Nvidia NVLink กับ SLI - ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

นับตั้งแต่มีความเป็นไปได้ที่จะใช้กราฟิกการ์ดหลายตัวในระบบเราจึงได้เห็นผู้ที่ชื่นชอบคลั่งไคล้เครื่องจักรสัตว์ร้ายที่ติดตั้งการ์ดกราฟิก 2, 3 หรือ 4 ในเวลาเดียวกัน พีซีที่มีกราฟิกการ์ดหลายตัวถือเป็นสิ่งที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมนี้ เรายังเห็น GPU หลายตัวที่อัดแน่นอยู่ในกราฟิกการ์ดเดียวกันกับการ์ดเช่น Nvidia GeForce GTX 690 และ AMD R9 295 × 2 แต่ด้วยความยอดเยี่ยมและความรุ่งโรจน์ระบบ GPU หลายระบบไม่เคยมีทีท่าว่าจะปิดตัวลง ความนิยมของพวกเขาลดลงอย่างรวดเร็วและฉับพลันในไม่ช้าหลังจากที่ระบบ GPU หลายระบบสูงสุด มีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการลดลงนี้และหนึ่งในนั้นคือความไม่น่าเชื่อถือของระบบเชื่อมต่อที่ใช้ในการเชื่อมต่อกราฟิกการ์ดเข้าด้วยกัน

เทคนิคของ Nvidia ในการเชื่อมต่อกราฟิกการ์ดสองตัวหรือมากกว่าเข้าด้วยกันเรียกว่า SLI ซึ่งย่อมาจาก Scalable Link Interface เป็นเทคโนโลยีที่ Nvidia ซื้อมาจาก 3dfx Interactive ซึ่งเปิดตัวในปี 1998 โดยพื้นฐานแล้ว SLI เป็นชื่อแบรนด์สำหรับเทคโนโลยี multi-GPU ของ Nvidia ที่สร้างขึ้นเพื่อเชื่อมโยงการ์ดกราฟิกตั้งแต่สองตัวขึ้นไปเข้ากับเอาต์พุตเดียวโดยใช้อัลกอริธึมการประมวลผลแบบขนาน AMD ซึ่งเป็นคู่แข่งของ Nvidia ได้เปิดตัวเทคโนโลยีรุ่นของพวกเขาเช่นกันและเป็นที่รู้จักกันในชื่อ Crossfire

SLI ทำงานอย่างไร?

การ์ดแสดงผลในระบบ SLI ทำงานในการกำหนดค่า Master-Slave ซึ่งหมายความว่าการ์ดใดการ์ดหนึ่งถูกกำหนดบทบาทเป็น "master" แม้ว่าจะมีการกระจายโหลดเท่า ๆ กันระหว่างการ์ดทั้งหมด เมื่อการ์ด "ทาส" เสร็จสิ้นการเรนเดอร์การ์ดจะส่งเอาต์พุตไปยังมาสเตอร์ซึ่งจะรวมการแสดงผลทั้งสองเข้าด้วยกันและส่งภาพเอาต์พุตไปยังจอภาพ ในการกำหนดค่าสองการ์ดการ์ดหลักมักจะจัดการกับครึ่งบนของภาพในขณะที่การ์ดรองจัดการครึ่งล่าง

การ์ดสองใบ (หรือมากกว่า) เชื่อมต่อผ่าน SLI Bridge หรือ SLI Connector จุดประสงค์หลักของ SLI Bridge คือการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างการ์ดและอนุญาตให้การ์ดสร้างช่องทางการสื่อสารระหว่างกัน หากไม่มี SLI Bridge แม้ว่าจะสามารถเรียกใช้การ์ดหลายใบได้ แต่ก็มีข้อกำหนดที่ไม่ตรงกันและผลลัพธ์มักจะแย่มาก SLI Bridge ช่วยลดข้อ จำกัด แบนด์วิดท์และสามารถส่งข้อมูลระหว่างการ์ดได้โดยตรง SLI Bridges ทั้งสามประเภท ได้แก่ :

