafických prvkov zdanlivo nikdy nevráti, dvere pre multi-GPU sú v skutočnosti otvorené.

To bolo ďalej vylepšené s GTX 1080 Ti budúci rok, čím sa zvýšil výkon o takmer ďalších 30%. Jediný 1080Ti bol takmer dvakrát rýchlejší ako 980 Ti a určite by bol lepším riešením ako dva 980 Ti v SLI. Nikto so zdravým rozumom by naozaj nechcel dva 1080 Ti v SLI, nielen preto, že by to bolo horúce a nahlas, ale aj preto, dvojnásobný výkon oproti 1080 Ti by bol úplne prehnaný (a tiež nerealizovateľný pre väčšinu hier s oficiálnym SLI podpora). Predstavte si, aké šialené by bolo mať dve RTX 4090 v SLI.

Multi-GPU hranie by sa mohlo vrátiť

Aj keď sa hranie na PC s použitím viacerých grafických prvkov zdanlivo nikdy nevráti, dvere pre multi-GPU sú v skutočnosti otvorené. Ak poznáte procesory AMD, budete vedieť, že jeho stolné čipy vyššej kategórie a všetky jeho procesory pre pracovné stanice a servery používajú viacero procesorových čipov spolu namiesto jedného veľkého CPU. Používanie množstva menších čipov (známych aj ako chiplety) je technológia, ktorú AMD začala používať už v roku 2019, aj keď až v roku 2022 začal používať čipy pre svoje GPU s uvedením špičkového RX 7000 séria.

Karty RX 7000 ako RX 7900 XTX však majú iba viac vyrovnávacej pamäte a pamäťových čipov a používajú jeden čip GPU. Napriek tomu existuje dôvod domnievať sa, že AMD by mohlo začať používať viacero grafických čipletov, pretože by to znížilo náklady na vývoj a výrobu a zároveň zjednodušujú výrobu nových kariet (stačí pridať alebo odobrať chiplet a bam, nový GPU). Intel by tiež mohol ísť rovnakým smerom, pretože tiež prechádza na čipy.

Aj keď sa zdá, že Nvidia nemá absolútne žiadny záujem o čiplety, bolo by prekvapujúce, keby AMD a Intel nemali záujem vrátiť multi-GPU s čipletmi. Možno sa v najbližších rokoch dočkáme návratu multi-GPU hrania s modernou technológiou, ak bude dostatočne fungovať.