آشنايي با مباني پيکربندي هاي Multi-GPU
امروزه مادربردهايي که داراي چند اسلات PCLeهستند به يک گروه عادي از محصولات تبديل شده اند و گسترش پيکربندي هاي Multi-GPU نيز در تشديد اين گرايش نقش مهمي داشته است. پيکربندي فناوري هاي Nvidia SLIو AMD Cross Fire کار نسبتاً آساني است، اما بايد انتظار چه ميزان افزايش عملکرد را از آن ها داشته باشيم؟
نصب يک چيدمان متشکل از چند کارت گرافيکي مي تواند کمي پيچيده باشد و به احتمال پرسش هايي وجود دارند که شما به دنبال پاسخ آن ها هستيد. اسلات هاي PCI Express بايد چقدر سريع باشند؟ آيا شما به يک کانکتور Bridge ماين کارت ها نياز داريد؟ پردازنده اصلي سيستم براي بهره گيري صحيح از چنين پيکربندي گرافيکي بايد تا چه اندازه قدرتمند باشد؟ما در اين مقاله تلاش مي کنيم تا با انجام آزمايش هاي مختلف، پاسخ هاي قابل قبولي را براي اين نوع پرسش ها بيابيم.
به منظور ارزيابي نحوه مقياس دهي SLI و CrossFire با قدرت پردازنده اصلي سيستم، ما نرخ کلاک پيش فرض 2/66 گيگاهرتزي (20×133مگاهرتز) پردازنده مرجع Core i5-750 خود را تا سطح نزديک به 4 گيگاهرتز (21×190 مگاهرتز) را با تغيير کلاک مبنا و ضريب فرکانس در تنظيمات بايوس سيستم، افزايش داده ايم. بر روي تمام پردازنده هاي اينتل که به ويژگي Turbo Boostمجهز هستند (و در گروه هاي Extreme Edition يا سري K قرار ندارند)، شما مي توانيد ضريب فرکانس را تنها به ميزان يک واحد افزايش دهيد ما يک مادربرد GigabayteP55A-UD7 را انتخاب و Turbo Boostرا غير فعال کرديم. به اين ترتيب، تعداد هسته هاي پردازنده بدون تغيير باقي ماند.
برخلاف ساير سکوهايي که به پيکربندي Cross Fireمحدود شده اند، مادربرد گيگابايت مبتني بر P55 مورد استفاده ما از هر دو فناوري SLIو Cross Fire پشتيباني مي کند که باعث مي شود همسان نگه داشتن سکو آسان تر باشد.
نصب درايور بر روي کارت هاي Nvidia
به منظور توزيع سه بعدي مابين دو کارت گرافيکي در حالت SLI، شما بايد از GPU يکسان با بافرهاي فريم مشابه استفاده کنيد. استفاده از GPUهاي متفاوت و يا کارت هاي مبتني بر يک GPU مشابه اما با ظرفيت هاي حافظه متفاوت براي اين منظور مناسب نخواهد بود، گرچه درايوهاي فعلي در صورت شناساي دو تراشه متفاوت که از طريق پل SLI به يکديگر متصل شده اند، عملاً هيچ پيام خطايي را نمايش نمي دهند. حتي با وجود آن که پل مذکور در سکوت کامل پذيرفته مي شود، اما شما هيچ افزايشي را در عملکرد سه بعدي خود مشاهده نخواهيد کرد زيرا درايو نمي تواند حالت SLI را فعال کند. تنظيمات منوي SLI تنها زماني ظاهر خواهند شد که کارت هاي گرافکيي نصب شده قادر به همکاري باشند.
