Що сталося з іграми на кількох GPU?

До середини 2010-х найшвидші ігрові комп’ютери використовували кілька відеокарт, зазвичай дві, але іноді до чотирьох. Потім деякі з найкращі ігрові відеокарти використовували два чіпи GPU, а не один, що допомогло з консолідацією. Технології Nvidia SLI і AMD CrossFire з декількома відеокартами вважалися вершиною будь-якого висококласного ігрового ПК і могли підняти ваші ігрові враження на наступний рівень.

Сьогодні мультиграфічні процесори залишилися в минулому — це практично реліквія в комп’ютерному світі. Той факт, що більшість сучасних графічних процесорів навіть не підтримують SLI або CrossFire, безумовно, є проблемою, але популярність мультиграфічних процесорів падала задовго до того, як Nvidia та AMD фактично припинили їх випуск технології. Ось історія ігор із кількома графічним процесором і чому вони не витримали випробування часом.

Коротка історія мультиграфічних процесорів, від 3dfx до його занепаду

У той час як сучасні відеокарти з’явилися на початку 2000-х у результаті суперництва між Nvidia та AMD, у 90-х було набагато більше гравців. Однією з таких компаній була 3dfx Interactive, яка випустила ностальгічну лінійку відеокарт Voodoo. Щоб отримати конкурентну перевагу, компанія вирішила, що дві відеокарти можуть бути кращими, ніж одна, і в 1998 році вона представила свою технологію Scan-Line Interleave (SLI). Це був досить геніальний крок з боку 3dfx, оскільки він стимулював збільшення продажів графічних процесорів і відмовив власників Voodoo від переходу на іншу карту.

Однак SLI було запроваджено саме тоді, коли 3dfx наближалася до банкрутства, і компанію зрештою придбала Nvidia, яка отримала права інтелектуальної власності на все, що належало 3dfx. Multi-GPU ненадовго припинив існування після придбання 3dfx, але Nvidia відновила SLI (змінивши офіційну назву на Scalable Link Interface) у 2004 році з серією GeForce 6. По суті, це працювало так само, як і раніше: додайте більше графічних процесорів, отримайте більшу продуктивність. Але з версією Nvidia були деякі нововведення.

У той час як старий SLI від 3dfx передбачав, що кожен GPU візуалізує рядок пікселів по одному («рядок сканування» в SLI), Nvidia новий SLI представив два нові методи візуалізації: рендеринг розділеного кадру (SFR) і рендеринг альтернативного кадру (AFR). За допомогою SFR кожен графічний процесор рендерить частину одного кадру, не розділяючи кадр посередині, а надаючи кожному графічному процесору однаково інтенсивну частину для візуалізації. AFR, з іншого боку, змушує кожен GPU створювати кадр по черзі. У той час як SFR чудово допомагає зменшити затримку, AFR має тенденцію отримати найбільшу продуктивність, хоча й із значно гіршою частотою кадрів і заїканням.

Подібним чином у 2005 році ATI (яка незабаром була придбана AMD) представила власну технологію з декількома графічними процесорами під назвою CrossFire, але спочатку це був якийсь безлад. З картами 3dfx і Nvidia все, що вам потрібно, це два однакових GPU і кабель або міст для підключення їх, але CrossFire вимагав від вас придбати спеціальну «основну» карту на додаток до звичайної графіки картку. Потім замість мосту ви використали дивний кабель DVI, який підключили до обох карт. Достатньо сказати, що перше покоління CrossFire було виконано погано. Це не допомогло, що на той час його графічні процесори не були дивовижними.

Але CrossFire по-справжньому став популярним із появою Radeon 3000 від AMD (раніше ATI). серії, яка включає Radeon HD 3870 X2, першу в світі відеокарту з двома чіпами GPU на це. AMD зайшла дуже далеко з цілою концепцією двох GPU; його чіпи серій Radeon 4000 і 5000 насправді були досить малими, тому двографічні відеокарти мали великий сенс. HD 5970 у 2009 році, один із найкращих графічних процесорів AMD усіх часів, часто описували як надто швидкий, щоб бути здійсненним. Після цього Nvidia також почала виготовляти власні карти з подвійним GPU.

