La sigla SLI fue utilizada por primera vez por 3dfx para Scan-Line Interleave , que se introdujo en el mercado de consumo en 1998 y se utilizó en la línea de tarjetas de vídeo Voodoo2 . [2] [3] [4] [5] Después de comprar 3dfx, Nvidia adquirió la tecnología [6] [7] pero no la utilizó. Nvidia más tarde reintrodujo el nombre SLI en 2004 y pretendía que se utilizara en sistemas informáticos modernos basados en el bus PCI Express (PCIe); sin embargo, la tecnología detrás del nombre SLI ha cambiado drásticamente.
Implementación
SLI permite que dos, tres o cuatro unidades de procesamiento gráfico (GPU) compartan la carga de trabajo al renderizar gráficos de computadora 3D en tiempo real . Lo ideal es que se instalen GPU idénticas en la placa base que contenga suficientes ranuras PCI Express , configuradas en una configuración maestro-esclavo . A todas las tarjetas gráficas se les asigna una carga de trabajo igual para renderizar, pero la salida final de cada tarjeta se envía a la tarjeta maestra a través de un conector llamado puente SLI. Por ejemplo, en una configuración de dos tarjetas gráficas, la maestra trabaja en la mitad superior de la escena, la esclava en la mitad inferior. Una vez que la esclava termina, envía su renderizado a la maestra para combinarlo en una imagen antes de enviarlo al monitor.
El puente SLI se utiliza para reducir las limitaciones de ancho de banda y enviar datos entre ambas tarjetas gráficas directamente. Es posible ejecutar SLI sin utilizar el conector del puente en un par de tarjetas gráficas de gama baja a media (por ejemplo, 7100GS o 6600GT) con los controladores Forceware 80.XX o posteriores de Nvidia. Dado que estas tarjetas gráficas no utilizan tanto ancho de banda, los datos se pueden transmitir solo a través de los conjuntos de chips de la placa base. Sin embargo, si hay dos tarjetas gráficas de gama alta instaladas y se omite el puente SLI, el rendimiento se verá gravemente afectado, ya que el conjunto de chips no tiene suficiente ancho de banda.
Las configuraciones incluyen:
SLI de dos, tres y cuatro vías utiliza dos, tres o cuatro tarjetas gráficas individuales respectivamente.
Dos GPU en una tarjeta gráfica. Algunos ejemplos son la GeForce GTX 590, la GeForce GTX 690 y la GeForce GTX Titan Z. Esta configuración tiene la ventaja de implementar SLI bidireccional, mientras que solo ocupa una ranura PCI Express y (normalmente) dos ranuras de expansión de E/S. Esto también permite SLI de cuatro vías utilizando solo dos tarjetas (lo que se conoce como Quad SLI).
Nvidia ha creado un conjunto de perfiles de videojuegos personalizados en cooperación con editores de videojuegos que habilitarán automáticamente SLI en el modo que proporcione el mayor aumento de rendimiento.
Dos Nvidia GeForce GTX 690 en una configuración dual-SLI
Nvidia tiene tres tipos de puentes SLI:
Puente estándar (reloj de píxeles de 400 MHz [8] y ancho de banda de 1 GB/s [9] )
Puente LED (reloj de píxeles de 540 MHz [10] )
Puente de gran ancho de banda (reloj de píxeles de 650 MHz y ancho de banda de 2 GB/s [11] )
El puente estándar se incluye tradicionalmente con las placas base que admiten SLI y se recomienda para monitores de hasta 1920×1080 y 2560×1440 a 60 Hz. El puente LED lo venden Nvidia, [12] EVGA, [13] y otros y se recomienda para monitores de hasta 2560×1440 a 120 Hz y superiores y 4K. Los puentes LED solo pueden funcionar con el reloj de píxeles aumentado si la GPU admite ese reloj. El puente de alto ancho de banda solo lo vende Nvidia [14] y se recomienda para monitores de hasta 5K y surround.
La siguiente tabla proporciona una descripción general del ancho de banda teórico máximo para transferencias de datos según las especificaciones del tipo de puente que se encuentran en el mercado abierto: [15]
Modos SLI
Representación de fotogramas divididos (SFR)
GeForce GTX 780 Ti instalada en una PC en una configuración SLI de 2 vías
Esto analiza la imagen renderizada para dividir la carga de trabajo de manera equitativa entre las dos GPU. Para ello, el fotograma se divide horizontalmente en proporciones variables según la geometría. Por ejemplo, en una escena en la que la mitad superior del fotograma es en su mayor parte cielo vacío, la línea divisoria se reducirá, lo que equilibrará la carga de trabajo de la geometría entre las dos GPU.
