超能課堂：為什麼SLI、CrossFire正在變得漸行漸遠？

如果我們注意新聞之間聯繫的話，其實會發現在今天的顯卡玩家社群中，當談到多顯卡的使用時，無論是NVIDIA SLi，還是AMD CrossFire，其實都在變得越來越小眾，從玩家的眼前和耳邊消失得越來越遠。一個集中表現的例子是，在NVIDIA去年推出的Pascal架構後，就在白皮書當中表示未來不會再面向普通的用戶開放Three-Way SLI以上的遊戲支持，只會在驅動當中提供專註於Two-Way SLI的優化，要想挖掘更高的性能支持需要Enthusiast Key。而即時是在更多人印象中效率更好、使用更方便的AMD CrossFire，受支持的力度也在Radeon RX Vega 64/56顯卡發布後愈加式微，這倒是顯得有些不約而同的意思，那麼我們平時經常掛在嘴邊的SLI、CrossFire，到底是什麼技術呢？又是因為什麼而逐漸降溫呢？這是今天這節課要講解的問題。

兄弟齊心好過單槍匹馬，現在已經很難見到這種宣傳

什麼是「SLI」？

「Multi-GPU」，字面意思就是指同時並行多於兩張顯卡或是兩顆GPU的技術，掌握該技術的公司當中，比較有影響力的包括NVIDIA提出的SLI，ATi/AMD提出的CrossFire兩種技術。如果要按照歷史的進程，我們首先要講的是SLI技術，它的全名叫做「ScalableLinkInterface」，我們當中絕大部分的讀者知道這項技術是因為NVIDIA，不過這項技術最初並不是由NVIDIA所開發，甚至不是代表這三個詞。或許上年紀的用戶還記得當年推出過Voodoo系列顯卡的著名顯卡公司3dfx，他們在上世紀的1998年率先推出「Scal-LineInterleave」，當時是用在Voodoo 2顯卡身上的。而正如大部分讀者都知道的，NVIDIA在原本競爭非常激烈的顯卡市場中殺出重圍，成為最後少數的倖存者之一，後來收購3dfx後，隨即也購入「Scal-LineInterleave」，並在2004年將其魔改後正式推出，但要注意的是，這和日後我們熟悉的SLI技術還有非常大的區別，可以說只有最大的共同點就是單詞首字母。

這張Voodoo 2顯卡來自Wikipedia

在Voodoo 2顯卡面世前，世界上還沒有技術可以連接兩塊獨立顯卡並行運算，更不要提近乎性能翻倍這種所有人都在追求的目標，而當時的3dfx通過2000年推出的VSA100圖形晶元，甚至可以達到雙芯、甚至四芯共襄盛舉的情況，這對於現在的顯卡市場來說有些寒武紀生命大爆發的景象，畢竟Radeon Pro Duo、Titan Z想起來都已經像是很久以前的產品，更不要說Quad-GPU的盛況。

兩種SLI技術都一樣嗎？

需要特別注意的是，3dfx、NVIDIA推出的SLI技術有非常多的不同，首先是連接的方式，3dfx推出的Scal-LineInterleave在兩張顯卡當中需要通過專用的線纜連接，而NVIDIA推出的ScalableLinkInterface需要的是我們俗稱為「橋（Bridge）」的連接子卡。其次是數據的傳輸方式，3dfx推出的SLI技術是模擬傳輸方式，數字信號被轉換為模擬信號後再進行合成幀的操作，而NVIDIA推出的SLI技術是採用數字信號傳輸，兩張顯卡所計算的畫面合成後才被轉為模擬信號。

而除上述特點外，在Multi-GPU技術當中的最核心問題：畫面處理的任務分配方面，3dfx、NVIDIA的思路是完全不一樣的。前者3dfx所採用的思路是將畫面分逐塊逐塊的兩部分，兩張顯卡或是GPU分別渲染屏幕即時幀當中的不同部分，渲染完畢後再進行合成，換句話說是前幀和後幀的融合，而NVIDIA的思路則迥然不同，採用的途徑是將屏幕當中的單幀分為若干部分，如果是Two-Way SLI，那麼就是將畫面分別兩部分，而如果是三路、四路甚至是最高的八路，那麼就各自負責渲染若干分之一。而更加重要的是，在後期的開發當中，NVIDIA對SLI技術當中的資源分配問題加以改進，換句話說就是實現3：2、4：3、5：3這樣的單屏畫面分割效果，這樣做的目的是為保證SLI體系當中的主卡和副卡在工作時需要一致的工作時間，因為主卡是不僅要渲染自己需要渲染的部分，還要先進行任務的分配、指揮、控制，所以如果主卡完成渲染的時間比副卡要長，那麼就存在一個副卡等待主卡分配下一幀的「空閑時間」，這種問題類似於我們經常要注意避免的CPU性能很弱、無法發揮GPU性能問題。