وقتي از دو يا چند کارت گرافيکي استفاده مي کنيد، صرفنظر از اين که آيا GPUهاي آن ها با يکديگر انطباق دارند يا خير، مي توانيد يکي از کارت ها را به شتابدهي محاسبات فيزيکي(Physx) اختصاص دهيد. اين کار حتي زماني که دو کارت در يک پيکربندي SLI با يکديگر کار مي کنند و شما کارت سومي را به سيستم اضافه کرده ايد، امکانپذير خواهد بود. براي آزمايش هاي ما، دو کارت GeForce GTX 280و يک کارت GeForce GTX 275 با استفاده از يک پلway SLI-3 به يکديگر متصل شده اند. داريو، دو GeForce GTX 280 را به عنوان يک پيکربنديSLI تشخيص مي دهد و به شما امکان مي دهد که يکي از کارت هاي GeForce GTX 280يا GeForce GTX 275 کارت اضافي را براي محاسباتي فيزيکي رزرو کنيد. درايو هيچ مشکلي براي اداره سه کارت گرافيکي که از طريق پل SLI به يکديگر متصل شده اند، ندارد. عدم انطباق کارت سوم در تشکيل پيوند SLIناديده گرفته شده است. آزمايش هاي مقايسه اي ما نتايج جالب توجهي را به نمايش گذاشتند. عملکرد سيستم با ايجاد پل ارتباطي ما بين دو کارت GeForce GTX 280 تقريباً دو برابر شده بود، در حاليکه کارت GeForce GTX 275 سوم هيچ تأثيري بر عملکرد نداشت. پس از نصب، تمام درايورهاي مورد نياز به طور خودکار نصب شده و به کارت هاي گرافيکي متناظر تخصيص داده مي شوند. اگر مشغول انجام يک نصب تازه باشيد، درايور يک پيکربندي SLI را اعلام مي کند و تمام کاري که بايد انجام دهيد اين است که آن را با تيک زدن يک گزينه فعال کنيد. اگر همه چيز به خوبي پيش برود، پيکربندي شما کار خود را آغاز کرده و کارت هاي گرافيکي به محض اجراي هر بازي که يک پروفايل SLI در درايو Nvidia به آن اختصاص داده شده باشد، فشار کاري رندر سه بعدي را مابين خود تقسيم مي کنند. حتي بدون استفاده از يک کانکتور پل فيزيکي مابين کارت هاي گرافيکي نيز امکان فعال سازي اين ويژگي وجود خواهد داشت.
نصب درايور بر روي کارت هاي AMD
با کمي خوش شانسي، اين روش در نهايت به شما اجازه مي دهد که ازCatalyst Control Center استفاده کنيد، زيرا اين اينترفيس گرافيکي براي فعال کردن CrossFire ضروري است.
به محض اين که کارت هاي سازگار با CrossFire بر روي سيستم نصب شده و درايور کار خود را به طور صحيح آغاز کند، به شما پيشنهاد خواهد شد که حالت CrossFire را فعال کنيد. گزينه فعال سازي تقريباً هميشه به طور پيش فرض تيک خورده است. با اين حال شما هنوز بايد فيلترگذاري بافت و Anti-Aliasing را بر اساس اولويت هاي خود تنظيم کرده و سپس سيستم را مجدداً بوت کنيد تا تمام تنظيمات ذخيره سازي فعال شوند. با درايورهاي فعلي AMD، شما نمي توانيد CrossFire را بدون اتصال فيزيکي کارت هاي گرافيکي به يکديگر با استفاده از يک پل CrossFire فعال کنيد (البته به استثناي مواردي که در حال استفاده از پيکربندي هاي عمومي معيني هستند که از عملکرد بدون پل پشتيباني مي کنند).
از جنبه مثبت، برخلاف فناوري شما مي توانيد از پيکربندي CrossFire با کلاس هاي متفاوتي از GPUها استفاده کنيد. با اين حال، مقياس دهي عملکرد هميشه بي نقص نخواهد بود. در واقع نبايد انتظار داشته باشيد که چيزي بيش از دو برابر عملکرد ضعيف ترين کارت خود را به دست آوريد.
