SLI & Crossfire

http://img246.imageshack.us/img246/8...ossfiredl2.png

Inleiding
Crossfire en SLI: kort komt het erop neer dat twee of meer videokaarten in één systeem worden geplaatst om zo meer rekenkracht en betere prestaties te krijgen. Hoewel nVidia's SLI (Scalable Link Interface) de grondlegger was van extra gamingpower (in 2004), heeft ook concurrent ATI met haar Crossfire (2005) inmiddels een stevige vinger in de pap. Daar SLI of Crossfire vanaf het begin nog iets voor de echte, fanatieke die-hard gamer met een groot budget was, is het nu voor steeds meer mensen betaalbaar. Tegenwoordig zijn er ook zeer veel moederborden op de markt met meer dan één videokaartslot. In dit artikel wordt gekeken naar de zin en onzin van Crossfire en SLI. Levert het nu daadwerkelijk zoveel extra rekenkracht op? En weegt dat ook op tegen de extra kosten? En wat komt er allemaal bij kijken?

Techniek
Voordat we de zin en onzin verder weerleggen, kijken we eerst even naar de techniek ervan. Beide technologieën werken op exact dezelfde wijze. De rekenkracht van twee (of meer) videokaarten worden gecombineerd om de beelden van een 3D-game op je scherm weer te geven. Het verdelen van dit rekenwerk gebeurt in de praktijk op twee manieren: Split Frame Rendering (SFR) en Alternate Frame Rendering (AFR). Bij SFR wordt het beeld horizontaal in tweeën verdeeld en berekent elke videokaart zijn eigen helft. Het lijkt simpel, maar er komt toch wel wat bij kijken. Zo kan het beeld niet domweg halverwege gesplitst worden, aangezien de twee helften qua rekenwerk niet even zwaar zullen zijn. Voor ieder beeld moet dus eerst worden bepaald op welke positie het beeld moet worden gesplitst. Het nadeel hiervan is dat je al een deel van je performance kwijtraakt.


Daarom wordt er meer gebruikt gemaakt van AFR. Bij deze methode berekenen de videokaarten om en om de beelden die moeten worden weergegeven. Kaart 1 doet frame n, kaart 2 doet frame n+1, kaart 1 doet weer frame n+2 enzovoorts. Omdat hiervoor geen extra berekeningen nodig zijn, werkt het in de praktijk sneller, maar er is uiteraard ook een nadeel. Om zo efficiënt mogelijk te kunnen werken, rekent elke videokaart in de regel al 3 frames vooruit. Met 2 videokaarten worden er dus al 6 frames vooruit gerekend. Met een spel dat op 60 frames per seconde draait, wordt er dus al 1 tiende seconde vooruit gerekend, wat ook weer ten koste gaat van de totaal beschikbare rekenkracht.

http://img222.imageshack.us/img222/2579/afrpb2.png


Meer dan twee videokaarten
De eerder genoemde vertraging bij AFR lijdt tot problemen wanneer er meer dan twee videokaarten gebruikt worden. Neem bijvoorbeeld twee dual-GPU kaarten (3780x2) in CrossfireX. Om efficiënt te kunnen werken moeten er dus al 4x3 = 12 frames vooruit gerekend worden. Dat kan het spelplezier aardig bederven. Men zou dan AFR en SPR kunnen combineren, zodat de eerste twee chips frame n berekenen en de andere twee chips frame n+1. Maar dan zit je weer met de vertraging die SFR met zich meebrengt. Al met al kan geconcludeerd worden dat drie of meer GPU's in één systeem voor problemen gaan zorgen, en dat het maar de vraag is of er wel een dusdanige prestatiewinst is. Eén ding staat sowieso vast: omdat zowel SFR als AFR te maken hebben met overhead, krijg je nooit exact twee keer zo hoge prestaties. Rond de 60% is gemiddeld.