3dfx提出的SLI技術是將畫面分成逐塊逐塊的部分

這才是NVIDIA提出的SLI技術

那什麼是CrossFire？

說完NVIDIA的技術再來說說AMD的CrossFire，如果說SLI技術看上去有些不知所云的話，那麼「CrossFire」聽起來就非常的酷炫、威猛，和催化劑、腎上腺素、火山島一樣霸氣側露（只要不是理解成「穿越火線」就好）。CrossFire給大家的印象或許比NVIDIA SLI更好，比如說免橋、交火效率更高等等。CrossFire這個名字是在2005年的夏天初次公布的，當時公布出來的技術細節和3dfx、NVIDIA提出的原理完全不同，它是採用奇數幀、偶數幀的方式來進行渲染的，你負責1st、3rd、5th，我來負責2nd、4th、6th，第一批支持該技術的顯卡是Readon X800、X850，不過當時還是需要採用連接線來連接主顯卡和副顯卡。

說到這裡你可能覺得奇怪：我大CrossFire技術怎麼還需要區分主卡和副卡？其實還真是這樣，歷史是發展到第三代的CrossFire技術，也就是到ATi RV570核心出爐後，才開始終結需要分主卡和副卡的歷史，而且不再需要連接線，而是改進成看上去高度接近於NVIDIA的「橋（Bridge）」作為數據流通的介質，雖然僅僅是看上去像而已。

如果說你不熟悉這種世代的分割，那麼第四代CrossFire技術你一定非常熟悉，甚至如雷貫耳，因為第四代CrossFire技術是從火山口架構的R9 200系列顯卡開始的，這距離我們非常近。在這一代核心架構（GCN1.1）當中，AMD開始使用XDMA無橋交火，並支持Frame Pacing（幀同步）技術。

從原理上來說，一般認為CrossFire技術要比SLI技術更加高效，一方面是資源分配的原理存在異同，另一方面是因為CrossFire技術在對於多幀的分割-組合有多種模式，比如說我們比較熟悉的交互幀渲染（Alternate Frame Rendering）和棋盤分離渲染（SuperTiling）模式都是面對高性能的，需要的資源要更少，也不存在明顯的瓶頸（不過因為AFR本身並不需要很高的門檻，所以作為一種多卡下常見的渲染方式，其實SLI、CrossFire都有應用）。

交互幀渲染原理

棋盤分離渲染

哪怕就在四、五年前，討論SLI、CrossFire技術的用戶也要明顯多於今天大家對於Multi-GPU的熱情，你或許見過組建Radeon HD 7950、R9 290交火的用戶，也見過嘗試GTX 780 SLi的玩家，但是今天你還能見到多少Radeon RX 570 CrossFire、GTX 1080 Sli的用戶？要特別注意的一件事是Windows 10已經正式部署超過兩年，而在Windows 10正式推送前我們就知道這是對於底層優化非常深的系統，有多深？甚至可以帶來顯存疊加和AMD、NVIDIA顯卡混合交火的超美夢，而現實是大家都知道無論是CrossFire，還是SLI，都是各自的GPU使用各自自己的顯存，而且組建Multi GPU需要驅動的支持，自然不可能憑空實現RX Vega 64、GTX 1080的合體，但或許是因為至今沒有明確的進展，今天願意嘗試的組建多卡的用戶已經少很多。