Однак після цього моменту популярність мультиграфічних процесорів почала падати. Після GTX 690 у 2012 році Nvidia відмовилася від концепції подвійного графічного процесора для своїх основних графічних процесорів, а після GTX Titan Z у 2014 році відмовилася від неї взагалі. Лише через два роки Nvidia зробила ексклюзив SLI для своїх графічних процесорів GTX 1070, 1080 і 1080 Ti, а також скоротила підтримку з чотирьох графічних карт до двох. Після цього SLI був на життєзабезпеченні, але його остаточно припинили у 2020 році із запуском серії RTX 30, з якої лише 3090 підтримував SLI. Але це не мало значення, оскільки Nvidia припинила підтримку драйверів SLI з 2021 року.

Тим часом AMD роками продовжувала випускати карти з подвійним графічним процесором, зупинившись лише на Pro Vega II у 2019 році, яка була ексклюзивною картою Apple Mac. AMD навіть заявила, що дві RX 480 у CrossFire були гарною альтернативою GTX 1080 від Nvidia у 2016 році. Однак AMD зрештою відмовилася від CrossFire після запуску RX Vega в 2017 році, яка була останньою картою AMD, яка його підтримувала. Схоже, AMD також перестала випускати драйвери з підтримкою CrossFire для кожної гри десь у 2017 році.

Багато причин, чому мультиграфічні процесори вимерли

Ігри з кількома графічними процесорами з’явилися та зникли досить швидко, враховуючи все. Це було значною силою лише після 2004 року з SLI та CrossFire, але до 2010-х років воно вже занепало. Зрештою, саме напрям, у якому рухалася графічна індустрія, і те, як геймери знайшли рішення з одним графічним процесором набагато привабливішими, стало причиною смерті.

Графічні процесори ставали все більшими з кожним поколінням і зрештою переросли мультиграфічні процесори

Коли 3dfx представила SLI, графічні карти були крихітними пристроями з дуже низьким енергоспоживанням, зовсім не схожими на гігантів, яких ми бачимо сьогодні. У 90-х і на початку 2000-х графічні мікросхеми зазвичай мали розмір приблизно 100 мм2, але все змінилося, коли ATI запустила свою Серія Radeon 9000, яка мала чіп площею понад 200 мм2, вдвічі більший за все, що світ бачив раніше. Це поклало початок гонці озброєнь GPU, яку ATI/AMD і Nvidia продовжували загострювати з кожним поколінням.

Справа в тому, що більші чіпи вимагають більше енергії та кращого охолодження, і, хоча збільшене енергоспоживання спочатку не вплинуло на налаштування з декількома GPU, згодом це виявилося значною проблемою. Навіть у GTX 480 відеокарти досягли позначки 250 Вт, а дві 480 у SLI споживали неймовірну кількість енергії. Незважаючи на те, що AMD приділила значну увагу мультиграфічним процесорам у серіях HD 4000 і 5000, насправді це було лише тому, що йому потрібно було щось високого класу, щоб протистояти Nvidia 480 і 580, оскільки графічні чіпи AMD були надто середнього рівня.

З кінця 2000-х майже кожен флагман Nvidia та AMD споживав принаймні 200 Вт, часто 250 Вт. Можливо, це не випадковість, що остання основна відеокарта Nvidia з двома GPU, 690, використовувала два чіпи GTX 680, які мали TDP лише 195 Вт. Той простий факт, що окремі графічні процесори ставали все більшими та кращими, ускладнював SLI та CrossFire менш привабливий для користувачів, які зазвичай не бажають, щоб їхній ігровий ПК також був обігрівачем простору та літаком двигун.

Мультиграфічний процесор був несправним і вимагав від розробників, Nvidia та AMD інвестувати в нього ресурси

Тенденції в апаратному забезпеченні були проблемою для реалізації кількох графічних процесорів, як і тенденції в програмному забезпеченні. Коли вперше було представлено SLI, ігри були набагато простішими, і навіть найкращі ігри 2004 року, такі як Half-Life 2, досить нічим не примітні порівняно з сьогоднішніми іграми, хоча ми можемо оцінити, наскільки чудовими вони були, коли вони вийшли. SLI та CrossFire вимагали від Nvidia та AMD створення спеціальної оптимізації для мульти-GPU у своїх драйверах, щоб досягти високої продуктивності, і тоді це не було великою проблемою.

Але з часом ігри (і, відповідно, графічні процесори) ускладнювалися, і з кожним роком їх ставало все важче оптимізувати. Навіть у тих заголовках, які мали офіційну підтримку кількох графічних процесорів, досвід роботи часто був нерівним через нижчу за звичайну продуктивність або помилки. На короткий час у 2016 році у мене було дві Radeon R9 380, і коли я грав Відьмак 3, Я часто бачив дивні графічні збої, які іноді навіть прикривали такі важливі функції, як входи в печери, що робило гру не просто дивовижною, а й гнучкою до такої міри, що неможливо було грати.

