منذ أن أصبح من الممكن استخدام العديد من بطاقات الرسومات في نظام ما ، رأينا المتحمسين يتوقون إلى آلات بغيضة مع 2 أو 3 أو حتى 4 بطاقات رسومات مثبتة فيها في نفس الوقت. تم اعتبار أجهزة الكمبيوتر المزودة ببطاقات رسومات متعددة أفضل ما يمكن أن تقدمه الصناعة على الإطلاق. حتى أننا رأينا العديد من وحدات معالجة الرسومات يتم حشرها في نفس بطاقات الرسومات باستخدام بطاقات مثل Nvidia GeForce GTX 690 و AMD R9295 × 2. ولكن مع كل الضجيج والمجد ، لم يبدو أن أنظمة GPU المتعددة قد بدأت بالفعل. واجهت شعبيتها انخفاضًا سريعًا ومفاجئًا بعد فترة وجيزة من ذروة أنظمة GPU المتعددة. كان هناك العديد من العوامل المتضمنة في هذا الانخفاض ، أحدها عدم موثوقية نظام التجسير الذي تم استخدامه لربط كروت الشاشة ببعضها البعض.
بطاقتا رسومات Nvidia GeForce GTX 1080 في SLI - الصورة: Nvidia
كانت تقنية Nvidia لتوصيل بطاقتي رسومات أو أكثر مع بعضها البعض تُعرف باسم SLI والتي تعني واجهة ارتباط قابلة للتطوير. كانت تقنية اشترتها Nvidia من 3dfx Interactive ، التي قدمتها في عام 1998. بشكل أساسي ، كان SLI هو الاسم التجاري لتقنية Nvidia متعددة GPU التي تم إنشاؤها لربط بطاقتي رسومات أو أكثر في إخراج واحد باستخدام خوارزمية معالجة متوازية. كما قدمت شركة AMD المنافسة لشركة Nvidia نسختها من التكنولوجيا والتي عُرفت باسم Crossfire.
كيف يعمل SLI؟
تعمل بطاقات الرسومات في نظام SLI بتكوين رئيسي - تابع ، مما يعني أنه يتم تعيين دور 'رئيسي' لإحدى البطاقات على الرغم من توزيع الحمل بالتساوي بين جميع البطاقات. عندما تنتهي البطاقة 'التابعة' من تصييرها ، فإنها ترسل إخراجها إلى السيد الذي يجمع بعد ذلك بين العرضين ويقدم صورة مخرجة إلى الشاشة. في تكوين بطاقتين ، عادةً ما تتعامل البطاقة الرئيسية مع النصف العلوي من الصورة بينما تتعامل البطاقة التابعة مع النصف السفلي.
طريقة عمل SLI - الصورة: Linus Tech Tips
البطاقتان (أو أكثر) متصلتان عبر جسر SLI أو موصل SLI. الغرض الرئيسي من جسر SLI هو إنشاء اتصال بين البطاقات والسماح للبطاقات بإنشاء مسار اتصال بينهما. بدون جسر SLI ، على الرغم من أنه من الممكن تشغيل بطاقات متعددة ، إلا أن هناك عدم تطابق في المواصفات والنتائج عادة ما تكون سيئة للغاية. يقلل جسر SLI من قيود النطاق الترددي ويمكنه إرسال البيانات مباشرة بين البطاقات. الأنواع الثلاثة لـ SLI Bridges هي:
- الجسر القياسي (400 Mhz Pixel Clock، 1GB / s bandwidth): هذا جسر قياسي مضمن مع اللوحات الأم التي تدعم SLI حتى 1920 × 1080 و 2560 × 1440 @ 60 هرتز.
- جسر LED (540 MHz Pixel Clock): موصى به للشاشات حتى 2560 × 1440 عند 120 هرتز + و 4 K. يمكن أن تعمل فقط على Pixel Clock المتزايدة إذا كانت وحدة معالجة الرسومات تدعم تلك الساعة. يتم بيعها من قبل Nvidia بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من شركاء AIB.
- جسر النطاق الترددي العالي أو جسر SLI HB (650 MHz Pixel Clock و 2GB / s Bandwidth): هذا هو أسرع جسر وتباع حصريًا بواسطة Nvidia. يوصى به للشاشات حتى 5K والصوت المحيط. تتوفر جسور SLI HB فقط في تكوينات ثنائية الاتجاه ، لذا فإن الإعدادات التي تحتوي على أكثر من بطاقتين لا يحالفها الحظ هنا.