Representación de cuadros alternativos (AFR)
Cada GPU renderiza fotogramas enteros en secuencia. Por ejemplo, en una configuración bidireccional, una GPU renderiza los fotogramas impares y la otra los fotogramas pares, uno tras otro. Las salidas terminadas se envían al maestro para su visualización. Idealmente, esto daría como resultado que el tiempo de renderizado se redujera en la cantidad de GPU disponibles. En su publicidad, Nvidia afirma hasta 1,9 veces el rendimiento de una tarjeta con la configuración bidireccional. Si bien AFR puede producir velocidades de cuadro generales más altas que SFR, también exhibe el artefacto temporal conocido como micro tartamudeo , que puede afectar la percepción de la velocidad de cuadros. Cabe destacar que, si bien la frecuencia con la que llegan los fotogramas puede duplicarse, el tiempo para producir el fotograma no se reduce, lo que significa que AFR no es un método viable para reducir el retraso de entrada.
Suavizado de bordes SLI
Este es un modo de renderizado independiente que ofrece hasta el doble de rendimiento de antialiasing al dividir la carga de trabajo de antialiasing entre las dos tarjetas gráficas, lo que ofrece una calidad de imagen superior. Una GPU realiza un patrón de antialiasing que está ligeramente desplazado respecto del patrón habitual (por ejemplo, ligeramente hacia arriba y hacia la derecha), y la segunda GPU utiliza un patrón desplazado por una cantidad igual en la dirección opuesta (hacia abajo y hacia la izquierda). La composición de ambos resultados proporciona una calidad de imagen superior a la que normalmente es posible. Este modo no está pensado para velocidades de cuadro más altas y, de hecho, puede reducir el rendimiento, sino que está pensado para juegos que no están limitados por la GPU, ofreciendo una imagen más clara en lugar de un mejor rendimiento. Cuando está habilitado, el antialiasing SLI ofrece opciones avanzadas de antialiasing: SLI 8×, SLI 16× y SLI 32× (solo para sistemas SLI cuádruple). [16]
SLI híbrido
Hybrid SLI es el nombre genérico de dos tecnologías, GeForce Boost y HybridPower. [17]
GeForce Boost permite combinar la potencia de renderizado de un procesador gráfico integrado (IGP) y una GPU discreta para aumentar el rendimiento. [17]
HybridPower, por otro lado, es otro modo que no está pensado para mejorar el rendimiento. La configuración consta de un IGP y una GPU en el módulo MXM . El IGP ayudaría a la GPU a mejorar el rendimiento cuando la computadora portátil está conectada a una toma de corriente, mientras que el módulo MXM se apagaría cuando la computadora portátil se desconectara de la toma de corriente para reducir el consumo general de energía de los gráficos. [18] [19] Hybrid SLI también está disponible en placas base de escritorio y PC con tarjetas de video discretas PCI-E. NVIDIA afirma que se puede lograr el doble de rendimiento con una placa base IGP con capacidad para Hybrid SLI y una tarjeta de video GeForce 8400 GS . [20] [21]
Posteriormente, HybridPower pasó a llamarse Nvidia Optimus .
SLI HB
En mayo de 2016, Nvidia anunció que la serie GeForce 10 contaría con un nuevo puente SLI HB (High Bandwidth); este puente utiliza 2 dedos SLI en la PCB de cada tarjeta y esencialmente duplica el ancho de banda disponible entre ellos. Solo las tarjetas de la serie GeForce 10 admiten SLI HB [22] [23] y solo se admite SLI de 2 vías a través de este puente para tarjetas de una sola GPU. [22] La interfaz SLI HB funciona a 650 MHz, mientras que la interfaz SLI heredada funciona a 400 MHz, que es más lenta. [24]
Desde el punto de vista eléctrico, hay pocas diferencias entre el puente SLI normal y el puente SLI HB. Es similar a dos puentes normales combinados en una PCB. Sin embargo, la calidad de la señal del puente ha mejorado, ya que el puente SLI HB tiene una longitud de traza ajustada para garantizar que todas las trazas del puente tengan exactamente la misma longitud. [24]
Una revista de juegos para PC hizo una comparación entre los puentes SLI y sus sucesores SLI HB con rayos X, y encontró diferencias en el trazado de PCB que permitían que las frecuencias de reloj subieran de 400 MHz a 650 MHz y, por lo tanto, las velocidades de datos junto con eso. Con el aumento del ancho de bus, se debería esperar un aumento notable del ancho de banda; sin embargo, las pruebas con una GPU GTX 1080 mostraron que las mejoras en el rendimiento de los juegos eran marginales. Los puentes HB más nuevos están iluminados por LED (a menudo iluminando la parte posterior de algún logotipo) y, como resultado, son más costosos que los puentes anteriores con una funcionalidad básica comparable. [25]
Advertencias
No todas las placas base con múltiples ranuras PCI-Express x16 admiten SLI. El 10 de agosto de 2009, Nvidia anunció que Intel y otros fabricantes de placas base líderes, incluidos ASUS, EVGA, Gigabyte y MSI, han licenciado la tecnología Nvidia SLI para incluirla en sus placas base basadas en el chipset Intel P55 Express diseñadas para los próximos procesadores Intel Core i7 e i5 en el zócalo LGA 1156. [26] Las placas base más antiguas que utilizan los predecesores del P55, Intel P35 o Intel P45 , no admiten SLI. Las placas base recientes a octubre de 2017 que lo admiten son los chipsets de las series Z y X de Intel (Z68, Z77, Z87, Z97, Z170, Z270, Z370, X79, X99 y X299) junto con los chipsets 990FX, X370 y X399 de AMD. [27] Los chipsets anteriores, como el Intel X58 , podían soportar SLI de 2 vías sobre PCI-e de 16 carriles. Para que las placas base de esa generación admitieran más de dos GPU, debían implementar chipsets Nvidia nForce .
