SLI / CrossFire Test

Techniek

Voordat we de zin- en onzin van SLI en Crossfire verder gaan analyseren, eerst een duik in de techniek. In de basis werken beide technologieën op exact dezelfde wijze; de rekenkracht van twee of meer GPU's wordt gecombineerd om de beelden van een 3D-game op het scherm te toveren. Het verdelen van het rekenwerk van een game kan op verschillende manieren, waarvan er in de praktijk twee daadwerkelijk gebruikt worden: SFR en AFR, wat staat voor Split Frame Rendering en Alternate Frame Rendering. Bij de eerste methode wordt het beeld horizontaal in tweeën gehakt en berekent de ene videokaart de ene helft en de ander de andere helft. Het lijkt relatief simpel, maar toch komt er bij SFR nog heel wat kijken: je kunt immers niet het beeld domweg halverwege splitsen, aangezien de twee helften qua rekenwerk dan niet noodzakelijk even zwaar zullen zijn. Voor ieder beeld moet dus eerst bepaald worden op welke positie de juiste snede gemaakt moet worden en die berekening vergt natuurlijk ook heel wat van de GPU's, zodat je een belangrijk gedeelte van de performance eigenlijk al kwijt raakt.

Vandaar dat in de praktijk in verreweg de meeste gevallen van AFR gebruik gemaakt wordt. Bij deze methode berekenen videokaarten om en om de beelden die op het scherm gezet worden. Kaart 1 doet frame N, kaart 2 doet frame N+1, kaart 1 doet weer N+2, en zo verder. Omdat er geen extra berekeningen nodig zijn, werkt AFR in de regel beter, maar er is uiteraard ook een nadeel. Om efficiënt te kunnen werken rekent een enkele videokaart in de regel al drie frames vooruit. Met twee kaarten ben je dus al zes frames vooruit aan het berekenen. Wanneer het spel werkt op 60 fps, is de videokaart op een bepaald tijdstip dus al bezig met de informatie die pas over een tiende seconde nodig is.

Vertraging

Nu is die vertraging van AFR-rendering in de regel niet echt merkbaar, maar wanneer je meer dan twee GPU's gaat combineren wordt het lastig. Neem als voorbeeld CrossfireX met twee dual-GPU-kaarten; om efficiënt te kunnen werken zouden dus 4x3 = 12 frames vooruit berekend worden. Dat is een vertraging die het speelplezier aardig kan beperken. Geen wonder dat in dergelijke gevallen double/triple-buffering al snel wordt uitgeschakeld, maar dat beperkt weer de efficiëntie van de GPU's. Een andere methode is om SFR en AFR te combineren; de eerste geen chips berekenen elk de helft van frame N, de andere twee elk de helft van N+1. Dan heb je echter weer opnieuw de vertraging die SFR met zich mee brengt. Al met al mogen we concluderen vat SLI/Crossfire met drie of meer GPU's heel wat technische haken en ogen heeft en zodoende nooit zo goed kan schalen als van één naar twee GPU's.

Wie het gaat duizelen met al die technieken, hoeft zich overigens geen zorgen te maken. Zowel ATI als nVidia doen uitgebreid onderzoek naar welke methodes het best werken bij de diverse games die op de markt zijn. De Catalyst en ForceWare drivers maken geheel automatisch de juiste keuzes zodra je een game opstart. Om deze reden is het voor SLI / Crossfire gebruikers extra belangrijk om drivers altijd up-to-date te houden. Één ding moet je je wel altijd bedenken; zowel SFR als AFR hebben overhead en dat betekent dat je nooit exact twee keer zo hoge prestaties kunt bewerkstelligen met twee kaarten. In uitzonderlijke gevallen zal de stijging richting de 90% gaan, maar iets in de buurt van 60% is gebruikelijker.

Micro-stuttering

Alternate frame rendering (AFR) lijkt de ideale manier om multi-GPU systemen te laten werken, maar met deze methode is er nog een ander probleem. Het blijkt in de praktijk lastig om twee GPU's goed synchroon te laten werken. In sommige gevallen kan het zijn dat het berekenen van het ene frame een stuk sneller gaat dan het berekenen van het volgende frame, omdat beide GPU's op een bepaald moment niet even efficiënt hun werk kunnen doen. Daardoor kan het zijn dat bijvoorbeeld de even frames sneller berekend worden dan de oneven frames. Dit heeft als resultaat dat de tijd die tussen de frames zit flink kan verschillen. Bij relatief lage framerates kan dat tot een verstoring in het beeld geven. Wanneer je in een first person shooter een vloeiende beweging naar rechts maakt, kan deze een beetje stotterend op het scherm komen. Weinig eindgebruikers geven aan hier last van te hebben, maar sommige sites lijken er hun levenswerk van te maken om dit zogenaamde micro-stuttering voor het voetlicht te brengen. Een keertje Googlen op de term kan geen kwaad, maar wat ons betreft is het geen reden om van SLI of Crossfire af te zien.