کانکتورها
در حالي که درايورهاي فعلي Nvidia امکان استفاده از پيکربندي SLI را بدون يک کانکتور Bridge فراهم مي کنند، اما اين وضعيت فشار اضافه اي را بر گذرگاه PCIe تحميل خواهد کرد. اگر هر يک از کارت ها تنها داراي يک اتصال باشند، امکان برقراري ارتباط مابين دو کارت وجود خواهد داشت. اگر هر يک از کارت ها داراي دو اتصال باشند، شما مي توانيد سه يا چهار کارت گرافيکي را با استفاده از يک کانکتور 3-Wayيا4-Way در پيکربندي multi-GPU خود ترکيب کنيد.
مزيت اتصال کارت ها با کانکتورهايBridge بايد به صورت جداگانه براي محصولات NvidiaوATI مورد بررسي قرارگيرد. در هنگام استفاده از کارت هاي گرافيکي معمولي، شما از يک کانکتور صرفنظر کنيد. زيرا گذرگاه PCI Express براي انتقال داده هاي مورد نياز به اندازه کافي سريع است. اين وضعيت تنها در مورد بعضي از پيکربندي هاي معين Cross Fire قابل استفاده خواهد بود که دو کارت Radeon HD 4650 يا يک جفت Radeon HD 4350 را در برمي گيرند. در مورد سري هاي پايين تر3000 Radeon HD يا سري هاي4670 Radeon HDو بالاتر، شما بايد از کانکتورهايBridge استفاده کنيد.
اگر کارت گرافيکي داراي دو اتصال کانکتورCross Fire باشند، مهم نيست که شما از کداميک از آن ها استفاده مي کنيد. استفاده از دو کانکتور براي اتصال دو کارت گرافيکي نيز با هيچ مزيتي همراه نخواهد بود زيرا تنها يک کانکتور براي هماهنگ سازي جريان داده ها و فراهم نمودن زمينه تشخيص پيکربندي Cross Fire براي درايور کافي خواهد بود.
تفاوت مابين PCIe x8 و PCIe x16
با اين حال نبايد نگران باشيد، زيرا آزمايش ها نشان مي دهند که حتي با کارت هاي سريع Radeon HD 5870و Radeon HD 5850. تأثير عملکردي سويچ از PCIe x16 به PCIe x8 تنها چند فريم در ثانيه است. به علاوه، در اين حال هر دو کارت به حالت x8 سوييچ خواهند کرد، حتي باوجود آن که يکي از اسلات ها مسير را در اختيار دارد، بر اساس گزارش ابزار GPU-Z، پيکربندي Cross Fire کاملاً پيکربندي شده است.
در مورد محصولات Nvidia، شما کمي انعطاف پذيري بيشتر را براي انتخاب اسلات در اختيار خواهيد داشت. در اين وضعيت حتي زماني که از کانکتور SLI Bridge استفاده نمي کنيد نيز اينترفيس PCIe تمام وظايف انتقال داده ها را اداره کرده و سريع ترين کارت هاي گرافيکي نيز به عنوان يک پيکربندي SLI شناسايي خواهند شد. با اين حال، ويژگي مذکور به بهاي از دست دادن سطحي از عملکرد فراهم شده است. به طور ايده آل، شما هميشه بايد از يک کانکتور براي اتصال دو کارت گرافيکي Nvidia به يکديگر استفاده کنيد. GPU-Z به طور جالب توجهي نشان مي دهد که چه موقع شما کارت هاي Nvidia را بر روي يک اسلات x16 و يک اسلات x8 ترکيب کرده ايد. در اين حالت، هر يک از کارت هاي پيکربندي SLI با سرعت اسلات متناظر خود کار خواهد کرد.
با يک کانکتور Bridge، تفاوت سرعت بر روي اسلات هايي با سرعت هاي مختلف در يک محدوده بسيار نزديک ديده مي شود. وقتي از يک کانکتور استفاده نمي کنيد، به آساني مي توان ديد که کارت ها چطور از سرعت هاي متفاوت اينترفيس استفاده مي کنند. در اين حالت عملکرد در حالت SLI تا 13 درصد افت مي کند.