• สะพานมาตรฐาน (นาฬิกาพิกเซล 400 Mhz แบนด์วิดท์ 1GB / s): นี่คือบริดจ์มาตรฐานที่มาพร้อมกับเมนบอร์ดที่รองรับ SLI สูงสุด 1920 × 1080 และ 2560 × 1440 @ 60 Hz
• สะพาน LED (นาฬิกาพิกเซล 540 MHz): แนะนำสำหรับจอภาพสูงสุด 2560 × 1440 @ 120 Hz + และ 4K สามารถทำงานกับนาฬิกาพิกเซลที่เพิ่มขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ GPU รองรับนาฬิกานั้น จำหน่ายโดย Nvidia รวมถึงพันธมิตร AIB ที่หลากหลาย
• High-Bandwidth Bridge หรือ SLI HB Bridge (นาฬิกาพิกเซล 650 MHz และแบนด์วิดท์ 2GB / s): นี่คือบริดจ์ที่เร็วที่สุดและจำหน่ายโดย Nvidia โดยเฉพาะ ขอแนะนำสำหรับจอภาพที่มีความละเอียดสูงสุด 5K และรอบทิศทาง SLI HB Bridges มีให้ในการกำหนดค่า 2 ทางเท่านั้นดังนั้นการตั้งค่าที่มีการ์ดมากกว่า 2 ใบจึงไม่เป็นผล

กลไกการออกฤทธิ์ของ SLI

SLI ทำงานโดยใช้สองวิธีหลัก หนึ่งในนั้นคือ SFR หรือ Split Frame Rendering ซึ่งระบบจะวิเคราะห์ภาพที่แสดงผลเพื่อแบ่งโหลดระหว่าง GPU ที่เชื่อมต่อใน SLI กรอบแบ่งออกเป็นสองส่วนโดยใช้เส้นแนวนอน การวางเส้นขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของฉาก ปัจจัยในการตัดสินใจหลักของการวางแนวจะเป็นความซับซ้อนของการโหลดที่ฉากต้องการในพื้นที่ต่างๆ หากการ์ดใบใดใบหนึ่งแสดงส่วนบนสุดของฉากที่มีท้องฟ้าเส้นจะต่ำลงในภาพเพื่อชดเชยความแตกต่างของการโหลดระหว่างการ์ดทั้งสองใบ

อีกวิธีหนึ่งในการทำงานของ SLI คือ AFR หรือ Alternate Frame Rendering ซึ่งค่อนข้างตรงไปตรงมา ด้วยวิธีนี้เฟรมอื่น ๆ ทั้งหมดจะแสดงผลโดย GPU ที่แตกต่างกัน การ์ดใบหนึ่งแสดงผลเฟรมคี่ทั้งหมดและอีกใบหนึ่งแสดงผลเฟรมคู่ทั้งหมด AFR ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีอัตราเฟรมที่ดีกว่า SFR อย่างไรก็ตามมันได้นำเสนอรูปแบบใหม่ของสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่าการพูดติดอ่างแบบไมโคร แม้ว่าอัตราเฟรมจะสูงเพียงพอ แต่การพูดติดอ่างเล็กน้อยอาจส่งผลต่อการรับรู้ความนุ่มนวลของภาพโดยการใช้มินิสตัตเตอร์ระหว่างเฟรมเนื่องจากจังหวะการทำงานที่แปรผันของการ์ดใน AFR

การเพิ่มขึ้นและลดลงของ SLI

SLI ได้รับความนิยมอย่างมากในช่วงของกราฟิกการ์ด Kepler, Maxwell และ Pascal แต่นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาก็มีการลดลงอย่างต่อเนื่องและรุนแรง แม้แต่ในยุคของการ์ดกราฟิกซีรีส์ GTX 1000 จาก Nvidia ความนิยมของ SLI ก็ลดน้อยลง แน่นอนว่าการ์ดแสดงผล SLI สามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า GPU ตัวเดียวและยังดูยอดเยี่ยมเมื่อติดตั้งภายในเคส แต่มีปัญหามากกว่าข้อดีของ SLI ในตอนแรก

