Kaj se je zgodilo z igranjem iger z več grafičnimi procesorji?

Do sredine leta 2010 so najhitrejši igralni računalniki uporabljali več grafičnih kartic, običajno dve, včasih pa do štiri. Nato nekaj od najboljše igralne grafične kartice uporabljal dva čipa GPE namesto enega, kar je pomagalo pri konsolidaciji. Tehnologiji Nvidia SLI in AMD CrossFire multi-GPU sta veljali za vrhunec katerega koli vrhunskega igralnega računalnika in bi lahko dvignili vašo igralno izkušnjo na višjo raven.

Danes je multi-GPU stvar preteklosti — praktično relikvija v računalniškem svetu. Dejstvo, da večina novih grafičnih procesorjev danes sploh ne podpira SLI ali CrossFire, je vsekakor težava, vendar priljubljenost multi-GPE-jev je upadala precej preden sta jih Nvidia in AMD dejansko ukinila tehnologije. Tukaj je zgodovina iger z več grafičnimi procesorji in zakaj niso prestale preizkusa časa.

Kratka zgodovina multi-GPE-jev, od 3dfx do njegovega zatona

Medtem ko so se sodobne grafične kartice pojavile v zgodnjih 2000-ih iz rivalstva med Nvidio in AMD, je bilo v 90-ih veliko več igralcev. Eno od teh podjetij je bilo 3dfx Interactive, ki je izdelalo nostalgično linijo grafičnih kartic Voodoo. Da bi pridobili konkurenčno prednost, se je podjetje odločilo, da sta lahko dve grafični kartici boljši od ene, in leta 1998 je predstavilo svojo tehnologijo Scan-Line Interleave (SLI). To je bila precej genialna poteza s strani 3dfx, saj je spodbudila večjo prodajo grafičnih procesorjev in lastnike Voodooja odvrnila od prehoda na drugo kartico.

Vendar je bil SLI uveden takoj, ko se je 3dfx bližal bankrotu, podjetje pa je na koncu kupila Nvidia, ki je pridobila pravice intelektualne lastnine za vse, kar je imel v lasti 3dfx. Multi-GPU je za kratek čas prenehal obstajati po nakupu 3dfx, vendar je Nvidia leta 2004 ponovno uvedla SLI (spremenila uradno ime v Scalable Link Interface) s svojo serijo GeForce 6. V bistvu je delovalo enako kot prej: dodajte več grafičnih procesorjev, pridobite večjo zmogljivost. Vendar je bilo nekaj novosti pri Nvidijinem prevzemu.

Medtem ko je 3dfxov stari SLI vsak grafični procesor upodabljal vrstico slikovnih pik eno za drugo (»vrstica skeniranja« v SLI), je Nvidijin novi SLI je predstavil dve novi metodi upodabljanja: upodabljanje z razdeljenim okvirjem (SFR) in upodabljanje z nadomestnim okvirjem (AFR). S SFR vsaka grafična procesorska enota upodablja del posameznega okvirja, ne tako, da okvir razdeli na sredino, ampak tako, da vsaki grafični procesorji dodeli enako intenziven kos za upodabljanje. Po drugi strani pa AFR poskrbi, da vsaka GPE ustvari okvir po vrsti. Medtem ko je SFR odličen za zmanjševanje zakasnitve, AFR ponavadi doseže največjo zmogljivost, čeprav z veliko slabšim tempom okvirjev in jecljanjem.

Podobno je leta 2005 ATI (kmalu ga je prevzel AMD) predstavil svojo lastno tehnologijo z več grafičnimi procesorji, imenovano CrossFire, vendar je bila sprva nekakšna zmeda. Pri karticah 3dfx in Nvidia potrebujete le dva enaka grafična procesorja in kabel ali most za povezavo vendar jih je CrossFire zahteval, da kupite posebno "master" kartico poleg navadne grafične kartica. Nato ste namesto mostu uporabili čuden kabel DVI, ki je bil priključen na obe kartici. Dovolj je reči, da je bila prva generacija CrossFire slabo izvedena. Ni pomagalo, da takrat njegovi grafični procesorji niso bili neverjetni.

Toda CrossFire je resnično prišel do izraza z uvedbo AMD-jeve (prej ATI-jeve) Radeon 3000 serije, ki je vključevala Radeon HD 3870 X2, prvo grafično kartico na svetu z dvema čipoma GPU to. AMD je šel res daleč s tem celotnim konceptom dvojnega GPU-ja; njegovi čipi serije Radeon 4000 in 5000 so bili pravzaprav precej majhni, zato so bile grafične kartice z dvojno GPU zelo smiselne. HD 5970 leta 2009, eden najboljših AMD-jevih grafičnih procesorjev vseh časov, je bil pogosto opisan kot prehiter, da bi bil izvedljiv. Po tem je tudi Nvidia začela izdelovati svoje kartice z dvojno GPU.