آلية عمل SLI
يعمل SLI باستخدام طريقتين رئيسيتين. أحدهما هو SFR أو Split Frame Rendering ، حيث يحلل النظام الصورة المقدمة لتقسيم الحمل بين وحدات معالجة الرسومات المتصلة في SLI. يتم تقسيم الإطار إلى قسمين باستخدام خط أفقي. يعتمد وضع الخط على هندسة المشهد. سيكون العامل الرئيسي الحاسم في وضع الخط هو تعقيد الحمل الذي يتطلبه المشهد في مناطق مختلفة. إذا كانت إحدى البطاقات تعرض الجزء العلوي من مشهد به السماء ، فسيكون الخط أقل في الصورة لتعويض فرق التحميل بين البطاقتين.
هناك طريقة أخرى يعمل بها SLI وهي AFR أو Alternate Frame Rendering وهو أمر واضح ومباشر. في هذه الطريقة ، يتم تقديم كل إطار آخر بواسطة وحدة معالجة رسومات مختلفة. تعرض إحدى البطاقات جميع الإطارات الفردية بينما تعرض الأخرى كل الإطارات الزوجية. تم إثبات أن AFR لديها معدل إطارات أفضل من SFR ، ومع ذلك ، فهي تقدم شكلاً جديدًا من أشكال التشويه المعروف باسم التأتأة الدقيقة. حتى إذا كان معدل الإطارات مرتفعًا بدرجة كافية ، يمكن أن يؤثر التلعثم الصغير على نعومة الصورة عن طريق إدخال تقطع صغير بين الإطارات بسبب الوتيرة المتغيرة التي تعمل بها البطاقات في AFR.
صعود وسقوط SLI
ارتفعت شعبية SLI خلال سلسلة بطاقات الرسوميات Kepler و Maxwell و Pascal ، ولكن منذ ذلك الحين ، شهدت انخفاضًا حادًا ومستمرًا. حتى خلال عصر سلسلة GTX 1000 من بطاقات الرسوم من Nvidia ، كانت شعبية SLI تتضاءل. بالتأكيد ، يمكن لبطاقات الرسومات SLI تقديم أداء أفضل من وحدة معالجة رسومات واحدة ، كما أنها تبدو رائعة عند تثبيتها داخل علبة ، ولكن كانت هناك مشكلات أكثر من مزايا SLI في المقام الأول.
بادئ ذي بدء ، كان عليك التحقق مما إذا كانت اللوحة الأم تدعم SLI. كانت هذه خطوة حيوية لأن بعض اللوحات الأم كانت تدعم SLI ، وبعضها يدعم Crossfire ، والبعض الآخر يدعم كلاهما بينما لا يدعم البعض الآخر. بعد ذلك ، كان يجب أن يكون لديك بطاقات رسومات متطابقة. كان هذا صعبًا لأنه جعل عرض القيمة منحرفًا حقًا عند مقارنته ببطاقة رسومات واحدة ذات أداء أفضل. يجب أن تكون بطاقات الرسومات من نفس الطراز والمجموعة ، وحتى نفس الشركة المصنعة في وقت سابق ، ولكن تم تخفيف ذلك إلى حد ما لاحقًا. يتطلب تشغيل بطاقات رسومات متعددة أيضًا وحدة إمداد طاقة قوية ومكلفة (والتي يمكنك معرفة المزيد عنها هنا ) ، والحرارة أيضًا بحاجة إلى المراقبة والتحكم فيها نظرًا لوجود العديد من البطاقات المتعطشة للطاقة والتي تعمل على مقربة من بعضها البعض.
أنت بحاجة إلى الكثير من الطاقة لتشغيل إعداد SLI مثل هذا - الصورة: GPUMag
كان كعب أخيل الحقيقي لنظام SLI البيئي هو دعم اللعبة. لم تكن كل الألعاب تدعم SLI وحتى تلك التي فعلت ذلك ، فقد حققت مكاسب غير مبهرة في الأداء عند الأخذ في الاعتبار الاستثمار الإضافي. في معظم الحالات ، كان من الأفضل لك شراء بطاقة رسومات مفردة أكثر قوة بدلاً من بطاقتي رسومات أضعف ووضعهما في SLI. على مر السنين ، أصبح دعم SLI أكثر سوءًا ، ونادرًا ما يفكر فيه المطورون في الألعاب الحديثة. أخيرًا ، جاءت الضربة القاتلة من Nvidia نفسها ، التي أنهت دعم SLI من غالبية تشكيلة بطاقات الرسومات الخاصة بها. اعتبارًا من تشكيلة Turing لوحدات معالجة الرسومات ، فإن الأفضل فقط ، وهو RTX 3090 ، يدعم SLI. هذا يعني أن SLI للمستهلكين العاديين ميت بشكل فعال فيما يتعلق بالألعاب.