ก่อนอื่นคุณต้องตรวจสอบว่าเมนบอร์ดของคุณรองรับ SLI หรือไม่ นี่เป็นขั้นตอนสำคัญเนื่องจากเมนบอร์ดบางรุ่นรองรับ SLI บางรุ่นรองรับ Crossfire และบางรุ่นรองรับทั้งสองอย่างในขณะที่บางรุ่นไม่รองรับ หลังจากนั้นคุณต้องมีกราฟิกการ์ดที่เหมือนกัน นี่เป็นสิ่งที่ยากเนื่องจากทำให้มูลค่าที่เสนอนั้นเบ้เมื่อเทียบกับการ์ดแสดงผลเดี่ยวที่มีประสิทธิภาพดีกว่า การ์ดแสดงผลจะต้องเป็นรุ่นและซีรีส์เดียวกันและแม้กระทั่งผู้ผลิตรายเดียวกันก่อนหน้านี้ แต่ก็มีการคลายตัวลงบ้างในภายหลัง การใช้การ์ดกราฟิกหลายตัวยังต้องใช้หน่วยจ่ายไฟที่หนักและมีราคาแพง (ซึ่งคุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมได้ ที่นี่) และเทอร์มอลยังต้องได้รับการตรวจสอบและควบคุมเนื่องจากการ์ดที่หิวโหยกำลังทำงานอยู่ใกล้กัน

ส้นเท้าของ Achilles ที่แท้จริงของระบบนิเวศ SLI ทั้งหมดคือการสนับสนุนเกม ไม่ใช่ทุกเกมที่รองรับ SLI และแม้แต่เกมที่ทำก็ให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่น่าประทับใจเมื่อคำนึงถึงการลงทุนเพิ่มเติม ในกรณีส่วนใหญ่คุณจะดีกว่ามากหากซื้อการ์ดแสดงผลตัวเดียวที่มีประสิทธิภาพมากกว่าแทนที่จะเป็นการ์ดที่อ่อนกว่า 2 ตัวแล้ววางไว้ใน SLI ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาการสนับสนุน SLI นั้นแย่ลงไปอีกโดยนักพัฒนาไม่ค่อยให้ความสำคัญกับเกมสมัยใหม่ ในที่สุดการระเบิดของนักฆ่าก็มาจากใครอื่นนอกจาก Nvidia เองซึ่งยุติการสนับสนุน SLI จากกลุ่มผลิตภัณฑ์กราฟิกการ์ดส่วนใหญ่ ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ GPU ของทัวริงมีเพียง RTX 3090 ที่ดีที่สุดเท่านั้นที่รองรับ SLI นั่นหมายความว่า SLI สำหรับผู้บริโภคทั่วไปนั้นตายไปแล้วอย่างมีประสิทธิภาพเท่าที่เกี่ยวข้องกับการเล่นเกม

NVLink คืออะไร?

ด้วยกลุ่มผลิตภัณฑ์กราฟิกการ์ดทัวริง Nvidia ได้นำเสนอเทคโนโลยีใหม่สำหรับการเชื่อมต่อกราฟิกการ์ดหลายตัวที่เรียกว่า NVLink เป็นอินเทอร์เฟซที่มีแบนด์วิดท์มากกว่าอินเทอร์เฟซ SLI แบบเก่าหลายเท่าและยังมีนิสัยและคุณสมบัติเพิ่มเติมอีกมากมาย ในทางเทคนิคแล้ว มันเป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบใช้สายแบบอนุกรมแบบหลายช่องทางในการเชื่อมโยงการสื่อสารระยะใกล้ ค่อนข้างถูกปากไม่ใช่เหรอ? โดยทั่วไปแล้วมันเป็นอินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อที่ได้รับการปรับปรุงระหว่างกราฟิกการ์ด Nvidia หลายตัวซึ่งสัญญาว่าจะมีข้อดีและคุณสมบัติมากกว่า SLI รุ่นเก่า

