О технологии SLI и её месте в этом мире

24.05.2005

Недавно Крис Дэниел (Chris Daniel), главный менеджер NVIDIA по программе SLI, отвечал на вопросы журналистов сайта Penstarsys.com о технологии SLI и её месте в этом мире. Мы предлагаем перевод этого интервью.



В: Спецификации AGP 3.0 дают возможность организации двух слотов AGP на материнской плате. Почему NVIDIA не сделала SLI в исполнении AGP, реализовав необходимую поддержку в своих чипсетах?
О: Пропускная способность AGP не давала возможности эффективно реализовать такую конфигурацию. Только высокая пропускная способность шины PCI-Express позволила NVIDIA создать технологию SLI и удвоить скорость.

В: Вы можете кратко рассказать нам о преимуществах и недостатках SLI по сравнению с разрабатываемой технологией тайлов?
О: SLI это результат многолетнего упорного труда компании NVIDIA. Фактически, NVIDIA начала разрабатывать масштабируемый интерфейс в своих GPU со времён GeForce 3. Однако эффективная мультипроцессорная технология нетривиальна и требует как обширных исследований, так и разработки аппаратных средств и программного обеспечения. NVIDIA разработала технологию SLI, которая позволяет с гибкостью поддерживать различные виды рендеринга, предлагая оптимальную эффективность для различных типов прикладных программ. Два наших главных алгоритма — разделение экрана (Split Frame Rendering [SFR]) и чередование кадров (Alternate Frame Rendering [AFR]), но есть и другие.

Разбиение экрана на тайлы — другой алгоритм, который может использоваться для масштабирования. Проблема с этим алгоритмом состоит в том, что он не способен ускорять обработку геометрии подобно AFR. Для тайловой архитектуры характерна также проблема многократного наложения текстур, как было с технологией чередования растровой строки из-за числа текстур, которые пересекают границы тайлов. Это означает, что каждый GPU был бы должен выбрать ту же самую текстуру для соседних тайлов. В SFR мы имеем одну границу, которую могут пересекать текстуры. В тайловом подходе таких границ намного больше и проблема растёт линейно с числом границ. Эти дважды накладываемые текстуры могут съесть практически всю пропускную способность памяти.

При разработке технологии SLI был протестированы все возможные алгоритмы. Фактически NVIDIA также рассматривала и поддержку технологии тайлов, однако она не была оптимальным выбором для достижения максимальной эффективности.

В: «Ускорение обработки геометрии» — громкая фраза. Вы можете быстро объяснить, что влечёт за собой ускорение обработки геометрии, и как SLI это реализует? И, для сравнения, как в технологии тайлов решается эта задача?
О: Алгоритм AFR ускоряет обработку геометрии вследствие параллельной работы графических карт, каждая обрабатывает геометрию для своего кадра. Так же убыстряются обработка пиксельных шейдеров и заполнение сцены. Это является причиной, того, что NVIDIA SLI достигла двукратной масштабируемости на самых современных графических прикладных программах типа 3Dmark'05 и Unreal 3. Технология тайлов, в её текущем исполнении, делит один кадр на отдельные квадраты — тайлы. И в отличие от AFR, где геометрия обрабатывается для каждого кадра своим GPU, при использовании тайлов невозможно выделить геометрию только для одного тайла, поэтому каждый GPU вынужден обрабатывать всю геометрию, что сводит на нет всё масштабирование. В результате менее эффективная архитектура, посредством чего каждый GPU вынужден тратить дополнительные такты на обработку лишней для него информации.

В: В то время как AFR может легко балансировать загрузку (так как кадры чередуются) на двух видеоплатах, какова роль драйвера при выполнении алгоритма SFR и вычислении границы экрана, по которой должно произойти разбиение кадра?
О: Никакой, патентованный динамический алгоритм SFR не нуждается в указаниях драйвера.

