雙顯卡技術試驗報告.doc

2011.6.月維護實訓作業(yè)雙顯卡技術1. 概要雙顯卡是采用兩塊顯卡（集成獨立、獨立獨立）通過橋接器橋接，協(xié)同處理圖像數(shù)據(jù)的工作方式。市面上nVidia與AMD公司生產(chǎn)的顯卡分別將這種工作方式叫做SLI和Cross Fire。要實現(xiàn)雙顯卡必須有主板的支持。這種工作方式理論上能能比原來提升兩倍圖像處理能力，但功耗與成本也很高，常見于發(fā)燒DIYer組裝的電腦。2. 雙顯卡聯(lián)合使用的歷史雙顯卡技術由來已久，它為解決日益增長的需求與現(xiàn)有顯卡處理能力的矛盾提供了途徑。 早在3dfx時代，以Voodoo2為代表的SLI技術就已經(jīng)讓人們第一次感受到了3D游戲的魅力；而在高端的專業(yè)領域，也早就SGI等廠商開發(fā)出了幾十甚至上百個顯示核心共同工作的系統(tǒng)，用于軍用模擬等領域。 多顯卡并行機制的歷史最早可以追溯到1998年，當時的顯卡市場可以說是3Dfx一家獨大，其Voodoo 2加速卡擁有90Mps的像素填充率，以及Z-Buffering、Anti-Aliasing、單周期雙紋理等當時最先進的3D特性。即便如此，其性能也遠遠不能滿足游戲廠商的需要。這時，3dfx3dfx推出了令發(fā)燒友瘋狂的“SLI交錯互連技術”，讓兩塊Voodoo 2顯卡連接起來并行運作，從而獲得近乎翻倍的3D效能。這項技術的推出在font color=#FF8000|3dfx推出了令發(fā)燒友瘋狂的“SLI交錯互連技術”，讓兩塊Voodoo 2顯卡連接起來并行運作，從而獲得近乎翻倍的3D效能 3. 工作原理和主流方案介紹工作原理 簡單的說就是將兩塊顯卡協(xié)同工作，是指芯片組支持能提高系統(tǒng)圖形處理能力或者滿足某些特殊需求的雙顯卡并行技術。要實現(xiàn)多顯卡技術一般來說需要主板芯片、顯示芯片以及驅動程序三者的支持。 主流方案 現(xiàn)在支持這一技術的主要是兩大顯示芯片廠商nVIDIA的SLI技術和ATi的CrossFire技術。nVIDIA的SLI篇SLI的兩款顯卡地位并不是對等的，一塊顯卡作為主卡（Master），另一塊則作為副卡（Slave）。其中主卡負責任務指派、渲染、后期合成、輸出等運算和控制工作，而副卡只是接收來自主卡的任務進行相關處理，然后將結果傳送回主卡。在SLI系統(tǒng)中有兩部分不同的數(shù)據(jù)流向，一部分為主卡將任務指令通過PCB連接卡傳送給副卡，副卡將渲染完畢的結果數(shù)據(jù)返回給主卡合成，另一部分為處理過程中從PCI Express接口得到的原始數(shù)據(jù)。 ATI的CrossFire篇NVIDIA的多重GPU技術要求相同的SLI顯卡，ATI卻沒有如此苛刻的硬件要求，CrossFire的構建具有更強的靈活性，允許用戶選用不同廠商和型號的顯卡。CrossFire主卡與子卡協(xié)同運算、獲得最終輸出效果的方式類似于SLI，但在細節(jié)上仍有差異。 4. 雙卡互聯(lián)簡介雙卡互聯(lián)就是所謂的SLI和CrossFire技術 。 隨著PCI-E平臺的在市場中的逐步推廣，NVIDIA將原來3DFX公司的Voodoo2 SLI技術再次引入，并在此基礎上加以改進正式發(fā)布了以融合NVIDIA自身特點的SLI技術。SLI 全稱Scalable Link Interface，是nVIDIA公司于2007年6月28日推出的一種革命性技術。能讓多塊NVIDIA GeForce系列或者NVIDIA Quadro顯卡工作在一臺個人計算機或工作站上，從而極大地提升圖形性能。