雙顯卡技術(shù)試驗(yàn)報(bào)告.doc

2011.6.月維護(hù)實(shí)訓(xùn)作業(yè)雙顯卡技術(shù)1. 概要雙顯卡是采用兩塊顯卡（集成獨(dú)立、獨(dú)立獨(dú)立）通過(guò)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(shí)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(lái)提升兩倍圖像處理能力，但功耗與成本也很高，常見(jiàn)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(shù)由來(lái)已久，它為解決日益增長(zhǎng)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(shí)代，以Voodoo2為代表的SLI技術(shù)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(lǐng)域，也早就SGI等廠商開(kāi)發(fā)出了幾十甚至上百個(gè)顯示核心共同工作的系統(tǒng)，用于軍用模擬等領(lǐng)域。 多顯卡并行機(jī)制的歷史最早可以追溯到1998年，當(dāng)時(shí)的顯卡市場(chǎng)可以說(shuō)是3Dfx一家獨(dú)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(dāng)時(shí)最先進(jìn)的3D特性。即便如此，其性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足游戲廠商的需要。這時(shí)，3dfx3dfx推出了令發(fā)燒友瘋狂的“SLI交錯(cuò)互連技術(shù)”，讓兩塊Voodoo 2顯卡連接起來(lái)并行運(yùn)作，從而獲得近乎翻倍的3D效能。這項(xiàng)技術(shù)的推出在font color=#FF8000|3dfx推出了令發(fā)燒友瘋狂的“SLI交錯(cuò)互連技術(shù)”，讓兩塊Voodoo 2顯卡連接起來(lái)并行運(yùn)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(jiǎn)單的說(shuō)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(shù)。要實(shí)現(xiàn)多顯卡技術(shù)一般來(lái)說(shuō)需要主板芯片、顯示芯片以及驅(qū)動(dòng)程序三者的支持。 主流方案 現(xiàn)在支持這一技術(shù)的主要是兩大顯示芯片廠商nVIDIA的SLI技術(shù)和ATi的CrossFire技術(shù)。nVIDIA的SLI篇SLI的兩款顯卡地位并不是對(duì)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(fù)責(zé)任務(wù)指派、渲染、后期合成、輸出等運(yùn)算和控制工作，而副卡只是接收來(lái)自主卡的任務(wù)進(jìn)行相關(guān)處理，然后將結(jié)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(wù)指令通過(guò)PCB連接卡傳送給副卡，副卡將渲染完畢的結(jié)果數(shù)據(jù)返回給主卡合成，另一部分為處理過(guò)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(shù)要求相同的SLI顯卡，ATI卻沒(méi)有如此苛刻的硬件要求，CrossFire的構(gòu)建具有更強(qiáng)的靈活性，允許用戶選用不同廠商和型號(hào)的顯卡。CrossFire主卡與子卡協(xié)同運(yùn)算、獲得最終輸出效果的方式類似于SLI，但在細(xì)節(jié)上仍有差異。 4. 雙卡互聯(lián)簡(jiǎn)介雙卡互聯(lián)就是所謂的SLI和CrossFire技術(shù) 。 隨著PCI-E平臺(tái)的在市場(chǎng)中的逐步推廣，NVIDIA將原來(lái)3DFX公司的Voodoo2 SLI技術(shù)再次引入，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)正式發(fā)布了以融合NVIDIA自身特點(diǎn)的SLI技術(shù)。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(shù)。能讓多塊NVIDIA GeForce系列或者NVIDIA Quadro顯卡工作在一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)公司在過(guò)去的三年來(lái)一直將Multi VPU應(yīng)用于商用飛機(jī)模擬器的研制。Multi VPU可將屏幕顯示劃分成多個(gè)方形區(qū)域，就如同國(guó)際象棋棋盤(pán)一般，一塊顯卡負(fù)責(zé)渲染所有的黑格而另一塊則負(fù)責(zé)所有的白格。實(shí)際上這就是Multi VPU架構(gòu)的工作原理。 其中，一塊顯卡會(huì)設(shè)為主卡而另一塊則會(huì)為從卡并兩卡都將通過(guò)接口最終與顯示器相連。接口或是互連設(shè)備則需同時(shí)與兩塊顯卡的DVI接口相接。這一方式十分有利于負(fù)載均衡，至少?gòu)睦碚撋峡匆粠?huà)面的渲染速度會(huì)達(dá)到以往的兩倍之多。不過(guò)這只是理論值，實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)或許會(huì)有些差別。編輯本段實(shí)戰(zhàn)組建SLI系統(tǒng)時(shí)間回到2004年，nVIDIA推出了核心代號(hào)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(méi)有預(yù)料到NV40的性能會(huì)是如此的強(qiáng)大，核心代號(hào)為R420的Radeon X800 XT倉(cāng)促應(yīng)戰(zhàn)，結(jié)果性能之爭(zhēng)仍是Geforce 6800Ultra略勝一籌。旗艦產(chǎn)品，是一家公司技術(shù)方面的象征，而性能之王，則是技術(shù)領(lǐng)先的印證。于是ATi再將Radeon X800XT的頻率作進(jìn)一步的提升，推出了擁有怪獸級(jí)散熱器和超高時(shí)鐘頻率武裝的ATI Radeon X850 XT PE，將最強(qiáng)游戲單卡的王座奪下。而奇怪的是，nVIDIA方面似乎對(duì)此熟視無(wú)睹，還宣布取消NV48的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。