Depuis qu'il est devenu possible d'utiliser plusieurs cartes graphiques dans un système, nous avons vu des passionnés aspirer à des machines bestiales avec 2, 3 ou même 4 cartes graphiques installées en même temps. Les PC équipés de plusieurs cartes graphiques étaient considérés comme les meilleurs de l'industrie. Nous avons même vu plusieurs GPU entassés dans les mêmes cartes graphiques avec des cartes comme la Nvidia GeForce GTX 690 et l'AMD R9 295 × 2. Mais avec tout son battage médiatique et sa gloire, plusieurs systèmes GPU n'ont jamais vraiment semblé décoller. Leur popularité a connu un déclin rapide et brutal peu de temps après le pic de plusieurs systèmes GPU. Il y avait plusieurs facteurs impliqués dans ce déclin, et l'un d'eux était le manque de fiabilité du système de pontage utilisé pour connecter les cartes graphiques entre elles.
Deux cartes graphiques Nvidia GeForce GTX 1080 en SLI - Image: Nvidia
La technique de Nvidia pour connecter deux cartes graphiques ou plus entre elles était connue sous le nom de SLI, qui signifie Scalable Link Interface. C'est une technologie que Nvidia a achetée à 3dfx Interactive, qui l'a introduite en 1998. Fondamentalement, SLI était le nom de marque de la technologie multi-GPU de Nvidia établie pour relier deux cartes graphiques ou plus en une seule sortie à l'aide d'un algorithme de traitement parallèle. Le rival AMD de Nvidia a également présenté sa version de la technologie, connue sous le nom de Crossfire.
Comment fonctionne SLI?
Les cartes graphiques dans un système SLI fonctionnent dans une configuration maître-esclave, ce qui signifie qu'une des cartes se voit attribuer le rôle de «maître» bien que la charge soit également répartie entre toutes les cartes. Lorsque la carte «esclave» termine son rendu, elle envoie sa sortie au maître qui combine alors les deux rendus et délivre une image de sortie au moniteur. Dans une configuration à deux cartes, la carte maître gère généralement la moitié supérieure de l'image tandis que la carte esclave gère la moitié inférieure.
Le fonctionnement de SLI - Image: Linus Tech Tips
Les deux cartes (ou plus) sont connectées via le pont SLI ou le connecteur SLI. L'objectif principal du pont SLI est d'établir une connexion entre les cartes et de permettre aux cartes d'établir une voie de communication entre elles. Sans le SLI Bridge, bien qu'il soit possible d'exécuter plusieurs cartes, les spécifications ne correspondent pas et les résultats sont généralement très médiocres. SLI Bridge réduit les contraintes de bande passante et peut envoyer des données directement entre les cartes. Les trois types de ponts SLI sont:
- Pont standard (Horloge pixel 400 Mhz, bande passante 1 Go / s): il s'agit d'un pont standard inclus avec les cartes mères prenant en charge SLI jusqu'à 1920 × 1080 et 2560 × 1440 à 60 Hz.
- Pont LED (Horloge pixel de 540 MHz): Recommandé pour les moniteurs jusqu'à 2560 × 1440 @ 120 Hz + et 4K. Il ne peut fonctionner sur une horloge pixel augmentée que si le GPU prend en charge cette horloge. Il est vendu par Nvidia ainsi que par divers partenaires AIB.
- Pont à bande passante élevée ou pont SLI HB (Horloge pixel de 650 MHz et bande passante de 2 Go / s): Il s'agit du pont le plus rapide et est vendu exclusivement par Nvidia. Il est recommandé pour les moniteurs jusqu'à 5K et Surround. Les ponts SLI HB ne sont disponibles que dans des configurations à 2 voies, donc les configurations avec plus de 2 cartes n'ont pas de chance ici.
Mécanisme d'action de SLI
SLI fonctionne selon deux méthodes principales. L'un d'eux est SFR ou Split Frame Rendering, dans lequel le système analyse l'image rendue pour répartir la charge entre les GPU connectés en SLI. Le cadre est divisé en deux à l'aide d'une ligne horizontale. Le placement de la ligne dépend de la géométrie de la scène. Le principal facteur déterminant du placement de la ligne serait la complexité de la charge que la scène exige dans différentes zones. Si l'une des cartes rend la partie supérieure d'une scène qui a le ciel, alors la ligne serait plus basse dans l'image pour compenser la différence de charge entre les deux cartes.
Une autre façon dont fonctionne SLI est AFR ou Alternate Frame Rendering, qui est assez simple. Dans cette méthode, chaque autre image est rendue par un GPU différent. Une des cartes rend toutes les images impaires et une autre rend toutes les images paires. Il est prouvé que l'AFR a un meilleur taux de rafraîchissement que le SFR, cependant, il introduit une nouvelle forme d'artefact connu sous le nom de micro bégaiement. Même si la fréquence d'images est suffisamment élevée, le micro-bégaiement peut affecter la fluidité perçue de l'image en introduisant des mini-bégaiements entre les images en raison de la vitesse variable à laquelle les cartes fonctionnent en AFR.