پيکربندي GPUهاي ترکيبي اگر مي خواهيد يک پيکربندي SLI را راه اندازي کنيد، فقط مي توانيد از کارت هايي با يک مدل GPU يکسان استفاده کنيد. استفاده از محصولات چند توليدکننده کارت گرافيکي مشکل ساز نخواهد بود، اما در بدترين شرايط ممکن است بازبيني هاي سخت افزاري يا بايوس هاي کارت گرافيکي با يکديگر انطباق نداشته باشند. نرخ کلاک نيز مي تواند يک عالم مهم باشد. کارت گرافيکي اول (نزديک ترين کارت گرافيکي به CPU) معمولاً در پيکربندي SLI نقش اصلي (Master)را بازي مي کند. اگر کارت اصلي اورکلاک شده باشد، اين ريسک وجود دارد که کارت گرافيکي دوم نيز تلاش کند به همان سرعت برسد. اگر سيستم شما دايماً از کار مي افتد و يا بيش از حد داغ مي شود، بايد تنظيم نرخ کلاک کارت Master براي انطباق با کارت دوم (و حتي کندتر از آن) را امتحان کنيد و ببينيد که آيا پايداري پيکربندي شما را افزايش مي دهد يا خير، به علاوه، هر دو کارت بايد بافر فريم يکساني داشته باشند.
از سوي ديگر، امکان ترکيب کارت هاي AMD وجود خواهد داشت، اما شما هنگام انتخاب کارت ها بايد در داخل يک سري معين باقي بمانيد. ما تلاش کرديم تا يک کارت Radeon HD 5800 و يک کارت سري Radeon HD 5700 را با يکديگر ترکيب کنيم که عملي نبود. با اين حال، ترکيب يک کارت Radeon HD 5870 با يک Radeon HD 5850 يا يک Radeon HD 5830 کاملاً امکاپذير است.
صرفنظر قابل بحث بودن اين وضعيت، يک پيکربندي Cross Fire در بهترين حالت تنها دو برابر سرعت ضعيف ترين کارت خود را خواهد داشت. با اين حال، در اينجا حداقل کمي انعطاف پذيري به چشم مي خورد. اين روزها شما مي توانيد يک کارت Radeon HD 5830 را با قيمت نسبتاً پاييني خريداري کرده و پس از کاهش قيمت ها، کامپيوتر خود را با يک Radeon HD 5850 يا Radeon HD 5870 ارتقا دهيد.
ترکيب هاي مختلف به خوبي در آزمايش هاي ما کار کردند. با کارت هاي گرافيکي AMD، شما معمولاً از سريع ترين مدل به عنوان کارت Master استفاده مي کنيد. افزايش عملکرد با انجام اين کار بسيار اندک خواهد بود، اما مي توان اين افزايش را در تمام آزمايش ها مشاهده کرد. باز هم استفاده از يک ترکيب Cross Fire با کلاک هاي متفاوت مي تواند مشکلاتي را بخاطر نرخ کلاک بالاتر کارت Master ايجاد کند. شما براي رفع اين مشکل بايد نرخ کلاک کارت ها و يا ترتيب قرارگيري آن ها را تغيير دهيد. ما مجبور شديم اين کار را براي ترکيب سه کارتي خود با Radeon HD5830 .Radeon HD 5850 و Radeon HD 5870 انجام دهيم. در آزمايش ما Radeon HD 5870 به عنوان کارت Master پذيرفته نمي شد. تنها زماني که ما از Radeon HD 5870 به عنوان کارت سوم استفاده کرديم، پيکربندي به طور صحيح کار کرد. اين چيدمان تأثير چنداني بر عملکرد نداشت زيرا سرعت تمام کارت ها تا سطح Radeon HD 5830 کاهش يافته بود.
