AMD CrossFire технологиясы және көп GPU қолдауы

Кіріспе

AMD бренді; көп GPU технологиясы

AMD CrossFire (сондай-ақ CrossFireX деп те аталады) – Advanced Micro Devices компаниясының көп GPU технологиясының бренді, бастапқыда ATI Technologies компаниясымен әзірленген. Бұл технология графикалық өнімділікті арттыру үшін бір компьютерде төрт GPU-ға дейін пайдалануға мүмкіндік береді. Сыртқы графикалық карталары бар мобильді компьютерлерде, мысалы, ноутбуктерде қолданылатын технология AMD Гибридтік Графика деп аталады. AMD компаниясы 2017 жылдың қыркүйегінде CrossFire брендін қолдануды тоқтатты, бірақ DirectX 11 қолданбалары үшін технологияны әзірлеуді және қолдауды жалғастыруда. DirectX 12 қолданбалары үшін AMD mGPU (көп GPU) брендін пайдаланады, ерекшелігі – бағдарламалық жасақтаманы әзірлеушілер өз қолданбалары үшін mGPU-ға үйлесімді профильдерді өздері жасауы керек, ал бұрын AMD DirectX 11 қолданбалары үшін профильдерді жасаған болатын.

Бірінші буын

CrossFire алғаш рет 2005 жылдың 27 қыркүйегінде көпшілікке қолжетімді болды. Жүйеге ATI Radeon PCI Express (PCIe) графикалық карталары бар CrossFire-қа сәйкес келетін негізгі плата қажет болды. Radeon x800s, x850s, x1800s және x1900s стандартты нұсқада және "CrossFire Edition" нұсқасында шықты, ол "мастер" мүмкіндігімен жабдықталған. "Мастер" мүмкіндігі – екі картаның шығысын біріктіретін 5 қосымша бейне құрастыру чипін білдіретін термин. Master картасын сатып алып, оны сол сериядағы стандартты картамен жұптастыру қажет болды. Master картасы екі картаның негізгі DVI порттарына және монитор кабеліне қосылатын, өндірісшінің құпия DVI Y донглісімен бірге келді. Бұл донгл екі карта арасындағы негізгі байланыс қызметін атқарады, олардың арасында толық емес кескіндерді, ал мониторға – толық кескіндерді жібереді. Radeon x1300 және x1600 төменгі деңгейдегі карталарында "CrossFire Edition" болмады, бірақ бағдарламалық жасақтама арқылы қосылды, ал байланыс негізгі платадағы стандартты PCI Express слоттары арқылы жүзеге асырылды. ATI қазірге дейін FireGL карталарын CrossFire конфигурациясында орнатуға мүмкіндік беретін инфрақұрылымды жасаған жоқ. "Құл" графикалық картасы "мастер" картасымен бір отбасыдан болуы керек. Master картасы конфигурациясының шектеуіне мысал – Radeon X850 XT-дегі бірінші буын CrossFire іске асырылуы. Ол Silicon Image (SiI 163B TMDS) композициялық чипін қолданғандықтан, X850 CrossFire орнатудағы максималды ажыратымдылық 1600×1200 60 Гц немесе 1920×1440 52 Гц деңгейімен шектелді. Бұл CRT иелері үшін жоғары ажыратымдылықта ойын ойнау немесе кең экранды LCD монитор иелері үшін мәселелі болды. Көптеген адамдар CRT мониторда 60 Гц жаңарту жылдамдығы көзді шаршататынын анықтағандықтан, практикалық ажыратымдылық шегі 1280×1024 болды, бұл CrossFire-ді шығынды ақтауға жеткілікті деңгейде қолдауға мүмкіндік бермеді. X1800 Master карталарында қолданылған CrossFire келесі буыны екі жиын композициялық чиптерді және екі карта арасындағы өткізу қабілетін екі есе арттыру үшін қос тығыздықтағы DVI Y донглін пайдаланды, бұл максималды ажыратымдылықты және жаңарту жылдамдығын едәуір жоғары деңгейге көтерді.