Verder is het nog belangrijk om te weten welk type videokaart je als tweede GPU bij in je computer kan steken om in SLI of Crossfire modus te werken. Bij ATI videokaarten kan je vrij probleemloos mixen: kaarten van een ander merk, andere serie, het is geen probleem Het is dus mogelijk om een Sapphire Radeon HD4870 te combineren met bijv. een Asus EAH4850. Bij nVidia's SLI is het belangrijk om een tweede identieke videokaart te nemen. Heb je een GTX280 in je computer steken, heb je dus ook een tweede GTX280 kaart nodig, liefst nog van hetzelfde merk als je eerste.

Bechmarks
Op internet zijn vele bechmarks te vinden. Daar wij van PCHelper deze bechmarks niet zelf hebben uitgevoerd, kunnen we de resultaten helaas hier niet weergeven. Wel kunnen er een aantal links worden gegeven naar de websites die deze benchmarks wel hebben uitgevoerd. Een zeer goede website, waar deels dit artikel opgebaseerd is, is de website Hardware.info. Op hun website zijn alle videokaart met hun specificaties en benchmarks te vinden. Nu volgen een aantal links met artikelen over opstellingen in Crossfire en SLI.
- SLI & Crossfire Test
- nVidia GeForce 9800 GTX (+ SLI / 3-weg SLI) Test
- XFX/nVidia GeForce 9800 GX2 Quad-SLI test
- 2x ATI Radeon HD 3870 X2 in Crossfire
- ATI Radeon X1950 Crossfire Test

Voeding
Als je besluit te gaan voor twee of meer videokaarten, is de keuze van een voeding zeer belangrijk. Naast het beschikbare aantal aansluitingen is het wattage een zeer belangrijk punt. Zo verbruikt een enkele GTX280 maximaal 236W. Combineer je dat in 3-weg SLI, dan zit je dus al op een piekbelasting van 708W. Tel daarbij een overgeklokte CPU, moederbord en geheugen modules bij op, plus alle andere apparatuur zoals harde schijven, DVD-stations e.d., dan is het niet gek dat je zo over de 1000W heen gaat. Met de huidige energieprijzen kan gamen dan ineens een dure hobby worden. En daarbij te bekenden dat 1000W dan eigenlijk niet voldoende is, omdat een voeding rond de 75% van zijn maximale capaciteit het efficiëntst werkt. Je komt dan dus uit op een voeding van 1200+W. Kassa!

Moederbord
Ook het moederbord is een belangrijke keuze bij het gebruikt van twee of meer videokaarten. Vooral het effect van het aantal PCI-Express-lanes dat een moederbord voor de videokaarten beschikbaar heeft is van belang. Op moment van schrijven hebben alleen Intel's X38 en X48 en nVidia's 780-, 790- en ATI 790FX-chipsets twee videokaartsloten met elk 16 lanes. Bij de populaire P45 chipsets wordt dit gedeeld naar 2x acht. Kijkend naar het verschil in benchmarks komt dit maar tot zo'n 3,5%, wat is feite verwaarloosbaar is, maar in specifieke gevallen (zoals bij Crysis) is de prestatie met 2x 16 lanes beduidend beter dan bij moederborden met 2x acht lanes in de PCI-Express sloten.

Conclusie
Gezien de vele benchmarks op het internet komt Crossfire en SLI het beste in zijn recht op hoge resoluties. In de regel geldt: hoe hoger de resolutie, hoe minder CPU-afhankelijkheid er bestaat en hoe meer winst een tweede videokaart kan opleveren. Bij een resolutie van 1900x1200 is de schaling in de meeste gevallen op z'n best: zo'n 50 tot 80% prestatiewinst. Bij 3-weg SLI op Quad CrossfireX werkt meestal averechts: het is lastig om het geheel werkend te krijgen en de extra kosten wegen bij lange na niet op tegen de eventuele prestatiewinst. Wel moet gezegd worden dat als je besluit om voor Crossfire of SLI te gaan, dat je het dan in één keer moet doen. Een upgrade op langere termijn heeft weinig zin: Wie een klein jaar geleden een HD3870 kocht en nu een tweede erbij zou willen kopen, kan beter kiezen voor één HD4870, omdat de prestatie daar al beter van is dan van twee HD3870 in Crossfire. Want onthoudt, de hardware-wereld gaat ontzettend hard: wat je vandaag koopt was gisteren al weer veroudert.