GeForce GTX 700-serie SLI review: GeForce GTX 760/770/780 in SLI en 3-way SLI

SLI: moet je het willen?

Laat gezegd zijn, we zijn bij Hardware.Info niet de grootste SLI (en CrossFireX) fans ter wereld. We hebben er inmiddels alweer sinds 2004 ervaring mee en hoewel de problemen uit de begindagen toch al jaren tot het verleden behoren, blijft het zo dat het met het combineren van twee videokaarten altijd maar weer afwachten is of er daadwerkelijk significant betere game-prestaties mogelijk zijn. We zien het in de benchmarks op de volgende pagina's ook; in sommige games werkt het als een trein en zien we zelfs een prestatieverbetering die in de buurt komt van de theoretische verdubbeling, in andere games werkt het voor geen meter. Een algemeen beeld is daardoor lastig te geven, al berekenen we aan het eind van het artikel wel een gemiddelde schaling.

Ons credo is en blijft: wanneer je kiest tussen één high-end videokaart of twee mid-range kaarten in SLI, ga dan altijd voor het enkele exemplaar. In de regel zal het beter, probleemlozer én zuiniger werken. Wij zien SLI als interessante mogelijkheid voor twee scenario's: allereerst het upgraden van een bestaand systeem met een tweede, identieke kaart (als je die op het moment dat je dat wil doen nog kunt vinden uiteraard) en als tweede een mogelijkheid om met meerdere high-end kaarten een prestatieniveau te behalen wat met een losse videokaart niet mogelijk is. Als voor wat je wil gaan doen een losse GeForce GTX Titan niet toereikend is, en die scenario's zijn niet zo moeilijk om te bedenken, juist dan zijn meerdere high-end kaarten in SLI potentieel zinnig. Mits je de investering kunt bekostigen uiteraard...

Een van de belangrijkste redenen waarom we sceptisch zijn is niet eens zozeer dat SLI of CrossFire in sommige games niet goed werkt, als wel het feit dat de extra frames die berekend worden en daarmee dus zorgen voor de hogere behaalde framerate niet altijd überhaupt iets toevoegen. De reden daarvoor is een gegeven dat we eind maart als beschreven in een update-artikel over frametime tests, klik hier om dat terug te lezen.

In de ideale wereld zouden twee videokaarten die in een SLI of CrossFire configuratie samenwerken keurig synchroon moeten werken. Beide GPU's zouden bijvoorbeeld netjes iedere 20 milliseconde een nieuw gerenderd frame moeten afleveren, waarbij de tijdstippen dat GPU 2 een frame voltooit telkens 10 ms. later is dan GPU 1, zodat ze er precies tussenin vallen. De ideale wereld zou er als volgt uitzien:

Helaas is de praktijk weerbarstiger en dat heeft als oorzaak dat het berekenen van beelden in een 3D game niet binnen een voorgedefinieerde, constante hoeveelheid tijd kan gebeuren. Wanneer een videokaart een spel rendert fluctueert de framerate en dat komt doordat sommige beelden nu eenmaal sneller te berekenen zijn dan andere. De tijden tussen de verschillende frames van een enkele videokaart variëren dus al flink en het is (vrijwel) niet te voorspellen hoe lang het berekenen van toekomstige frames zal duren. Het synchroniseren van GPU 2 op GPU 1 is dus erg lasig, met als resultaat dat in de praktijk de frames die GPU 2 aflevert, absoluut niet exact halverwege de momenten dat GPU 1 dat doet te plaatsen zijn. Het kan best zijn dat een frame van GPU 2 vrijwel direct na een frame van GPU 1 klaar is, of juist wat lang op zich liet wachten zodat het pas klaar is op het moment dat GPU 1 ook weer bijna een nieuw frame heeft. Onderstaande afbeelding toont een voorbeeld van twee GPU's die, zoals in de praktijk dus gebruikelijk, niet volledig synchroon werken.