Po tej točki pa je priljubljenost multi-GPE začela upadati. Nvidia je po GTX 690 leta 2012 opustila koncept dvojnega GPU-ja za svoje običajne GPE-je, po GTX Titan Z leta 2014 pa ga je v celoti opustila. Nvidia je samo dve leti pozneje naredila ekskluzivni SLI za svoje grafične procesorje GTX 1070, 1080 in 1080 Ti, prav tako pa je zmanjšala podporo s štirih grafičnih kartic na dve. SLI je bil po tem na vzdrževalnem sistemu, vendar je bil leta 2020 dokončno opuščen z lansiranjem serije RTX 30, od katere je samo 3090 podpiral SLI. Vendar to ni bilo pomembno, saj je Nvidia od leta 2021 prenehala podpirati gonilnik SLI.

Medtem je AMD leta izdeloval kartice z dvojno grafično procesorsko enoto in leta 2019 prenehal s Pro Vega II, ki je bila ekskluzivna kartica Apple Mac. AMD je leta 2016 celo dejal, da sta bili dve RX 480 v CrossFire dobra alternativa Nvidijinemu GTX 1080. Vendar pa je AMD sčasoma opustil CrossFire po predstavitvi RX Vega leta 2017, ki je bila zadnja kartica AMD, ki jo podpira. Zdi se, da je tudi AMD leta 2017 nehal izdelovati gonilnike s podporo za CrossFire za vsako igro.

Številni razlogi, zakaj je multi-GPU izumrl

Igranje iger z več grafičnimi procesorji je prišlo in izginilo precej hitro, če upoštevamo vse. Šele po letu 2004 je bila pomembna sila s SLI in CrossFire, vendar je bila do leta 2010 že v zatonu. Konec koncev je bila smer, v katero je šla grafična industrija, in to, kako so se igričarjem zdele rešitve z enim GPU toliko bolj privlačne, kar je zazvonilo na smrt.

GPU-ji so postajali vsako generacijo večji in so sčasoma prerasli multi-GPU

Ko je 3dfx predstavil SLI, so bile grafične kartice majhne naprave z res nizko porabo energije, nič podobne velikanom, ki jih vidimo danes. Grafični čipi so bili v 90-ih in zgodnjih 2000-ih navadno veliki približno 100 mm2, vendar se je vse spremenilo, ko je ATI predstavil svoj Serija Radeon 9000, ki je vključevala čip s površino več kot 200 mm2, dvakrat večja od vsega, kar je svet videl prej. S tem se je začela oboroževalna tekma GPE, ki sta jo ATI/AMD in Nvidia stopnjevala z vsako generacijo.

Dejstvo je, da večji čipi zahtevajo več energije in boljše hlajenje, in čeprav povečana poraba energije sprva ni zares vplivala na nastavitve z več grafičnimi procesorji, se je sčasoma izkazalo za velik problem. Že pri GTX 480 so grafične kartice prišle do oznake 250 W, dve 480 v SLI pa sta porabili neverjetno veliko energije. Medtem ko je AMD s serijama HD 4000 in 5000 dal velik poudarek multi-GPE-ju, je bilo to res samo zato, potreboval je nekaj vrhunskega, da bi se lahko kosal z Nvidijinima 480 in 580, saj so bili AMD-jevi grafični čipi preveč srednjega razreda.

Od poznih 2000-ih naprej je skoraj vsak vodilni proizvajalec Nvidia in AMD porabil vsaj 200 W, pogosto 250 W. Morda ni naključje, da je Nvidijina zadnja mainstream kartica z dvojno GPU, 690, uporabljala dva čipa GTX 680, ki sta imela TDP samo 195 W. Preprosto dejstvo, da so posamezni grafični procesorji postajali večji in boljši, je SLI in CrossFire otežilo in manj privlačen za uporabnike, ki običajno niso želeli, da bi bil njihov igralni računalnik tudi grelnik prostora in curek motor.

Multi-GPE je bil hrošč in so morali razvijalci, Nvidia in AMD vložiti sredstva vanj

Trendi strojne opreme so predstavljali težavo za izvedljivost več grafičnih procesorjev, prav tako trendi programske opreme. Ko je bil SLI prvič predstavljen, so bile igre veliko enostavnejše in celo najboljše igre leta 2004, kot je npr. Half-Life 2, so precej nepomembne v primerjavi z današnjimi igrami, čeprav lahko cenimo, kako odlične so bile, ko so izšle. SLI in CrossFire sta od Nvidie in AMD zahtevala, da ustvarita posebne optimizacije za multi-GPU v svojih gonilnikih, da bi dosegli dobro zmogljivost, in takrat to ni bilo veliko.

Toda sčasoma so se igre (in posledično tudi grafični procesorji) zapletle in vsako leto jih je bilo težje optimizirati. Tudi pri naslovih, ki so imeli uradno podporo za multi-GPE, je bila izkušnja pogosto slabša zaradi delovanja, ki je bilo slabše od običajnega, ali napak. Leta 2016 sem kratek čas imel dve Radeon R9 380 in ko sem igral Čarovnik 3, Pogosto sem videl nenavadne grafične napake, ki so včasih celo prekrile pomembne funkcije, kot so vhodi v jame, zaradi česar igra ni bila samo čudna, ampak tudi hroščeča do te mere, da je ni bilo mogoče igrati.