ما هو NVLink؟
مع تشكيلة Turing من بطاقات الرسوميات ، جلبت Nvidia تقنية جديدة لتوصيل العديد من بطاقات الرسوم المعروفة باسم NVLink. إنها واجهة ذات عرض نطاق ترددي عدة مرات مثل واجهة SLI القديمة ولديها أيضًا العديد من الميزات والمراوغات الإضافية. من الناحية الفنية ، فهو عبارة عن بروتوكول اتصالات سلكي تسلسلي متعدد الممرات رابط اتصال قريب المدى. حقا لذيذ جدا أليس كذلك؟ بعبارات أكثر عمومية ، إنها واجهة اتصال محسّنة بين بطاقات رسومات Nvidia المتعددة التي تعد بمزايا وميزات أكثر من SLI القديم.
تعد NVLink بقفزة هائلة في عرض النطاق الترددي - الصورة: Nvidia
يمكن اعتبار NVLink محاولة من Nvidia لاستعادة الحصة السوقية لوحدات معالجة الرسومات المتعددة التي تضاءلت في عام 2020. تعد هذه التكنولوجيا بجعل الألعاب باستخدام بطاقات رسومات متعددة طريقة مرغوبة وعالية الكفاءة في المستقبل القريب. NVLink هو في الأساس جسر أسرع بكثير من SLI ويهدف إلى سد فجوة الكمون بين بطاقتي الرسومات. يقول توم بيترسون ، مدير التسويق الفني بشركة Nvidia ، ما يلي في هذا الصدد:
يوضح بيترسن: 'هذا الجسر مرئي للألعاب ، وهذا يعني أنه ربما سيكون هناك تطبيق ينظر إلى وحدة معالجة رسومات واحدة وينظر إلى وحدة معالجة رسومات أخرى ويفعل شيئًا آخر'. 'تكمن المشكلة في الحوسبة متعددة وحدات معالجة الرسومات في أن زمن الانتقال من وحدة معالجة رسومات إلى أخرى بعيد جدًا. يجب أن تمر عبر PCIe ، يجب أن تمر عبر الذاكرة ، إنها مسافة طويلة حقيقية من منظور المعاملة '...' NVLink يصلح كل ذلك. لذا فإن NVLink يخفض زمن انتقال طريقة نقل GPU إلى GPU. لذلك فهو ليس مجرد عرض نطاق ترددي ، إنه مدى قرب ذاكرة وحدة معالجة الرسومات مني. وحدة معالجة الرسومات تلك الموجودة عبر الرابط ... يمكنني أن أفكر في ذلك نوعًا ما على أنه أخي وليس قريبًا بعيدًا. '
وأضاف أيضًا أن NVLink كانت خطة مستقبلية أكثر من كونها حلاً حاليًا:
'فكر في الجسر أكثر لأننا نريد إرساء الأساس للمستقبل ،' ... 'وبمجرد أن ينجح ذلك ، ونقوم بنشر الجسور لدينا ، ويتفهم الأشخاص أنه مرحبًا ، هذا جسر 100 جيجابايت / ثانية ، ثم أنظر لهذا.'
يبدو أن Nvidia تعتمد بالفعل على مستقبل NVLink بدلاً من الحاضر. تعرف Nvidia أن دعم وحدات معالجة الرسومات المتعددة أمر مخيب للآمال إلى حد ما في الوقت الحالي ، لذا فهم يريدون تقديم تقنية لن تحاول فقط تغيير منظور مطوري اللعبة ، ولكن أيضًا آراء المستهلك العام فيما يتعلق بوحدات معالجة الرسومات المتعددة الدعم.
كيف يعمل NVLink؟
على عكس SLI ، يستخدم NVLink الشبكات المعشقة وهي عبارة عن طوبولوجيا شبكة تتصل فيها عقد البنية التحتية مباشرة بطريقة غير هرمية. يسمح ذلك بترحيل المعلومات بواسطة كل عقدة على حدة بدلاً من توجيهها عبر عقدة واحدة معينة. كما يسمح للعقد بالتنظيم الذاتي ديناميكيًا مما يسمح بتوزيع ديناميكي لأعباء العمل. تكتسب NVLink قوتها الرئيسية من هذه الآلية وهي سرعتها.