Зрештою, саме напрям, у якому рухалася графічна індустрія, і те, як геймери знайшли рішення з одним графічним процесором набагато привабливішими, стало причиною смерті.

Єдиним проблиском надії на кращу підтримку програмного забезпечення для мульти-GPU були DX12 і Vulkan, які хвалилися така потужна підтримка кількох графічних процесорів, що ви навіть можете використовувати кілька графічних процесорів від різних виробників в одному гра. Однак це просто переклало роботу, яку раніше виконували Nvidia та AMD, у руки розробників, які не можна отримати будь-що, підтримуючи технологію з декількома графічними процесорами, особливо після того, як Nvidia та AMD почали її поступово поза. Отже, сторона програмного забезпечення також не вдалася для ігор із кількома GPU.

Геймерам просто не потрібні високоякісні налаштування з кількома GPU

Навіть якби речі з апаратної та програмної сторони рівняння спрацювали, ігри з кількома відеокартами могли б бути приреченими просто тому, що це було надмірно. Навіть HD 5970 був описаний як надмірний, і це було лише з двома чіпами GPU середнього рівня. Тим не менш, мультиграфічний процесор був достатньо популярним, щоб продовжувати працювати роками, але я думаю, що його долю вирішила одна подія: випуск GTX 1080 у 2016 році.

Серія GTX 10 від Nvidia була просто серією GTX 9 на абсолютно новому 16-нм техпроцесі від TSMC, але вже одне це було великою справою, оскільки Nvidia витратила цілих три покоління на 28-нм техпроцес занепад закону Мура. Перехід від 28 нм до 16 нм призвів до того, що GTX 1080 була на 50% швидшою за GTX 980 і на 30% швидшою за GTX 980 Ti. 1080 також підтримував SLI, і його TDP був відносно низьким (180 Вт), але необроблена продуктивність з одним 1080 була божевільною в 2016.

Незважаючи на те, що комп’ютерні ігри з використанням кількох графічних процесорів, здається, ніколи не повернуться, двері для кількох GPU фактично відкриті.

Це було ще більше покращено з GTX 1080 Ti наступного року, підвищивши продуктивність ще майже на 30%. Один 1080Ti був майже вдвічі швидшим за 980 Ti і, безумовно, був би кращим рішенням порівняно з двома 980 Ti в SLI. Ніхто при здоровому глузді не захоче мати два 1080 Ti в SLI не тільки тому, що це було б гаряче та гучно, але й тому, що вдвічі більша продуктивність 1080 Ti була б абсолютно надмірною (і також неможлива для більшості ігор з офіційним SLI підтримка). Уявіть, яким божевіллям було б мати дві RTX 4090 у SLI.

Ігри з кількома GPU можуть повернутися

Незважаючи на те, що комп’ютерні ігри з використанням кількох графічних процесорів, здається, ніколи не повернуться, двері для кількох GPU фактично відкриті. Якщо ви знайомі з процесорами AMD, ви знаєте, що її чіпи вищого класу для настільних ПК і всі процесори робочих станцій і серверів використовують кілька чіпів ЦП разом замість одного великого ЦП. Використання великої кількості менших мікросхем (також відомих як чіплети) — це технологія, яку AMD почала використовувати ще в 2019 році. хоча лише в 2022 році компанія почала використовувати чіплети для своїх графічних процесорів, представивши висококласний RX 7000 серії.

Однак карти RX 7000, такі як RX 7900 XTX, мають лише кілька чіплетів кешу та пам’яті та використовують один чіп GPU. Тим не менш, є підстави вважати, що AMD може почати використовувати кілька графічних чіплетів, оскільки це призведе до скорочення витрати на розробку та виробництво, а також полегшує створення нових карт (просто додайте або видаліть чіплет і бац, новий графічний процесор). Intel також може піти в тому ж напрямку, оскільки вона також переходить на мікросхеми.

Хоча здається, що Nvidia абсолютно не зацікавлена ​​в чіплетах, було б дивно, якби AMD і Intel не були зацікавлені у поверненні кількох GPU з чіплетами. Можливо, найближчими роками ми побачимо повернення ігор із сучасними технологіями на основі кількох GPU, якщо вони працюватимуть достатньо добре.