NVLink ถือได้ว่าเป็นความพยายามของ Nvidia ในการกอบโกยส่วนแบ่งการตลาดของ multi-GPU ที่ลดน้อยลงในปี 2020 เทคโนโลยีนี้สัญญาว่าจะทำให้การเล่นเกมโดยใช้กราฟิกการ์ดหลายตัวเป็นวิธีการที่ต้องการและมีประสิทธิภาพสูงในอนาคตอันใกล้ NVLink เป็นบริดจ์ที่เร็วกว่า SLI มากและมีจุดมุ่งหมายเพื่อปิดช่องว่างเวลาแฝงระหว่างกราฟิกการ์ดทั้งสอง Tom Peterson ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาดด้านเทคนิคของ Nvidia กล่าวว่าในเรื่องนี้:

เขากล่าวเพิ่มเติมว่า NVLink เป็นแผนอนาคตมากกว่าโซลูชันปัจจุบัน:

ดูเหมือนว่า Nvidia จะให้ความสำคัญกับอนาคตของ NVLink มากกว่าปัจจุบัน Nvidia รู้ดีว่าการรองรับ multi-GPU นั้นค่อนข้างน่าผิดหวังในตอนนี้ดังนั้นพวกเขาจึงต้องการนำเสนอเทคโนโลยีที่ไม่เพียง แต่จะพยายามเปลี่ยนมุมมองของนักพัฒนาเกมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมุมมองของผู้บริโภคทั่วไปเกี่ยวกับ GPU หลายตัวด้วย สนับสนุน.

NVLink ทำงานอย่างไร?

ซึ่งแตกต่างจาก SLI NVLink ใช้เครือข่ายตาข่ายซึ่งเป็นโทโพโลยีเครือข่ายที่โหนดโครงสร้างพื้นฐานเชื่อมต่อโดยตรงในลักษณะที่ไม่ใช่ลำดับชั้น สิ่งนี้ช่วยให้สามารถส่งต่อข้อมูลโดยแต่ละโหนดทีละโหนดแทนที่จะส่งผ่านโหนดใดโหนดหนึ่ง นอกจากนี้ยังช่วยให้โหนดสามารถจัดระเบียบตัวเองแบบไดนามิกซึ่งช่วยให้สามารถกระจายปริมาณงานแบบไดนามิกได้ NVLink ได้รับความแข็งแกร่งหลักจากกลไกนี้ซึ่งก็คือความเร็ว

NVLink ได้กำจัดความสัมพันธ์ระหว่าง master-slave ของการใช้งาน SLI ด้วยเช่นกัน แต่จะปฏิบัติต่อแต่ละโหนดอย่างเท่าเทียมกันซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการแสดงผลได้อย่างมาก NVLink แตกต่างจาก SLI ตรงที่มีข้อได้เปรียบในการเข้าถึงความทรงจำของการ์ดกราฟิกทั้งสองได้ตลอดเวลา นี่เป็นผลมาจากการใช้งานเครือข่ายตาข่ายที่น่าทึ่งของ NVLink โดยพื้นฐานแล้วความสัมพันธ์ของการ์ด NVLink จะเป็นแบบสองทิศทางและการ์ดที่เชื่อมต่อสองใบจะทำหน้าที่เป็นหนึ่งเดียว

ความเร็วของอินเทอร์เฟซ NVLink จะแสดงในแบนด์วิดท์ของบริดจ์ ในขณะที่ SLI Bridges ที่ดีที่สุดก็มีแบนด์วิดท์ที่ดีที่สุด 2 GB / s แต่ NVLink Bridge ก็ให้บริการ 200 GB / s ที่เหลือเชื่อในบางกรณี จริงอยู่ที่บริดจ์ NVLink 160 และ 200 GB / s ถูก จำกัด ไว้ที่ GPU ระดับมืออาชีพของ Nvidia ที่ Quadro GP100 และ GV100 ตามลำดับ แต่ตัวเลขเหล่านี้ยังคงเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงการก้าวกระโดดอย่างไม่น่าเชื่อในแบนด์วิดท์ของอินเทอร์เฟซ NVLink ผ่าน SLI GPU ระดับท็อปที่คลั่งไคล้เช่น TITAN RTX หรือ 2080Tis สามารถคาดหวังแบนด์วิดท์ที่เป็นไปได้ถึง 100 GB / s ในกรณีส่วนใหญ่

NVLink คุ้มค่าหรือไม่?