مقياس دهي CPU بر روي کارت هاي AMD
به منظور اندازه گيري مقياس دهي عملکرد CrossFire با عملکرد CPU، ما پردازنده Core i5-750 سيستم را از فرکانس 2/66 گيگاهرتز به 3/99 گيگاهرتز اورکلاک کرديم. تجربه هاي قبلي با CrossFire حاکي از آن است که کمي عملکرد بيشتر پردازنده براي استخراج چند فريم بيشتر در هر ثانيه بي تأثير نخواهد بود. با اين حال، بازي هاي مدرن با تفکيک پذيري هاي بالا و حجم بالايي از Antialiasing فشار بسيار سنگيني را بر کارت هاي گرافيکي تحميل مي کند.
به نظر نمي رسد افزايش عملکرد CPU در هنگام استفاده از جديدترين موتورهاي سه بعدي در بازي ها تأثير چنداني را به همراه داشته باشد. تنها موتور مرجع قديمي تر Directx 9(Half Life 2.Left 4 Deae. Left 4 Dead 2)تفاوت هاي معني داري را نشان مي دهد.
مقياس دهي CPU بر روي کارت هاي Nvidia
پشتيباني، مشکلات
شما مي توانيد گزينه مربوطه را در درايورها فعال کنيد، حتي اگر کارت هاي گرافيکي ديگر در حال برقراري ارتباط نباشند. چنين شرايطي چندان متداول نيستند، اما به آساني با غير فعال کردن و سپس فعال کردن مجدد گزينه مربوطه و بوت دوباره سيستم مي توانيد اين مشکل را برطرف کنيد. اگر متوجه شديد که سطح عملکرد پيکربندي SLI يا CrossFire در هنگام اجراي بازي ها تغيير کرده است نيز مي توانيد همين کار را انجام دهيد. حتي به عنوان يک کاربر باتجربه، شما بايد يک آزمايش مقايسه اي را اجرا کرده و نتايج آن را بررسي کنيد تا مطمئن شويد که پيکربنديSLI يا CrossFire بر روي کامپيوترتان هنوز به همان صورتي که انتظار داريد کار مي کند. براي يک کاربر علاقه مند به بازي ها که توجه اندکي به فناوري دارد اما شديداً نيازمند عملکرد اضافي اين پيکربندي ها است، فرآيند مذکور مي تواند بيش از حد پيچيده و آزار دهنده باشد.
در اينجا بايد به چند تذکر درباره پيکربندي هايSLI و CrossFire اشاره کنيم. به محض آن که دو يا سه کارت را در اين پيکربندي ها ترکيب مي کنيد، دماي ها GPU هميشه افزايش پيدا کرده و باعث مي شود که سرعت پنکه هاي خنک کننده کارت بالا رود. اين وضعيت به افزايش سرو صداي کامپيوتر شما منتهي خواهد شد. طراحي هاي فشرده براي يک کارت واحد بسيار عالي به نظر مي رسند، اما وقتي چند کارت را در کنار يکديگر به عنوان يک پيکربندي SLI يا CrossFire ترکيب مي کنيد، اسلات هاي PCIe که در فاصله نزديکي از هم قرار گرفته اند فضاي چنداني را براي مکيدن هواي خنک در اختيار مکانيزم خنک کننده کارت قرار نمي دهند. در هنگام استفاده از سه کارت، کارت مياني از هر دو طرف داغ مي شود. براي دستيابي به يک عملکرد پايدار، بايد يک پنک اضافي را در کنار کارت ها اضافه کنيد.
جمع بندي
آزمايش هاي ما به طور همساني يک افزايش عملکرد مابين 65تا 82 درصدي را در هنگام استفاده از چند کارت گرافيکي نشان داده اند. البته مقياس دهي عملکرد با آخرين کارت هاي سريGeForce GTX 400 بسيار چشمگيرتر بود. مقياس دهي عملکرد به پشتيباني بازي، تفکيک پذيري و GPUهاي مورد استفاده بستگي خواهد داشت. کارت هاي AMD Radeon HD به خوبي در پيکربندي CrossFire کار کرده و دو عدد از اين کارت ها مي توانند با يک Radeon HD 5850 رقابت کنند.
منبع:نشريه عصر شبکه 113
/م