CrossFire was first made available to the public on September 27, 2005. The system required a CrossFire compliant motherboard with a pair of ATI Radeon PCI Express (PCIe) graphics cards. Radeon x800s, x850s, x1800s and x1900s came in a regular edition, and a "CrossFire Edition" which has "master" capability built into the hardware. "Master" capability is a term used for 5 extra image compositing chips, which combine the output of both cards. One had to buy a Master card, and pair it with a regular card from the same series. The Master card shipped with a proprietary DVI Y dongle, which plugged into the primary DVI ports on both cards, and into the monitor cable. This dongle serves as the main link between both cards, sending incomplete images between them, and complete images to the monitor. Low end Radeon x1300 and x1600 cards have no "CrossFire Edition" but are enabled via software, with communication forwarded via the standard PCI Express slots on the motherboard. ATI currently has not created the infrastructure to allow FireGL cards to be set up in a CrossFire configuration. The "slave" graphics card needed to be from the same family as the "master". An example of a limitation in regard to a Master card configuration would be the first generation CrossFire implementation in the Radeon X850 XT Because it used a compositing chip from Silicon Image (SiI 163B TMDS), the maximum resolution on an X850 CrossFire setup was limited to 1600×1200 at 60 Hz, or 1920×1440 at 52 Hz. This was considered a problem for CRT owners wishing to use CrossFire to play games at high resolutions, or owners of Widescreen LCD monitors. As many people found a 60 Hz refresh rate with a CRT to strain one's eyes, the practical resolution limit became 1280×1024, which did not push CrossFire enough to justify the cost. The next generation of CrossFire, as employed by the X1800 Master cards, used two sets of compositing chips and a custom double density dual link DVI Y dongle to double the bandwidth between cards, raising the maximum resolution and refresh rate to far higher levels.

Екінші буын (CrossFire бағдарламалық жасақтамасы)

ATI-дің "CrossFire Xpress 3200" негізгі платалық чипсетімен қолданғанда, әрбір "CrossFire Ready" картасы үшін "бас карта" қажет болмайды (Radeon X1900 сериясынан басқа). CrossFire Xpress 3200 арқылы екі стандартты картаны Crossfire конфигурациясында, байланыс үшін PCI Express шинасын пайдаланып іске қосуға болады. Бұл X1300 CrossFire-ге ұқсас, ол да PCI Express-ті қолданады, бірақ Xpress 3200 графикалық карталар арасындағы төменгі задерлілік және жоғары жылдамдықты байланыс үшін құрастырылған. Бұл өзгеріс нәтижеге әсер еткенімен, Crossfire Master карталарының қымбаттылығы, жоғары сұранысы және бөлшек саудада қолжетімсіздігіне байланысты нарықтық стратегияның жалпы жақсаруы ретінде қарастырылды. CrossFire Xpress 3200 чипсеті X1900 сериясынан төменгі Radeon сериясы үшін PCI Express шинасы арқылы CrossFire-ты қолдайтын болса да, X1800 сериясы үшін осы CrossFire әдісіне қажетті драйверлер әлі дамытылған жоқ. ATI Catalyst драйверлерінің болашақ жаңаруларында X1800 үшін донглсіз CrossFire-ты қолдау үшін қажетті жабдықтар болады деп хабарлады, бірақ нақты мерзімін әлі белгілемеді.

Төртінші буын (XDMA)

Radeon R9 290 және R9 290X графикалық карталары (2013 жылдың 24 қазанында шығарылған және Graphics Core Next 1.1 "Вулкандық аралдар" негізінде жасалған), сондай-ақ GCN-нің жаңа нұсқаларын қолданатын GPU-ларда енді көпірлік порттар жоқ. Олардың орнына, XDMA технологиясы AMD Radeon графикалық карталары қолданатын PCI Express шинасы арқылы жүйедегі бірнеше GPU арасында тікелей байланыс арнасын ашу үшін пайдаланылады. PCI Express 3.0 жолақтары қазіргі сыртқы көпірлерге (900 МБ/с) қарағанда 17,5 есе жоғары өткізу қабілетін (15,754 ГБ/с ×16 слот үшін) қамтамасыз етеді, бұл CrossFire көпірін қажетсіз етеді. Осылайша, XDMA AMD Eyefinity және соңғы кезде 4K ажыратымды мониторлардың тудырған GPU өзара байланысының жоғары өткізу қабілетіне жауап береді. XDMA ашқан деректер арнасының өткізу қабілеті толық динамикалық, ол ойналып жатқан ойынның талаптарына сәйкес өзгеріп, тік синхронизация (vsync) сияқты кеңейтілген пайдаланушы параметрлеріне бейімделеді. Бұған қоса, кейбір жаңа карталар Graphics Core Next 1.0 "Оңтүстік аралдар" архитектурасына негізделген 7000 сериялы карталармен жұптаса алады. Мысалы, R9 280X картасын HD 7970 картасымен бірге CrossFireX конфигурациясында қолдануға болады, себебі олар әртүрлі такталау жиілігімен бірдей өнім болып табылады. GPUOpen, Direct3D 11, OpenGL және OpenCL-мен бірге бірнеше AMD GPU-мен жұмыс істейтін DirectGMA қолданбалары үшін MIT лицензиясымен ашық бастапқы кодты ұсынады: https://github. com/GPUOpen LibrariesAndSDKs/DirectGMA P2P.