編輯本段CrossFireCrossFire又名ATi Multi VPU，中文名：交叉火力；是指在Super Tiling模式下兩塊或以上數(shù)目的顯卡協(xié)同工作的能力。Evans & Sutherland計算機公司在過去的三年來一直將Multi VPU應用于商用飛機模擬器的研制。Multi VPU可將屏幕顯示劃分成多個方形區(qū)域，就如同國際象棋棋盤一般，一塊顯卡負責渲染所有的黑格而另一塊則負責所有的白格。實際上這就是Multi VPU架構的工作原理。 其中，一塊顯卡會設為主卡而另一塊則會為從卡并兩卡都將通過接口最終與顯示器相連。接口或是互連設備則需同時與兩塊顯卡的DVI接口相接。這一方式十分有利于負載均衡，至少從理論上看一幀畫面的渲染速度會達到以往的兩倍之多。不過這只是理論值，實現(xiàn)表現(xiàn)或許會有些差別。編輯本段實戰(zhàn)組建SLI系統(tǒng)時間回到2004年，nVIDIA推出了核心代號為NV40的Geforce 6800Ultra，NV40的性能比上代產(chǎn)品幾乎提升了一倍，使得nVIDIA再次重回久違的性能之王寶座，而ATi方面則顯然沒有預料到NV40的性能會是如此的強大，核心代號為R420的Radeon X800 XT倉促應戰(zhàn)，結果性能之爭仍是Geforce 6800Ultra略勝一籌。旗艦產(chǎn)品，是一家公司技術方面的象征，而性能之王，則是技術領先的印證。于是ATi再將Radeon X800XT的頻率作進一步的提升，推出了擁有怪獸級散熱器和超高時鐘頻率武裝的ATI Radeon X850 XT PE，將最強游戲單卡的王座奪下。而奇怪的是，nVIDIA方面似乎對此熟視無睹，還宣布取消NV48的開發(fā)計劃。而到了6月29日，也就是nVIDIA收購3DFX三周年的日子，nVIDIA正式發(fā)布了SLI技術將使用在NV4X顯卡上，憑借可以將兩張顯卡同時工作而獲得基本成倍性能提升的SLI系統(tǒng)對抗ATi。 nVIDIA官方聲稱SLI系統(tǒng)能夠提供相對單卡1.9倍的性能，聯(lián)想到單張Geforce 6800Ultra令人驚訝的強勁性能，而只要購買兩張Geforce 6800Ultra則可以獲得單張Geforce 6800Ultra1.9倍的性能，難怪全世界的發(fā)燒友都對SLI系統(tǒng)趨之若鶩。編輯本段SLI系統(tǒng)的介紹交換掃描模式SLI（Scalable Link Interface即交換掃描模式）允許多個圖形芯片同時工作而獲得更高的性能。資深的玩家應該記得當年的3DFX首次推出VOODOO2 SLI，通過一條專用的數(shù)據(jù)線將兩塊相同品牌的VOODOO2連接在一起，提供當時頂級的3DF性能。雖然同樣是使兩張顯卡同時工作，但是nVIDIA推出的SLI技術實際上和3DFX的SLI技術不盡相同，VOODOO2的SLI是通過兩張顯卡分別負責奇偶幀的渲染，而達到減輕顯卡負擔，提高性能的目的；而nVIDIA的SLI技術，則又所不同。 當兩個圖形顯卡通過一個外置的橋式連接器連通后，驅動程序能自動識別該配置并進入“SLI Multi-GPU”模式。在“SLI Multi-GPU”模式下，驅動程序將兩個顯卡配置為一個獨立的設備：也就是說，所有的圖形處理程序將這兩個圖形芯片視為一個獨立的邏輯設備。NVIDIA的驅動程序NVIDIA的驅動程序在維持著色中的對稱上扮演了一個重要的角色，它考慮工作量并作出兩個關鍵決定： 1）決定著色方法； 2）根據(jù)著色方法，決定兩個GPU之間的工作量分擔。NVIDIA支持兩個主要的著色方法NVIDIA支持兩個主要的著色方法：Alternate Frame Rendering（幀渲染器模式，AFR）和Split Frame Rendering（分割幀渲染器模式，SFR）。