sli

　　由來

　　多顯卡并行機制的歷史最早可以追溯到1997年，當時的顯卡市場可以說是3Dfx一家獨大，該公司在1996年下半年所推出的Voodoo加速卡成為發(fā)燒友瘋狂追捧的一代經(jīng)典產品。1998年初，3Dfx推出了它們的第二代3D圖形卡產品—Voodoo 2，當時Voodoo 2擁有90Mps的像素填充率，具備Z-Buffering、Anti-Aliasing、單周期雙紋理等當時最先進的3D特性，大幅超越其上一代產品，其他對手更是被遠遠甩在了后頭。不過，最令發(fā)燒友瘋狂的是Voodoo 2所具有的“SLI交錯互連技術”，這項技術可以讓兩塊Voodoo 2顯卡連接起來并行運作，獲得近乎翻倍的3D效能。如此一來，其他競爭者更是望塵莫及。

　　Sli的運行

　　我們知道，CPU的并行運作是通過指令并行執(zhí)行獲得的，但對顯卡來說情況有所區(qū)別。顯卡最終生成的是所渲染的3D畫面，這項工作包含大量的指令，而如何將工作均等分配就成為問題，3Dfx選擇了按畫面幀線進行渲染的方式。SLI技術將一幅渲染的畫面分為一條條掃描幀線（Scanline），若Voodoo 2采用雙顯卡運行模式，那么就由一個顯卡負責渲染畫面的奇數(shù)幀線部分，另一塊顯卡渲染偶數(shù)幀線，然后將同時渲染完畢的幀線進行合并后寫入到幀緩沖中，接下來顯示器就可以顯示出一個完整的渲染畫面。不難看出，SLI技術讓渲染工作被平均分擔，每塊顯卡只需要完成1/2的工作量。理論上說，渲染效率自然也可以提高1倍，這就是雙顯卡并行大幅提升效能的奧秘所在。SLI在技術上極為成功，而發(fā)燒友們對Voodoo 2也抱有莫大的熱情。在當時，你如果希望在1080p的“高分辨率”下流暢地玩3D游戲，唯一的解決方案就是使用兩塊Voodoo 2顯卡并讓它們工作在SLI模式下。

　　原理

　　在Voodoo 2之后的Voodoo 3，3Dfx沒有效仿這個SLI雙顯卡技術，但在Voodoo 4/5/6時代，3Dfx重新恢復了SLI，但應用的形式已有所區(qū)別。Voodoo 2倡導雙顯卡并行運作，兩塊顯卡插在PCI槽里再用專用的線纜連接起來，但這并非必需的，單個Voodoo 2顯卡也可以獨自工作，只是速度較慢而已。2000年春，3Dfx推出VSA100圖形芯片，當時nVIDIA已經(jīng)壓過3Dfx成為領先者，為了奪回自己的領導地位，3Dfx讓SLI技術重裝上陣。VSA100可支持單芯片、雙芯片和四芯片并行運作，單芯片版本就是Voodoo 4，雙芯片顯卡為Voodoo 5 5500，而四芯片顯卡則是著名的Voodoo 5 6000。此時，SLI技術演變?yōu)閱物@卡多圖形芯片的形式，不需占用兩個插槽，但內部的工作機制并沒有發(fā)生多大的變化，依然是通過劃分渲染幀的方式各自執(zhí)行，然后在幀緩沖中統(tǒng)一合成。出于眾所周知的原因，這些顯卡都沒獲得廣泛認可，3Dfx也從衰落走向死亡。2001年初，nVIDIA收購了3Dfx，SLI技術也隨之成為了歷史，盡管nVIDIA掌握了3Dfx的所有技術，但它并沒有將之發(fā)揚光大，而是繼續(xù)按照自己的道路走下去，收購3Dfx的目的也許只是消滅一個競爭對手而已。

　　在這之后，我們看到了nVIDIA順利一統(tǒng)江湖，接著就是ATi逐漸發(fā)起挑戰(zhàn)，GeForce和Radeon是人們最常掛在嘴邊的名詞，至于3Dfx和它的SLI已經(jīng)逐漸被人淡忘了，即便偶爾有人談起，也多是說那是一個策略糟糕的企業(yè)和一項昂貴不切實際的技術。在顯卡的歷史中，除了Voodoo 2之外沒有哪一項多顯卡、多芯片技術曾獲得成功，雖然ATi嘗試過，新生的XGI也勇闖該領域，然而事實證明這個方案并不受用戶們的歡迎。不過，誰也沒有想到nVIDIA重新拾起3Dfx的SLI技術。2004年6月29日，nVIDIA大張旗鼓發(fā)布了“SLI Multi-GPU技術”，并將該技術引入最新發(fā)布的GeForce 6800和Quadro FX4000系列顯卡上。沿用“SLI”這個名稱或多或少讓人聯(lián)想到3Dfx，nVIDIA想要的也許正是這個效果，它更希望被用戶認為是3Dfx技術的一脈相承。但如果我們深入分析，便會發(fā)現(xiàn)它與3Dfx的SLI技術沒有多少相同的地方，基本上就是一套nVIDIA新搞出來的多顯卡方案。