Konec koncev je bila smer, v katero je šla grafična industrija, in to, kako so se igričarjem zdele rešitve z enim GPU toliko bolj privlačne, kar je zazvonilo na smrt.

Edini kanček upanja za boljšo programsko podporo za multi-GPE sta bila DX12 in Vulkan, ki sta se ponašala tako zmogljiva podpora za več grafičnih procesorjev, da bi lahko celo uporabili več grafičnih procesorjev različnih proizvajalcev hkrati igra. Vendar je to samo preložilo delo, ki sta ga Nvidia in AMD opravljala v roke razvijalcem, ki pa niso s podporo tehnologiji z več grafičnimi procesorji lahko kaj pridobijo, še posebej, ker sta jo Nvidia in AMD postopoma uvajala ven. Programska stran stvari torej ni uspela niti pri igranju iger z več grafičnimi procesorji.

Igralci preprosto niso potrebovali vrhunskih nastavitev z več grafičnimi procesorji

Tudi če bi se stvari na strojni in programski strani enačbe obnesle, bi bilo igranje iger z več grafičnimi procesorji morda obsojeno na propad preprosto zato, ker je bilo pretirano. Tudi HD 5970 je bil opisan kot pretiravanje, in to samo z dvema GPE čipoma srednjega razreda. Kljub temu je bil multi-GPE ravno dovolj priljubljen, da je trajal leta, vendar mislim, da je njegovo usodo odločil en sam dogodek: lansiranje GTX 1080 leta 2016.

Nvidijina serija GTX 10 je bila v resnici le serija GTX 9 na povsem novem 16nm od TSMC, a že samo to je bila velika stvar, saj je Nvidia porabila cele tri generacije za 28nm zaradi zaton Moorovega zakona. Prehod z 28 nm na 16 nm je povzročil, da je GTX 1080 več kot 50 % hitrejša od GTX 980 in 30 % hitrejša od GTX 980 Ti. 1080 je podpiral tudi SLI in njegov TDP je bil relativno nizek pri 180 W, vendar je bila surova zmogljivost z enim samim 1080 nora v 2016.

Medtem ko se zdi, da se računalniško igranje iger z uporabo več grafik nikoli ne bo vrnilo, so vrata za več GPU dejansko odprta.

To je bilo naslednje leto še izboljšano z GTX 1080 Ti, kar je povečalo zmogljivost za skoraj dodatnih 30 %. En sam 1080Ti je bil skoraj dvakrat hitrejši od 980 Ti in bi bil zagotovo boljša rešitev za dva 980 Ti v SLI. Nihče pri zdravi pameti si ne bi zares želel dveh 1080 Ti v SLI, ne samo zato, ker bi bilo vroče in glasno, ampak tudi zato, ker dvakrat večja zmogljivost od 1080 Ti bi bila popolnoma pretirana (in tudi neizvedljiva za večino iger z uradnim SLI podpora). Predstavljajte si, kako noro bi bilo imeti dve RTX 4090 v SLI.

Igranje iger z več grafičnimi procesorji bi se lahko vrnilo

Medtem ko se zdi, da se računalniško igranje iger z uporabo več grafik nikoli ne bo vrnilo, so vrata za več GPU dejansko odprta. Če ste seznanjeni s procesorji AMD, boste vedeli, da njegovi procesorji višjega razreda za namizne računalnike in vsi procesorji delovnih postaj in strežnikov uporabljajo več čipov CPE skupaj namesto enega velikega procesorja. Uporaba veliko manjših čipov (znanih tudi kot čipleti) je tehnologija, ki jo je AMD začel uporabljati že leta 2019, čeprav je šele leta 2022 začel uporabljati čiplete za svoje grafične procesorje z uvedbo vrhunskega RX 7000 serije.

Kartice RX 7000, kot je RX 7900 XTX, pa imajo le več čipov predpomnilnika in pomnilnika ter uporabljajo en sam čip GPE. Kljub temu obstaja razlog za domnevo, da bi AMD lahko začel uporabljati več grafičnih čipov, saj bi zmanjšal razvojne in proizvodne stroške, hkrati pa olajša izdelavo novih kartic (samo dodajte ali odstranite čiplet in bam, nova GPE). Tudi Intel bi lahko šel v isto smer, saj tudi on prehaja na čiplete.

Čeprav se zdi, da Nvidia nima prav nobenega zanimanja za čiplete, bi bilo presenetljivo, če AMD in Intel ne bi bila zainteresirana za vrnitev več grafičnih procesorjev s čipleti. Morda bomo v prihodnjih letih videli vrnitev igranja iger z več grafičnimi procesorji s sodobno tehnologijo, če bo delovala dovolj dobro.