至於為什麼現在願意嘗試Multi-GPU的用戶越來越少，我認為主要的原因有以下這些：

#1：單芯顯卡的性能已經越來越強大，征服遊戲不再迫切需要雙卡甚至三卡

這個原因其實類似於從前的用戶痴迷於CPU超頻一樣，因為性能本身對於需求來說還有較大的缺口，所以需要超頻盡量榨出更多性能，但是從近年的發展來看，GTX 680、GTX 780 Ti、GTX 980 Ti、GTX 1080 Ti、Titan V的性能已經越來越強大，但是就遊戲本身來說，1080p依然是主流的解析度，抗鋸齒方案最合理的依然是MSAA，環境遮蔽光甚至被優化地越來越好，因此購買一張較高端的顯卡已經完全可以征服遊戲，甚至尚能有餘力挑戰4K遊戲，高性能的普及必然帶來追求極致的需求確實，君不見「逢六必火」定律背後的深層原因其實就是中高端顯卡其實已經非常的Sweet，一張GTX 1060 6GB顯卡其實已經足夠玩很多遊戲吧。

#2：組建Multi GPU背後的成本依然很高，甚至越來越高

如果你只是想簡單玩玩單芯顯卡，你的處理器可以比較主流，Core i5-7600K，甚至Pentium G4560都未嘗不可，主板、機箱、電源都有很大選擇的餘地，可以小、可以精緻。不過如果你想要構建雙卡，首先顯存不疊加，那麼你至少需要4GB的顯存吧，那就需要兩張GTX 1050 Ti，或者是RX 570，數量翻倍後，預算已經足夠買GTX 1070，而處理器、主板都需要強化，因為需要更高的處理能力避免瓶頸，還需要更多的PCI-E通道保證帶寬，需要更高功率的電源保證輸出，還需要更大的機箱，更好的風道避免熱量的聚集，噪音也會更大，這一切都是顯性和隱形的成本。更不要說現在的HB Bridge的售價也不便宜。

#3：組建Multi GPU對於遊戲的優化是場考驗，很可能事倍功半

就算你組建一套性能和造價都頗為不菲的平台，但如果你的目的只是為獲得更高的遊戲性能，那麼你的夢想並不一定會實現，因為多卡遊戲的優化和單卡完全是兩種概念，如果是單卡的話，那麼只要顯卡架構不會太老、質量沒問題、系統和驅動不存在故障，那麼玩遊戲一般不會有問題，但是如果組建雙卡玩遊戲，那麼出錯誤的幾率就不低，比如說黑屏、無響應、花屏、卡頓等等，具體可以參考各廠的驅動更新日誌，而如果說我親歷的問題，印象深刻的就是在使用GTX 1080 Two-Way Sli的時候，玩《巫師3：狂獵》會有劇烈的閃屏、花屏的問題，最後是通過將全屏改為窗口化解決的，此外還試過RX 480 CrossFire，在玩《狙擊精英4》的時候遇到過密集的無響應退出的問題，最後是怎麼解決的？其實……根本沒解決。

就算沒有遇到錯誤，組建多卡的效率也是需要你注意的，哪怕你更新驅動、多卡支持文件很及時，但是兩張顯卡的綜合性能為單卡的150%屢見不鮮，甚至還有很多低於150%的例子，而計算是效率更高的AMD CrossFire，效率超過180%的例子屈指可數，而為實現這種程度的效率，背後所花的成本遠遠不止200%。

#4：追求極致、動手能力強的用戶畢竟只是少數

這句似乎是很多問題當中的老生常談，但事實是即時不考慮其他問題，有組建多卡平台的意願和動手能力的用戶也只是少數。就大部分用戶來說，其實想要的還只是簡簡單單、輕輕鬆鬆的組建一套玩遊戲的平台，維護的成本自然越低越好，最後不會出各種問題，而大膽的嘗試自然離不開各種問題的發生，還要總結規律、冒著失敗的風險，這種體驗可不是所有人都喜歡的。

況且用戶是具有慣性的，如果嘗試單卡的體驗沒有遇到什麼問題，甚至體驗還很好，自然沒有嘗試雙卡甚至三卡的理由，否則遇到問題該去問誰呢（肯定是小超哥啦）？

總之，如果說從前的Multi GPU技術不失為頗有使用價值的方法可以帶來超強的性能，那麼現在它已經因為種種原因而受到非常大的挑戰，自身的意義也變得越來越模糊，即時是硬核玩家，相信也不太願意去組建多顯卡，這也是為什麼會有「能單不雙」這句話的原因。

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