　　nVIDIA的SLI技術與早先3dfx的SLI雖然縮寫相同，其實已經(jīng)是全新的技術，不但工作原理不同，甚至名稱都不相同，3dfx的SLI（Scan Line Interleave，雙掃描線交錯技術）是將畫面分為一條條掃描幀線（Scanline），兩塊顯卡對奇數(shù)幀線和偶數(shù)幀線分別渲染，然后將同時渲染完畢的幀線進行合并后寫入到幀緩沖中，接下來顯示器就可以顯示出一幅完整的畫面。而nVIDIA的SLI則有兩種渲染模式：分割幀渲染模式（Scissor Frame Rendering，SFR）和交替幀渲染模式（Alternate Frame Rendering，AFR），分割幀渲染模式是將每幀畫面劃分為上下兩個部分，主顯卡完成上部分畫面渲染，副顯卡則完成下半部分的畫面渲染，然后副顯卡將渲染完畢的畫面?zhèn)鬏斀o主顯卡，主顯卡再將它與自己渲染的上半部分畫面合成為一幅完整的畫面；而交替幀渲染模式則是一塊顯卡負責渲染奇數(shù)幀畫面，而另外一塊顯卡則負責渲染偶數(shù)幀畫面，二者交替渲染，在這種模式下，兩塊顯卡實際上都是渲染的完整的畫面，此時并不需要連接顯示器的主顯卡做畫面合成工作。

　　在SLI狀態(tài)下，特別是在分割幀渲染模式下，兩塊顯卡并不是對等的，在運行工作中，一塊顯卡做為主卡（Master），另一塊做為副卡（Slave），其中主卡負責任務指派、渲染、后期合成、輸出等運算和控制工作，而副卡只是接收來自主卡的任務進行相關處理，然后將結果傳回主卡進行合成然后輸出到顯示器。由于主顯卡除了要完成自己的渲染任務之外，還要額外擔負副顯卡所傳回信號的合成工作，所以其工作量要比副顯卡大得多。另外，在SLI模式下，就只能連接一臺顯示器，并不能支持多頭顯示。

　　發(fā)展

　　SLI技術也在不斷的發(fā)展，最初對平臺硬件有許多限制，例如必須使用完全一樣的顯卡（同一個廠家同一個型號的顯卡，甚至顯卡BIOS也必須相同），而且在兩塊顯卡之間還必須使用SLI橋接器，支持SLI的也只有Geforce 6800 Ultra/6800 GT和6600GT三款顯示芯片等等。2006年以來組建SLI則可以使用不同廠家的采用相同顯示芯片的顯卡，低速顯卡可以不必使用SLI橋接器的時代已經(jīng)過去，從2008年至今，所有的英偉達顯卡想要實現(xiàn)SLI技術都必須通過橋接器進行連接，導致該現(xiàn)象的原因在于游戲質量的提升，顯卡性能的加強都對總線帶寬有更大的需求額，只有通過橋接器交換數(shù)據(jù)，才不會造成總線的超負荷。，支持SLI的顯示芯片也擴大到了所有GTX系列，不過，由于各個主板的兩個PCI-E插槽的間距不是固定的，因此不同主板的SLI橋接器一般是不能替換的（中高端主板的PCI-E接口間距一般相同，也就是可以替換）。

　　實際性能

　　SLI技術理論上能把圖形處理能力提高一倍，在實際應用中，除了極少數(shù)測試之外，在實際游戲中圖形性能只能提高80%左右，在某些情況下甚至根本沒有性能提高，而能良好支持SLI的游戲還不太多。當然，隨著驅動程序的完善，SLI的實用性逐步提高。因為不支持SLI的游戲往往一張顯卡就足以應付，對系統(tǒng)性能高的游戲/程序則往往支持SLI。

　　使用兩塊顯卡組成 SLI配置時，這些利用 GPU 的游戲最高可實現(xiàn) 2 倍的大幅性能提升。 大多數(shù)當今最火爆的游戲以及新一代游戲均屬這一類型。 然而，一些應用程序 (通常是年代較老的應用程序) 還是會受到 GPU 處理能力以外的其它因素限制。

　　最常見的限制便是 CPU。 如果一款應用程序受限于 CPU，那么無論怎樣增強圖形動力也不會提升應用程序的性能。 在 1024x768 這樣的低分辨率且不開其它功能的情況下，這種現(xiàn)象最為常見。 啟用抗鋸齒以及各向異性過濾或切換至更高分辨率通?？梢詫⑻幚砣蝿諒?CPU 移交給 GPU 處理。

　　主板芯片組根據(jù)其對兩塊顯卡實際提供的PCI Express Lanes，支持SLI的方式也不盡相同，有采用PCI Express X16加PCI Express X4的，也有采用雙PCI Express X8的，nVIDIA自己的nForce Pro 2200+nForce Pro 2050以及nForce4 SLI X16和nForce4 SLI X16 IE則實現(xiàn)了真正的雙PCI Express X16的SLI。

　　Hybrid SLI

　　在最新的MCP78中提供了hybrid SLI功能，即為獨立顯卡和集成顯卡的SLI。有兩種SLI方式。電源模式和性能模式

　　電源模式：當整合主板和高檔NVIDIA顯卡組成SLI時，在2D模式下使用集成顯卡，在3D模式下使用獨立顯卡。這樣可以起到省電的效果。

　　性能模式：當整合主板和低檔NVIDIA顯卡如Geforce8400或者Geforce8450組成SLI時，可以是兩張顯卡同時參與渲染而大幅提升圖形性能。