Гибридті CrossFireX (қос графикалық)

Сондай-ақ, "CrossFireX" гибридтік режимі бар, ол AMD northbridge архитектурасын пайдаланып, таңдаулы графикалық карталармен бірге келіп, өнімділікті арттырады. Қазіргі буын Hybrid CrossFireX деп аталады және 7 және 8 сериялы GPU-лары бар, ендірілген AMD чипсеттерімен жабдықталған аналық платалар үшін қолжетімді, осы да Hybrid CrossFireX деп аталады. Бұл комбинация қарапайым немесе 2D графика қолданғанда қуатты үнемдеуге, ал 3D графикада CrossFireX қолданбаған жағдайда 25%-дан 200%-ға дейін өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді. 2012 жылғы наурыз айынан бастап, бұл енді "AMD Radeon Dual Graphics" деп аталады және A сериялы APU-ларды бейне карталарымен бірге қолдануды білдіреді.

Ұқсастықтар

Кейбір жағдайларда CrossFire 3D өнімділігін жақсартпайды – тіпті кейбір шектен тыс жағдайларда, қолданбаның бағдарламалық кодының ерекшеліктеріне байланысты кадр жылдамдығын төмендетуі мүмкін. Бұл Nvidia-ның SLI технологиясына да қатысты, себебі мәселе көп GPU жүйелеріне тән. Мұндай жағдай көбінесе қолданбаны төмен ажыратымдылықта іске қосқанда байқалады. CrossFire-ті AFR режимімен қолданғанда, субъективті кадр жылдамдығы көбінесе сынақ бағдарламалары көрсеткен көрсеткіштен төмен болуы мүмкін, тіпті бір GPU-ға қарағанда нашарлауы да мүмкін. Бұл құбылыс микро-түйілу деп аталады және ол SLI технологиясына да қатысты, өйткені көп GPU конфигурацияларына тән. AMD CrossFireX және NVIDIA SLI жүйелеріне қосымша көпірлер және GPU-ға жеткілікті қуат беруге қабілетті қуат блогы (PSU) қажет. Қазіргі графикалық карталарда 6 пиндік (75 Вт 3+3, қазір сирек), 8 пиндік (150 Вт 4+4) және 16 пиндік (300 Вт 8+8) қуат сымдары жиі кездеседі.

Артықшылықтар

CrossFire бір ұрпақтың GPU карталарымен және өндірушісімен іске асырылуы мүмкін (бұл Nvidia-ның SLI технологиясымен салыстырылады, ол әдетте барлық карталарда бірдей GPU және бренд болса ғана жұмыс істейді). Бұл, уақыт өте келе әртүрлі бюджеті бар сатып алушыларға әртүрлі карталарды сатып алып, өнімділікті арттыру мүмкіндігін береді. Соңғы буын карталары тек өздерінің ішкі сериясындағы басқа карталармен ғана CrossFire конфигурациясын қолдайды. Мысалы, бір сериядағы GPU-лар бір-бірімен жұмыс істей алады. Сонымен, 5800 сериялы GPU (мысалы, 5830) басқа 5800 сериялы GPU (мысалы, 5870) пен бірге жұмыс істей алады. Дегенмен, бір жүздік сериядағы емес GPU-лар сәтті CrossFire конфигурациясын құра алмайды (мысалы, 5770, 5870-пен жұмыс істей алмайды). Бір ғана ерекшелік бар – HD 7870 XT карталарын HD 7900 сериялы GPU (мысалы, 7950) арқылы CrossFire конфигурациясында пайдалануға болады, себебі олардың негізгі GPU-сы бірдей. AMD CrossFire және SLI конфигурациялары әртүрлі өлшемдер мен ажыратымдылықтағы көптеген мониторларды қолдай алады. SLI және CrossFire орнатуларында тек төрт 8K (7680x4320) немесе сегіз 4K (3840x2160) мониторды қосуға болады. Әрбір мониторға жеке графикалық карта қажет (4K және стандартты HD мониторлардан басқа), осы жағдайда бір графикалық картаға екі мониторды қосуға болады.

Кемшіліктер

CrossFire-дің басты кемшілігі – ол тек толық экран режимінде ғана жұмыс істейді, шекарасыз немесе терезе режимінде іске қосылғанда бағдарламалық жасақтама немесе ойындарға қосымша қолдау қажет. CrossFire технологиясының бірінші буыны (Radeon X800-ден X1900 сериясына дейін) CrossFire режимінде жұмыс істеу үшін сыртқы Y-кабелі немесе адаптері талап етеді, себебі PCI Express шинасы өнімді күрт төмендетпей CrossFire-ті іске қосу үшін жеткілікті өткізу қабілетін қамтамасыз ете алмайды.