Waar in de hardwarewereld de afgelopen maanden een kleine rel over is ontstaan, is dat AMD frames direct toont zodra ze klaar zijn. Als GPU's dan erg asynchroon lopen op een bepaald moment, kan het zijn dat beelden van één van beide GPU's niet of vrijwel niet in beeld komen. Zie het bovenstaande voorbeeld: frame 1, 3 en 5 zoals berekend door GPU 1 worden immers al direct weer opgevolgd door 2, 4 en 5. Je kunt er dus over redetwisten hoe 'nuttig' die berekende beelden zijn.

Nvidia heeft binnen de SLI-architectuur een technologie om dat tegen te gaan, het zogenaamde frame metering. Daarbij worden beelden opzettelijk een beetje vertraagd om twee GPU's synchroon te laten lopen. In het voordeel hierboven zou dat betekenen dat frame 2, 4 en 6 zoals berekend door GPU 2 pas iets later naar de monitor worden doorgestuurd. Dat heeft als voordeel dat alle frames even lang en even veel in beeld zijn, met positieve resultaten bij reviewsites die gebruik maken van Nvidia's FCAT testmethode. Maar ook hier moet je vraagtekens bij stellen: wanneer frames een beetje vertraagd worden, hoe waardevol zijn ze dan? Wat er op de betreffende frame te zien is, hoort namelijk bij een iets eerder tijdstip. En hoewel frame metering er dus wel degelijk voor zorgt dat frames meer gelijkmatig naar het scherm vloeien, betekent het niet dat animaties op het scherm soepeler worden. Sterker nog; je kunt beredeneren dat het minder wordt. Juist voor die-hard FPS-gamers, waarvoor iedere vertraging letterlijk killing kan zijn, is AMD's methode vermoedelijk te preferen. Overigens: AMD is druk in de weer om in haar drivers ook een vorm van frame metering in te bouwen. Zodra dat werk voltooid is moet je volgens AMD bij Crossfire instellingen tussen beide methodes moeten kunnen kiezen.

Dit effect is de afgelopen jaren al meermaals besproken door voor- en tegenstanders van SLI en Crossfire en luistert naar de term micro-stuttering. En voor de duidelijkheid, AMD en Nvidia hebben daar in potentie allebei last van, maar op een andere manier. AMD dus omdat frames (vrijwel) niet in beeld zijn, Nvidia dus omdat de frames wellicht netjes getimed zijn, maar de beelden die zichtbaar zijn dat niet per se zijn. 

En je kunt je voorstellen; als het synchroniseren van twee GPU's al hoofdpijn is, dan is het met drie of vier nóg lastiger...

Lang verhaal kort: SLI en CrossFireX kan wel degelijk meer frames opleveren, zoals we ook zullen zien in de benchmarks op de volgende pagina. Maar of die frames daadwerkelijk nut hebben en of een SLI-schaling van 70% ook daadwerkelijk als 70% sneller aanvoelt is niet zo 1-2-3 te bewijzen. Zelfs met een FCAT-achtige testmethode niet; je kunt dan aantonen wat er zichtbaar is, maar om aan te tonen of SLI écht nut heeft zou je eigenlijk voor iedere combinatie van game, instellingen en kaarten een onderzoek moeten doen ala ons 120 Hz Event. Je zult begrijpen dat dat wat praktische bezwaren heeft...

Schrijven we SLI en Crossfire daarmee af? Nee, zeer zeker niet. Want juist in situaties waar er veel tijd tussen frames zit (en waar de framerate laag is), is het synchroniseren van GPU's juist eenvoudiger en zal het probleem zoals hierboven beschreven veel minder effect hebben. En juist daar komen SLI en CrossFireX van pas: niet om instellingen die al 200 fps opleveren nog eens te verhogen naar 300 fps, maar juist om games/instellingen die met een enkele kaart (net) niet vloeiend speelbaar zijn, met twee kaarten wél soepel over het scherm te laten gaan. En daarvan zijn er gelukkig voldoende voorbeelden en dat zie je niet alleen terug in grafieken, maar merk je in de praktijk ook écht.