就像名字揭示的那樣，AFR讓每個GPU對隔開的幀著色（舉例來說，GPU 1著色所有的奇數(shù)幀，而GPU 2著色所有的偶數(shù)幀），只要是每個都是獨立幀，AFR效率最高，這是因為包括逐頂點、光柵化和逐象素在內所有的渲染都要在圖形之間平均分割我們經(jīng)?？吹降?Dmark03就是運行在AFR模式，最高有87的性能提升。而SFR是把一個單幀的著色分配到兩個GPU當中。NVIDIA的驅動程序平時并不確定使用AFR還是SFR，NVIDIA的軟件工程師配置了100個流行游戲中的大多數(shù)并為每一個創(chuàng)建了配置文件，決定在每個游戲中它們默認應該使用AFR還是SFR模式。只要幀之間沒有依賴關系，NVIDIA的驅動程序就默認為AFR。 要運行SLI就要組建支持SLI的平臺，組建SLI系統(tǒng)，需要：1、支持SLI的主板；2、需要兩張通過nVIDIA SLI認證的顯卡；3、windows XP操作系統(tǒng)。工作站/服務器級別的主板雖然nForce4 SLI不是第一個支持SLI的芯片組，但是Intel的 Tumwater(E7525)主板是屬于工作站/服務器級別的主板，所以目前家用級用戶要組建SLI系統(tǒng)，一般都采用nForce4 SLI芯片組的主板。就目前的狀況來看，SLI的前景相當光明，nVIDIA已經(jīng)準備推出支持SLI的nForce 5 Intel芯片組，而VIA、SIS也會推出所謂的Dual PCI GFX技術，只是等待nVIDIA點頭而已。所以以現(xiàn)在的情況，要組建SLI平臺，采用nForce4 SLI芯片組是絕大多數(shù)玩家的選擇。主板的High-Speed Digital Interface就是用于連接兩張顯卡的，沒有它的幫助，SLI系統(tǒng)是不可能組成的。選購顯卡的時候就要注意而顯卡方面，則一定要通過nVIDIA SLI認證的顯卡，PCB上的SLI接口就是最好的說明。選購顯卡的時候就要注意一下，根據(jù)nVIDIA的說明，兩張顯卡需要是同牌子同型號才可以啟動SLI功能。就現(xiàn)在市場情況，nVIDIA為我們分開了高端的Geforce 6800Ultra、中端的Geforce 6800GT和Geforce 6800、低端的Geforce 6600GT3個等級。Geforce 6600GT SLI系統(tǒng)的顯卡得分已經(jīng)相當驚人，而且可以實現(xiàn)4屏輸出，這樣的設備對于要配置低端圖形工作站的消費者是有相當殺傷力的。最后就是要確定你手上的電源是否可以提供足夠的電流，根據(jù)nVIDIA的官方說明，高端的Geforce 6800Ultra所組建的SLI系統(tǒng)所需的電源瓦數(shù)高達500W550W。Geforce 6800Ultra的耗電相信大家都非常清楚，而現(xiàn)在則是兩張的Geforce 6800Ultra，耗電自然是十分大的。Hybird SLI在最新的MCP78中提供了hybrid SLI功能，即為獨立顯卡和集成顯卡的SLI。有兩種SLI方式。電源模式和性能模式 電源模式：當整合主板和高檔NVIDIA顯卡組成SLI時，在模式下使用集成顯卡，在模式下使用獨立顯卡。這樣可以起到省電的效果。 性能模式：當整合主板和低檔NVIDIA顯卡如Geforce8400或者Geforce8450組成SLI時，可以使兩張顯卡同時參與渲染而大幅提升圖形性能。編輯本段多GPU顯卡的鼻祖3dfx談到雙核顯卡，我們不得不提一下3dfx，它是怪獸多GPU顯卡的鼻祖，早在1998年，3dfx因為想讓自己的顯卡在現(xiàn)有的技術基礎上進一步提升，就在Voodoo2上應用了SLI技術，它是現(xiàn)在NVIDIA SLI的前身將兩塊Voodoo2分別