В: Разве PCI-Express не обеспечивает достаточной скорости и низких задержек, что делает мост SLI избыточным?
О: Мост SLI критичен для достижения демонстрируемой эффективности, показанной технологией SLI. Мы видели реализацию SLI без моста, но мы против этого. Без коннектора SLI Вы получите лишнюю нагрузку на шину PCI-Express (~1 ГБ/сек), которая ухудшит эффективность. Чем быстрее идёт обработка, тем больше количество данных должно быть передано по шине, что, в конце концов, может привести к перегрузке. К моменту выхода Unreal 3 и Quake 4, эта проблема будет только усилена. Коннектор SLI обеспечивает качественную передачу цифровых сигналов, независимо от скорости рендеринга, и без уменьшения пропускной способности шины PCI-Express.

В: Когда я разговаривал с парой производителей материнских плат, они сказали: «Дайте нам большее количество линий PCIe!» В настоящее время nForce 4 поддерживает только 20 линий PCIe. В то время как nForce Pro 2200 и 2050 — многокристальные чипсеты, которые обеспечивают гигантское количество линий при их совместном использовании, но они не нацелены на настольный сегмент. Имеется ли объективная техническая трудность в реализации более чем 20 линий PCIe в «настольных» чипсетах?
О: Нет никаких технологических препятствий к этому.

В: Возможно ли использование SLI с конфигурациями слотов типа x10 или x12 для каждой видеоплаты?
О: Стандарт PCI-Express в настоящее время поддерживает слоты x1, x2, x4, x8, x12, и x16. Поэтому конфигурация SLI x12 возможна.

В: Вы видите какие-нибудь преимущества или недостатки для реализации SLI двумя различными видеокартами? Какие потенциальные проблемы такие комбинации влекут за собой?
О: NVIDIA в настоящее время использует симметричный рендеринг, чтобы гарантировать максимальное ускорение. В сценарии, в котором два различных GPU (различное количество конвейеров и тактовая частота) использовались бы вместе, медленная плата может стать гирей для быстрой. Хотя это и может быть более гибким вариантом, в типичном случае это вело бы к нулевому увеличению производительности, в сравнении с отдельной видеокартой с более быстрым GPU.

В: SLI рекламируется как «купи одну карту сегодня, а вторую завтра» для оптимизации затрат на апгрейд. Скажем, я покупаю материнскую плату SLI и GeForce 6800 GT сегодня, и через шесть месяцев я хочу докупить вторую видеокарту. Каковы шансы, что я куплю идентичную модель? Как другие факторы вроде ревизии БИОС затрагивают совместимость и производительность? В IT индустрии, развивающейся с такой скоростью, не помешают ли мне обновление спецификаций производителей, как эти факторы затронут мои возможности по апгрейду?
О: Сложилось неправильное представление о SLI, что версии БИОС должны быть идентичны между платами. Это ложь. Производитель может менять версии БИОС без воздействия на режим SLI. Однако пока обе платы должны быть идентичными моделями от одного изготовителя. Принимая во внимание, что партия видеокарт, произведенных по одной спецификации, лежит на полках магазинов год и больше, SLI предлагает приемлемый способ модернизации компьютера. Мы предлагаем, чтобы Вы проверили у производителя видеокарт возможность их совместной работы.

В: Режим SLI будет поддерживаться в операционных системах семейства Windows x64 и будет ли он разрешён для видеокарт Quadro?
О: Поддержка SLI будет реализована в этих драйверах в скором времени.

В: Самые последние драйверы содержат скрытые опции создания или редактирования профилей для SLI. Эти функциональные возможности драйверов когда-либо будут активны по умолчанию, без редактирования системного реестра? Что Вы делаете, чтобы упростить этот процесс для пользователей?
О: В настоящее время, пользователь должен только один раз использовать редактор реестра для активации соответствующей вкладки. После этого, пользователь имеет полный доступ для создания новых конфигураций прикладных программ в панели управления. NVIDIA постоянно работает, чтобы обеспечить лучшие пользовательские возможности с каждым обновлением драйвера. Самый простой путь для NVIDIA, это скорейшее добавление профилей (это является нашей целью) и обучение разработчиков преодолевать трудности программирования для SLI, таким образом устраняя в будущем потребность в профилях.