تخلص NVLink أيضًا من العلاقة بين السيد والعبد لتطبيق SLI ، بل إنه يعامل كل عقدة على قدم المساواة مما يحسن سرعة العرض بشكل كبير. على عكس SLI ، تتمتع NVLink بميزة إمكانية الوصول إلى ذكريات بطاقتي الرسومات طوال الوقت. ويرجع ذلك إلى التنفيذ المذهل للشبكة المتداخلة لـ NVLink. بشكل أساسي ، تكون العلاقة بين بطاقات NVLink ثنائية الاتجاه وتعمل البطاقتان المتصلتان كواحدة.
كيف يعمل NVLink - الصورة: Linus Tech Tips
تنعكس سرعة واجهة NVLink في عرض النطاق الترددي لجسورها. في حين أن أفضل جسور SLI كان لديها عرض نطاق ترددي يبلغ 2 جيجابايت / ثانية في أحسن الأحوال ، يعد جسر NVLink بسعة 200 جيجابايت / ثانية مذهلة في بعض الحالات. من المؤكد أن جسور NVLink بسعة 160 و 200 غيغابايت / ثانية مقتصرة على وحدات معالجة الرسومات الاحترافية من Nvidia Quadro GP100 و GV100 على التوالي ، لكن هذه الأرقام لا تزال تشهد على القفزة المذهلة في عرض النطاق الترددي لواجهة NVLink عبر SLI. يمكن لوحدات معالجة الرسومات المتحمسة من الدرجة الأولى مثل TITAN RTX أو 2080Tis توقع عرض نطاق ترددي محتمل يصل إلى 100 جيجابايت / ثانية في معظم الحالات.
هل يستحق NVLink ذلك؟
فهل قام NVLink من Nvidia بإصلاح مشكلات عرض GPU المتعدد في الألعاب؟ حسنًا ، الجواب لا يزال لا. على الرغم من أن NVLink قد قطعت خطوات إيجابية في الاتجاه الصحيح ، لا سيما في الطريقة التي يتم بها رفع كلتا البطاقتين مقارنةً بـ SLI ، فإن مشكلة SLI لم تكن المنهجية. تكمن المشكلة الحقيقية وراء النظام البيئي متعدد وحدات معالجة الرسومات في دعم الألعاب. حتى مع NVLink ، تواجه معظم الألعاب الموجودة اليوم صعوبة في الاستفادة من أكثر من وحدة معالجة رسومات. مع الأخذ في الاعتبار تكلفة بطاقتي رسومات ، وتحسين الأداء قليلًا أو معدومًا في معظم السيناريوهات ، سيكون من غير الحكمة الاستثمار في NVLink لتطبيقات المستهلك مثل الألعاب.
NVLink vs SLI Bridge - الصورة: Nvidia
للعمل الاحترافي ، قد يكون NVLink هو مجرد الترقية المطلوبة. للأشخاص الذين يعملون مع وحدات معالجة الرسومات Quadro من Nvidia أو البطاقات مثل RTX A6000 يمكن أن يكون NVLink عونًا كبيرًا ليس فقط لتحسين أداء العرض ولكن أيضًا بسبب حقيقة أن NVLink يسمح بإتاحة الذاكرة الإجمالية لكلتا البطاقتين والتي يمكن أن تكون مساعدة كبيرة في أعباء العمل الاحترافية.
على الرغم من ذلك ، بالنسبة لمعظم اللاعبين ، فإن اختيار بطاقة رسومات واحدة توفر أداءً أفضل خارج الصندوق هو فكرة أفضل من شراء بطاقتين أضعف وتوصيلهما عبر NVLink أو SLI لهذه المسألة.
الكلمات الأخيرة
كانت تكنولوجيا SLI من Nvidia مثيرة للاهتمام وجذابة عندما تم إطلاقها لأول مرة وسرعان ما اكتسبت شعبية بسبب إمكاناتها والدعم اللائق إلى حد ما من المطورين خلال حقبة Maxwell و Pascal. ومع ذلك ، فإن ذروة SLI لم تدم طويلًا حيث تقدمت الصناعة بسرعة إلى الأمام وتركت SLI في الماضي مع تخلي كل من المطورين واللاعبين عن التكنولوجيا لصالح وحدات معالجة رسومات واحدة أكثر قوة.
حاولت Nvidia إعادة اختراع سوق وحدات معالجة الرسومات المتعددة من خلال إطلاق NVLink وهو اتصال محسّن كثيرًا عبر SLI ، لكنه لا يزال يفشل في حل العديد من المشكلات التي تعاني منها SLI في المقام الأول. وهذا يجعلها توصية صعبة في عام 2020 للاعبين عندما يمكن لبطاقات الرسومات المفردة القوية تقديم تجربة أفضل بشكل موثوق وبتكلفة أرخص.