En una configuración SLI, las tarjetas pueden ser de fabricantes mixtos, nombres de modelos de tarjetas, revisiones de BIOS o velocidades de reloj. Sin embargo, deben ser de la misma serie de GPU (por ejemplo, 8600, 8800) y nombre de modelo de GPU (por ejemplo, GT, GTS, GTX). [28] Hay raras excepciones para configuraciones "SLI mixtas" en algunas tarjetas que solo tienen un nombre de código de núcleo coincidente (por ejemplo, G70, G73, G80, etc.), pero esto no es posible de otra manera, y solo sucede cuando dos tarjetas coincidentes difieren solo muy ligeramente, un ejemplo es una cantidad diferente de memoria de video, procesadores de flujo o velocidad de reloj. En este caso, la tarjeta más lenta/menor se vuelve dominante y la otra tarjeta coincide. Otra excepción es la GTS 250, que se puede emparejar con la 9800 GTX+, ya que la GPU GTS 250 es una GPU 9800 GTX+ rebautizada.
En los casos en que dos tarjetas no sean idénticas, la tarjeta más rápida (o la tarjeta con más memoria) funcionará a la velocidad de la tarjeta más lenta o deshabilitará su memoria adicional. (Tenga en cuenta que, si bien las preguntas frecuentes aún afirman que se admite un tamaño de memoria diferente, la compatibilidad se eliminó desde la revisión 100.xx del paquete de controladores Forceware de Nvidia). [28]
SLI no siempre ofrece un beneficio en el rendimiento; en algunos casos extremos, puede reducir la velocidad de cuadros debido a las particularidades de la codificación de una aplicación. [29] Esto también es cierto para CrossFire de AMD , ya que el problema es inherente a los sistemas multi-GPU. Esto se observa a menudo cuando se ejecuta una aplicación en resoluciones bajas.
Los usuarios que tengan una configuración Hybrid SLI deben cambiar manualmente los modos entre HybridPower y GeForce Boost , mientras que el cambio automático de modo no estará disponible hasta que haya actualizaciones futuras disponibles. Hybrid SLI solo admite DVI de enlace único con una resolución de pantalla de 1920 × 1200. [30]
Al utilizar SLI con AFR , la velocidad de cuadros subjetiva a menudo puede ser inferior a la velocidad de cuadros informada por las aplicaciones de evaluación comparativa, e incluso puede ser peor que la velocidad de cuadros de su equivalente de una sola GPU. Este fenómeno se conoce como microstuttering y también se aplica a CrossFire, ya que es inherente a las configuraciones de múltiples GPU. [31]
Con la nueva serie de tarjetas gráficas RTX 20xx lanzada en 2018, la interconexión ya no es SLI HB. Estas tarjetas más nuevas utilizan NVLink como base de comunicación y requieren un puente NVLink de tres o cuatro ranuras de longitud, en parte debido a consideraciones térmicas y a la disponibilidad de los zócalos. A partir de ahora, solo se pueden conectar dos tarjetas GPU con NVLink; no es posible conectar tres, cuatro o cuatro vías con puentes NVLink, aunque NVLink, por principio, es una interfaz muy versátil. [23]
A partir de la serie GeForce RTX 3000, SLI ha sido reemplazado efectivamente por NVLink . [32]
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