第5页:SLI渲染模式技术回顾
Voodoo 2的SLI技术采用帧线方式划分任务:一幅渲染的画面被分成奇数渲染帧和偶数渲染帧两个部分,然后交给两块显卡分别渲染,完毕之后再统一合成。虽然NVIDIA继续沿用了“Scalable Link Interface”的名号,但工作的方式已经有本质性的不同。
NVIDIA SLI的工作原理分为三种,它们分别是SFR(分屏渲染),AFR(交叉渲染)以及兼容模式。

分屏渲染很好理解,简单的说就是通过驱动将游戏画面切割成上下两块,然后由两块显卡分头出力相应的部分,在NVIDIA的SLI系统中,一幅渲染的画面被划分为上下两个部分,主显卡完成上部分画面,副显卡则完成下半部分的画面,然后副显卡将渲染完毕的画面传输给主显卡,主显卡再将它与自己渲染的上半部分画面合成为一幅完整的画面。这样,一个完整的SLI并行渲染任务就完成了。同理,倘若有四块GPU并行运作,那么画面会被分成四个部分分别渲染,8个GPU并行也是如此。

除了分屏渲染外,AFR交叉渲染技术也是SLI的一大组成部分,交叉渲染技术不同于分屏渲染。交叉渲染技术将画面切分为奇数帧和偶数帧,然后将奇数帧交给主卡偶数帧则交给副卡。在游戏运行时两块显卡以奇偶交错的方式渲染画面。除了SFR和AFR之外,兼容模式的引入也增强了SLI技术的兼容性。其实所谓的兼容模式就是当显卡遇到无法支持SLI的游戏后为了让游戏正常运行,驱动指派显卡以兼容模式运行,最大程度兼容游戏程序的一种模式。
但是,这种动态平衡技术并非万能的,NVIDIA SLI的无法支持在不同的显卡间构建并行系统,而两块显卡协同工作时上下两部分画面的V-Sync(垂直同步)也是一个问题,如果打开该功能势必会对游戏性能产生一定的影响,不过NVIDIA表示已采用缓存技术来解决这个问题,另外建立SLI工作模式后的两块显卡也都支持超频,但必须使两块显卡的频率完全保持一致。

传统的多GPU技术多半采用任务均分的方式,两块显卡完成的渲染任务量完全均等,Voodoo 2的SLI、ATI的MAXX显卡和XGI的Volari Duo产品都是采纳类似的思想。但这种任务均等分派的设计并不科学:主显卡或主GPU必须承担额外的控制、任务分配、画面合成和输出等工作,用于渲染的运算资源较少,但它必须完成与副卡一样多的任务。结果自然是,副卡率先将任务完成,把结果数据回传后便处于等待状态,直到主卡将本批次任务处理完毕之后才可以继续进行任务指派;第二,同一幅画面不同区域的复杂度并不相同,所需的运算量也不一样,如果使用Voodoo 2的帧线划分方式那也没什么,但NVIDIA的SLI采用划分上下画面的方式,如在常见的赛车游戏中,画面上半部分几乎是静态的,而下半部分就非常复杂,需要处理的数据量很大,单纯将画面作均等的划分很不科学。

为此,NVIDIA另行开发了一套动态负载平衡技术,画面的上下划分并不是按照固定的一半一半方式,而是根据画面的复杂情况进行划分,如可能为4:5或3:2等非均等的模式。这样的分配并不是为了保证工作量在两块卡间的绝对平均分配,而是要将两块显卡完成渲染任务的时间保持一致,以此达到效能的最优化。考虑到主显卡需要承担额外的控制任务,用于实际渲染运算的资源较少,动态负载平衡算法就可以根据这一前提,将任务量适当多给副卡分担。
这样,NVIDIA所构建的SLI系统就可以保证两块显卡都工作在最佳效率条件下。要提到的是,这项动态负载平衡算法并不是集成在GPU芯片内部,而是在驱动程序中整合,NVIDIA可以方便对其进行修改,以提供更佳的性能。
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