В: Какие известные Вам разработчики выразили уже свою заинтересованность в использовании возможностей SLI в их будущих продуктах? Какова реакция разработчиков на SLI?
О: Интерес к SLI у разработчиков игр был фактически единодушным. NVIDIA активно работает со всеми разработчиками и обучает их так, чтобы их продукты могли извлекать выгоду от SLI в максимальной степени. Обучение было одной из наших целей в GDC в этом году, и мы провели несколько семинаров по SLI. Комбинируя семинары с выставками и презентациями разработчиков, мы достигли больших успехов за короткое время.

Разрабатывая будущие продукты на системах SLI, девелоперы способны оптимизировать их игры для конфигурации SLI. Кроме того, технология SLI сегодня дает представление разработчикам о том, как завтрашние одиночные GPU будут работать с их продуктами. Это позволяет им оптимизировать все элементы системы, включая использование CPU. В сочетании с тем фактом, что мы являемся единственными обладателями GPU, который поддерживает Microsoft DirectX 9.0 с шейдерами версии 3.0, NVIDIA SLI является очень популярной платформой для разработок. Разработчикам надо удостовериться, что любые новые разрабатываемые ими системы для дома используют технологию SLI.

В: NVIDIA заявила, что будет использовать её технологию Turbo Cache не только в 6200 TC. Если Hi-End платы начнут использовать эту технологию, то как это затронет эффективность SLI, так как обе платы будут пытаться адресовать часть системной памяти через шину PCIe?
О: TurboCache предназначена, чтобы понизить требования к видеопамяти, разрешая системным интеграторам устанавливать более производительный GPU, и достичь графической эффективности, недосягаемой по ценам для аналогичных продуктов. Пока это было успешно. Однако мы не можем обсуждать необъявленные продукты.

В: Какие особенности для использования в профессиональной графике вы включили в технологию SLI? Разве специализированные драйверы, такие как MAXtreme или POWERdraft, поддерживают SLI, не говоря уже о самом последнем драйвере Quadro?
О: Алгоритмы SLI найдут применение в областях профессиональных задач и имитаторов. Главная особенность — масштабируемость производительности. Вдобавок ко всему, Quadro GPU в режиме SLI будут иметь тот же самый профессиональный набор инструкций, который делает их самыми продаваемыми видеокартами на рынке для рабочих станций. Мы делаем последние штрихи в наших драйверах для Quadro SLI, и скоро их закончим.

В: Как NVIDIA решает проблемы энергопотребления и тепловыделения для двух топовых видеокарт? Как GPU масштабируются в тепловыделении, как Вы собираетесь решать возможные проблемы в этой области?
О: У нас есть группа инженеров, специализирующихся на создании более эффективного охлаждения. Вы видели прогресс наших систем охлаждения от GeForce FX к GeForce 6. Мы всегда находимся в поиске оптимальных решений для охлаждения наших чипов. Теплота — это побочный эффект увеличения вычислительной мощности GPU, которую мы получили сегодня. Чтобы удостовериться, что потребители имеют необходимую мощность, мы добавили источники питания к нашей программе сертификации SLI.

В: Если ли у Вас есть другая информация о SLI, которая важна, но я не спросил?
О: Я лишь поясню предпринятые нами усилия для просвещения покупателей. NVIDIA недавно открыла веб сайт SLI Zone, выделенный для информации о технологии SLI. Сайт позволяет покупателям получать информацию о SLI, предоставляет инструментальные средства, чтобы купить или спроектировать систему SLI (включая полный список всех сертифицированных компонентов SLI).
Спасибо за вопросы.




Dr.Evil (drevil_etc@hotbox.ru),
JaJa (odnako@newmail.ru)


Обсудить/дополнить в конференции