Montée et chute du SLI
Le SLI a gagné en popularité avec les séries de cartes graphiques Kepler, Maxwell et Pascal, mais depuis lors, il a connu un déclin constant et drastique. Même à l'époque de la série de cartes graphiques GTX 1000 de Nvidia, la popularité du SLI diminuait. Bien sûr, les cartes graphiques SLI peuvent offrir de meilleures performances qu'un seul GPU et elles ont même un aspect fantastique lorsqu'elles sont installées dans un boîtier, mais il y avait plus de problèmes que d'avantages au SLI en premier lieu.
Tout d'abord, vous deviez vérifier si votre carte mère supportait SLI. C'était une étape vitale car certaines cartes mères supportaient SLI, certaines supportaient Crossfire et certaines supportaient les deux tandis que d'autres ne supportaient ni l'un ni l'autre. Après cela, vous deviez avoir des cartes graphiques identiques. C'était difficile car cela rendait la proposition de valeur vraiment biaisée par rapport à une carte graphique unique plus performante. Les cartes graphiques devaient être du même modèle et de la même série, et même du même fabricant auparavant, mais cela a été quelque peu facilité par la suite. L'exécution de plusieurs cartes graphiques nécessitait également une unité d'alimentation robuste et coûteuse (sur laquelle vous pouvez en savoir plus ici ), et les thermiques devaient également être surveillés et contrôlés en raison de plusieurs cartes gourmandes en énergie fonctionnant à proximité les unes des autres.
Vous avez besoin de beaucoup d'énergie pour exécuter une configuration SLI comme celle-ci - Image: GPUMag
Le véritable talon d’Achille de tout l’écosystème SLI était le support du jeu. Tous les jeux ne prenaient pas en charge SLI et même ceux qui le faisaient, ont généré des gains de performances peu impressionnants en tenant compte de l'investissement supplémentaire. Dans la majorité des cas, vous auriez été bien mieux d'acheter une carte graphique unique plus puissante plutôt que 2 plus faibles et de les mettre en SLI. Au fil des ans, la prise en charge de SLI s'est encore aggravée, les développeurs y réfléchissant rarement dans les jeux modernes. Enfin, le coup fatal est venu de nul autre que Nvidia lui-même, qui a mis fin au support du SLI de la majorité de sa gamme de cartes graphiques. À partir de la gamme de GPU Turing, seul le meilleur des meilleurs, le RTX 3090, prend en charge SLI. Cela signifie que SLI pour les consommateurs en général est effectivement mort en ce qui concerne les jeux.
Qu'est-ce que NVLink?
Avec la gamme de cartes graphiques Turing, Nvidia a apporté une nouvelle technologie pour connecter plusieurs cartes graphiques connue sous le nom de NVLink. C'est une interface avec plusieurs fois la bande passante que l'ancienne interface SLI et possède également de nombreuses particularités et fonctionnalités supplémentaires. D'un point de vue technique, il s'agit d'une liaison de communication de proximité à plusieurs voies série à protocole de communication filaire. Une bonne bouchée n'est-ce pas? De manière plus générale, il s'agit d'une interface de connexion améliorée entre plusieurs cartes graphiques Nvidia qui promet plus d'avantages et de fonctionnalités que l'ancien SLI.
NVLink promet une augmentation massive de la bande passante - Image: Nvidia
NVLink peut être considéré comme la tentative de Nvidia de récupérer la part de marché des multi-GPU qui a diminué en 2020. Cette technologie promet de faire du jeu utilisant plusieurs cartes graphiques une méthode souhaitable et très efficace dans un proche avenir. NVLink est essentiellement un pont beaucoup plus rapide que SLI et vise à réduire l'écart de latence entre les deux cartes graphiques. Tom Peterson, directeur du marketing technique de Nvidia, déclare ce qui suit à cet égard:
'Ce pont est visible pour les jeux, cela signifie qu'il y aura peut-être une application qui regarde un GPU et regarde un autre GPU et fait autre chose', explique Petersen. «Le problème avec l'informatique multi-GPU est que la latence d'un GPU à un autre est loin. Il doit passer par PCIe, il doit passer par la mémoire, c'est une vraie longue distance du point de vue des transactions '…' NVLink corrige tout cela. Ainsi, NVLink réduit la latence d'un transfert de GPU à GPU. Ce n’est donc pas seulement une question de bande passante, c’est à quel point la mémoire de ce GPU est proche de moi. Ce GPU qui se trouve à travers le lien… Je peux en quelque sorte penser à cela comme mon frère plutôt que comme un parent éloigné. '
Il a ajouté que NVLink était plus un plan futur qu'une solution actuelle:
«Pensez davantage au pont, car nous voulons jeter les bases de l’avenir,»… »Et une fois que cela fonctionne, que nous aurons déployé nos ponts et que les gens comprendront qu’il s’agit d’un pont à 100 Go / s, les développeurs de jeux le feront regarde ça.'