NVLink ของ Nvidia ได้แก้ไขปัญหาการเรนเดอร์ GPU หลายตัวในเกมหรือไม่? คำตอบก็คือยังไม่มี ในขณะที่ NVLink ก้าวไปในทิศทางที่ถูกต้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวิธีการที่การ์ดทั้งสองได้รับการใช้ประโยชน์เมื่อเทียบกับ SLI แต่ปัญหาเกี่ยวกับ SLI ไม่เคยเป็นวิธีการ ปัญหาที่แท้จริงเบื้องหลังระบบนิเวศของ GPU หลายตัวคือการรองรับเกม แม้จะมี NVLink แต่เกมส่วนใหญ่ในปัจจุบันก็มีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการใช้ประโยชน์จาก GPU มากกว่าหนึ่งตัว เมื่อคำนึงถึงค่าใช้จ่ายของการ์ดแสดงผลสองตัวและการปรับปรุงประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในสถานการณ์ส่วนใหญ่การลงทุนใน NVLink สำหรับแอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภคเช่นเกมจะไม่ฉลาด

สำหรับการทำงานระดับมืออาชีพ NVLink อาจเป็นเพียงการอัพเกรดที่จำเป็น สำหรับคนที่ทำงานกับ Nvidia’s Quadro GPUs หรือการ์ดเช่น RTX A6000NVLink สามารถช่วยได้มากไม่เพียง แต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของการเรนเดอร์ แต่ยังเกิดจากการที่ NVLink ช่วยให้หน่วยความจำทั้งหมดของการ์ดทั้งสองพร้อมใช้งานซึ่งสามารถช่วยได้มากในปริมาณงานระดับมืออาชีพ

สำหรับเกมเมอร์ส่วนใหญ่การเลือกการ์ดแสดงผลตัวเดียวที่ให้ประสิทธิภาพมากกว่านอกกรอบเป็นความคิดที่ดีกว่าการซื้อการ์ดที่อ่อนแอกว่าสองใบและเชื่อมต่อผ่าน NVLink หรือ SLI สำหรับเรื่องนั้น

คำพูดสุดท้าย

SLI ของ Nvidia เป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจและน่าดึงดูดเมื่อเปิดตัวครั้งแรกและในไม่ช้าก็ได้รับความนิยมเนื่องจากศักยภาพและการสนับสนุนที่ค่อนข้างดีจากนักพัฒนาในช่วงยุค Maxwell และ Pascal อย่างไรก็ตามจุดสูงสุดของ SLI นั้นเกิดขึ้นในช่วงสั้น ๆ เนื่องจากอุตสาหกรรมก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วและ SLI ถูกทิ้งไว้ในอดีตทั้งนักพัฒนาและนักเล่นเกมที่ละทิ้งเทคโนโลยีเพื่อสนับสนุน GPU เดี่ยวที่ทรงพลังกว่า

Nvidia พยายามคิดค้นตลาดของ GPU หลายตัวโดยการเปิดตัว NVLink ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อที่ได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นผ่าน SLI แต่ก็ยังไม่สามารถแก้ไขปัญหาหลายอย่างที่ทำให้ SLI ระบาดได้ในตอนแรก สิ่งนี้ทำให้เป็นคำแนะนำที่ยากสำหรับนักเล่นเกมในปี 2020 เมื่อการ์ดแสดงผลเดี่ยวที่ทรงพลังกว่าสามารถมอบประสบการณ์ที่ดีกว่าได้อย่างน่าเชื่อถือและมีต้นทุนที่ถูกกว่า