而到了6月29日，也就是nVIDIA收購(gòu)3DFX三周年的日子，nVIDIA正式發(fā)布了SLI技術(shù)將使用在NV4X顯卡上，憑借可以將兩張顯卡同時(shí)工作而獲得基本成倍性能提升的SLI系統(tǒng)對(duì)抗ATi。 nVIDIA官方聲稱SLI系統(tǒng)能夠提供相對(duì)單卡1.9倍的性能，聯(lián)想到單張Geforce 6800Ultra令人驚訝的強(qiáng)勁性能，而只要購(gòu)買(mǎi)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(duì)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(gè)圖形芯片同時(shí)工作而獲得更高的性能。資深的玩家應(yīng)該記得當(dāng)年的3DFX首次推出VOODOO2 SLI，通過(guò)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(dāng)時(shí)頂級(jí)的3DF性能。雖然同樣是使兩張顯卡同時(shí)工作，但是nVIDIA推出的SLI技術(shù)實(shí)際上和3DFX的SLI技術(shù)不盡相同，VOODOO2的SLI是通過(guò)兩張顯卡分別負(fù)責(zé)奇偶幀的渲染，而達(dá)到減輕顯卡負(fù)擔(dān)，提高性能的目的；而nVIDIA的SLI技術(shù)，則又所不同。 當(dāng)兩個(gè)圖形顯卡通過(guò)一個(gè)外置的橋式連接器連通后，驅(qū)動(dòng)程序能自動(dòng)識(shí)別該配置并進(jìn)入“SLI Multi-GPU”模式。在“SLI Multi-GPU”模式下，驅(qū)動(dòng)程序?qū)蓚€(gè)顯卡配置為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備：也就是說(shuō)，所有的圖形處理程序?qū)⑦@兩個(gè)圖形芯片視為一個(gè)獨(dú)立的邏輯設(shè)備。NVIDIA的驅(qū)動(dòng)程序NVIDIA的驅(qū)動(dòng)程序在維持著色中的對(duì)稱上扮演了一個(gè)重要的角色，它考慮工作量并作出兩個(gè)關(guān)鍵決定： 1）決定著色方法； 2）根據(jù)著色方法，決定兩個(gè)GPU之間的工作量分擔(dān)。NVIDIA支持兩個(gè)主要的著色方法NVIDIA支持兩個(gè)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(gè)GPU對(duì)隔開(kāi)的幀著色（舉例來(lái)說(shuō)，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(gè)都是獨(dú)立幀，AFR效率最高，這是因?yàn)榘ㄖ痦旤c(diǎn)、光柵化和逐象素在內(nèi)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(yùn)行在AFR模式，最高有87的性能提升。而SFR是把一個(gè)單幀的著色分配到兩個(gè)GPU當(dāng)中。NVIDIA的驅(qū)動(dòng)程序平時(shí)并不確定使用AFR還是SFR，NVIDIA的軟件工程師配置了100個(gè)流行游戲中的大多數(shù)并為每一個(gè)創(chuàng)建了配置文件，決定在每個(gè)游戲中它們默認(rèn)應(yīng)該使用AFR還是SFR模式。只要幀之間沒(méi)有依賴關(guān)系，NVIDIA的驅(qū)動(dòng)程序就默認(rèn)為AFR。 要運(yùn)行SLI就要組建支持SLI的平臺(tái)，組建SLI系統(tǒng)，需要：1、支持SLI的主板；2、需要兩張通過(guò)nVIDIA SLI認(rèn)證的顯卡；3、windows XP操作系統(tǒng)。工作站/服務(wù)器級(jí)別的主板雖然nForce4 SLI不是第一個(gè)支持SLI的芯片組，但是Intel的 Tumwater(E7525)主板是屬于工作站/服務(wù)器級(jí)別的主板，所以目前家用級(jí)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(lái)看，SLI的前景相當(dāng)光明，nVIDIA已經(jīng)準(zhǔn)備推出支持SLI的nForce 5 Intel芯片組，而VIA、SIS也會(huì)推出所謂的Dual PCI GFX技術(shù)，只是等待nVIDIA點(diǎn)頭而已。所以以現(xiàn)在的情況，要組建SLI平臺(tái)，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(méi)有它的幫助，SLI系統(tǒng)是不可能組成的。選購(gòu)顯卡的時(shí)候就要注意而顯卡方面，則一定要通過(guò)nVIDIA SLI認(rèn)證的顯卡，PCB上的SLI接口就是最好的說(shuō)明。選購(gòu)顯卡的時(shí)候就要注意一下，根據(jù)nVIDIA的說(shuō)明，兩張顯卡需要是同牌子同型號(hào)才可以啟動(dòng)SLI功能。就現(xiàn)在市場(chǎng)情況，nVIDIA為我們分開(kāi)了高端的Geforce 6800Ultra、中端的Geforce 6800GT和Geforce 6800、低端的Geforce 6600GT3個(gè)等級(jí)。Geforce 6600GT SLI系統(tǒng)的顯卡得分已經(jīng)相當(dāng)驚人，而且可以實(shí)現(xiàn)4屏輸出，這樣的設(shè)備對(duì)于要配置低端圖形工作站的消費(fèi)者是有相當(dāng)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(shuō)明，高端的Geforce 6800Ultra所組建的SLI系統(tǒng)所需的電源瓦數(shù)高達(dá)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(dú)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(dāng)整合主板和高檔NVIDIA顯卡組成SLI時(shí)，在模式下使用集成顯卡，在模式下使用獨(dú)立顯卡。這樣可以起到省電的效果。 性能模式：當(dāng)整合主板和低檔NVIDIA顯卡如Geforce8400或者Geforce8450組成SLI時(shí)，可以使兩張顯卡同時(shí)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?yàn)橄胱屪约旱娘@卡在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升，就在Voodoo2上應(yīng)用了SLI技術(shù)，它是現(xiàn)在NVIDIA SLI的前身將兩塊Voodoo2分別