Il semble que Nvidia mise en fait sur l'avenir de NVLink plutôt que sur le présent. Nvidia sait que le support multi-GPU est assez décevant pour le moment, ils veulent donc introduire une technologie qui tentera non seulement de changer le point de vue des développeurs de jeux, mais aussi l'opinion du consommateur général en ce qui concerne les multi-GPU soutien.
Comment fonctionne NVLink?
Contrairement à SLI, NVLink utilise un réseau maillé qui est une topologie de réseau dans laquelle les nœuds d'infrastructure se connectent directement de manière non hiérarchique. Cela permet aux informations d'être relayées par chaque nœud individuellement plutôt que d'être acheminées via un nœud particulier. Il permet également aux nœuds de s'auto-organiser dynamiquement, ce qui permet une répartition dynamique des charges de travail. NVLink tire son principal atout de ce mécanisme qui est sa vitesse.
NVLink a également supprimé la relation maître-esclave de l'implémentation SLI, mais traite chaque nœud de manière égale, ce qui améliore considérablement la vitesse de rendu. Contrairement à SLI, NVLink a l’avantage d’avoir la mémoire des deux cartes graphiques accessible à tout moment. Cela est dû à l'incroyable implémentation du réseau maillé de NVLink. Essentiellement, la relation des cartes NVLink est bidirectionnelle et les deux cartes connectées agissent comme une seule.
Fonctionnement de NVLink - Image: Linus Tech Tips
La vitesse de l'interface NVLink se reflète dans la bande passante de ses ponts. Alors que même les meilleurs ponts SLI avaient une bande passante de 2 Go / s au mieux, un pont NVLink promet des 200 Go / s époustouflants dans certains cas. Certes, les ponts NVLink à 160 et 200 Go / s sont limités aux GPU de qualité professionnelle de Nvidia, respectivement le Quadro GP100 et le GV100, mais ces chiffres témoignent toujours de l'incroyable saut de bande passante de l'interface NVLink sur SLI. Les GPU passionnés de haut niveau comme le TITAN RTX ou le 2080Tis peuvent s'attendre à une bande passante potentielle de 100 Go / s dans la plupart des cas.
NVLink en vaut-il la peine?
Le NVLink de Nvidia a-t-il finalement résolu les problèmes de rendu multi-GPU dans les jeux? Eh bien, la réponse est toujours non. Alors que NVLink a fait des progrès positifs dans la bonne direction, en particulier dans la méthode dans laquelle les deux cartes sont exploitées par rapport à SLI, le problème avec SLI n'a jamais vraiment été la méthodologie. Le vrai problème derrière l'écosystème multi-GPU est la prise en charge des jeux. Même avec NVLink, la plupart des jeux actuels ont du mal à exploiter plus d'un GPU. Compte tenu du coût de deux cartes graphiques et de la faible ou nulle amélioration des performances dans la plupart des scénarios, il serait imprudent d'investir dans NVLink pour des applications grand public telles que les jeux.
Pont NVLink vs SLI - Image: Nvidia
Pour le travail professionnel, NVLink pourrait bien être la mise à niveau nécessaire. Pour les personnes travaillant avec les GPU Quadro de Nvidia ou des cartes telles que RTX A6000 , NVLink peut être d'une grande aide non seulement pour améliorer les performances de rendu, mais également en raison du fait que NVLink permet à la mémoire totale des deux cartes d'être disponible, ce qui peut être d'une grande aide dans les charges de travail professionnelles.
Pour la plupart des joueurs, cependant, choisir une seule carte graphique offrant plus de performances prête à l'emploi est une meilleure idée que d'acheter deux cartes plus faibles et de les connecter via NVLink ou SLI pour cette question.
Mots finaux
Le SLI de Nvidia était une technologie intéressante et attrayante lors de son lancement et a rapidement gagné en popularité en raison de son potentiel et du support quelque peu décent de la part des développeurs à l'époque Maxwell et Pascal. Cependant, le pic de SLI a été de courte durée car l'industrie a rapidement progressé et SLI a été laissé dans le passé avec les développeurs et les joueurs abandonnant la technologie au profit de GPU uniques et plus puissants.
Nvidia a tenté de réinventer le marché de plusieurs GPU en lançant NVLink, une connexion bien améliorée via SLI, mais cela ne résout toujours pas la plupart des problèmes qui affectent le SLI en premier lieu. Cela en fait une recommandation difficile en 2020 pour les joueurs lorsque des cartes graphiques uniques plus puissantes peuvent offrir une meilleure expérience de manière fiable et à un coût moins cher.
