Extrémní základ pro Sandy Bridge – MSI Big Bang Marshal | Kapitola 13
Seznam kapitol
Nástup procesorů Sandy Bridge krapet zpomalil problém s čipsetem, soukolí se ale opět rozjíždí naplno. Velcí výrobci právě začali dodávat na sklady desky označené "B3" a pořízení této platformy nic nebrání. My si dnes představíme zaručeně nejnabušenější základní desku s paticí LGA 1155, monstrózní model od MSI s dosud neviděnými novinkami.
Už spoustu let používají výrobci grafických karet Multi-GPU řešení ke znásobení výkonu, ale zejména svých zisků díky prodeji více než jedné karty zákazníkovi. Za léta vývoje bylo vyvinuto několik metod jak dosáhnout kýženého výsledku, efektivity, potlačení latencí a negativních efektů tohoto řešení. Mezi nejpoužívanější řešení se dnes počítají Split Frame (SFR) a Alternate Frame Rendering (AFR).
Metody renderování Multi-GPU
Prvně zmíněná metoda SFR se dnes už spíše nepoužívá, zde je snímek rozdělen na dvě poloviny a každé ze dvojice GPU zpracovává polovinu snímku. Zde může být rozdělení konstantní na přesné dvě poloviny (horní a dolní), a nebo dynamické, kdy se dle zátěže snímek rozdělí na různě velké části, podle konkrétní scény. Výhodou tohoto řešení je kompatibilita s velkou většinou her, včetně možnosti využít moderní post-processing efekty. Také se zde téměř neprojevuje micro-stuttering a zpoždění. Velkým negativem je malá efektivita rozložení výkonu a často malý nárůst výkonu proti jedné kartě.
Druhým způsobem, dnes hojně využívaným, je AFR. Tady každá karta renderuje jeden snímek v řadě za sebou. Karty se mezi sebou střídají, první GPU zpracuje první snímek a pošle na monitor, pak druhá karta druhý snímek a takhle stále dokola. Tato metoda má výhodu hlavně ve vysoké efektivitě a značném nárůstu výkonu dvou karet. Nevýhodou je nutná synchronizace karet a negativní efekty jako micro-stuttering a lag. Tento způsob také nelze použít u některých post-processing efektů. Oba popsané režimy potřebují k ideálnímu výkonu dvě stejná GPU se stejným výkonem. Na oba způsoby renderování v Multi-GPU se podívejte na dnes už historických obrázcích nahoře.
Ve společnosti Lucid se rozhodli, že vyrobí řešení, které nahradí ta dvě stávající s vyšší efektivitou a s výhodami obou. Tímto řešením je čip Lucid Hydra. Hlavní myšlenka je taková, že zákazník nemusí být odkázán na dvě stejné grafické karty, ať jsou od jiného výrobce nebo dokonce s jiným osazeným GPU. Může například vlastnit starší kartu s dostatečným výkonem a k ní si jen dokoupit nějakou novější, pomocí čipu Hydra se jejich výkon spojí a může jít klidně o modely jiných výrobců se zcela odlišnými architekturami a GPU. Lucid zde odstraňuje nutnost mít kvůli synchronizaci dvě stejné grafické karty a umožní nám rozdělit jeden snímek mezi dvě karty, což AFR režim neumí. Jak to funguje?
Mezi ovladače grafické karty a hardware se vloží kód ovladače Hydra. Ten odchytává veškerá volání API Direct3D a OpenGL a analyzuje je. Software analyzuje každý snímek a rozhodne se, jak náročné objekty na něm jsou k renderování. Podle předpokládané náročnosti objektů pak ovladač pošle danou část snímku do grafické karty. Náročnější objekty do výkonnějšího GPU a méně náročné do například slabší karty. Představme si například situaci, kdy máme osazenou GeForce GTX 580 a GeForce GTX 460. Náročné objekty (postavy) zpracuje silnější karta a méně náročné (okolí) slabší z nich, výsledek se pak opět spojí ve frame-bufferu primární karty a je zobrazen na monitoru. O správné rozložení zátěže mezi karty se právě stará software ovladače Hydra, jež je zde mnohem důležitější než samotný čip na desce. Ten nabízí pouze hrubý výkon k analyzování a funguje jako PCI Express přepínač. Alfou a Omegou je ale driver, což je také kámen úrazu celé technologie.
Výhody a nevýhody Hydra Multi-GPU
Z tohoto řešení plynou samozřejmě výhody i nevýhody. Pozitivem budiž fakt, že je možné skutečně spojit jakékoliv karty a efektivita může být u her s vytvořeným profilem opravdu vyšší než u běžných Multi-GPU řešení. Negativem jsou vyšší nároky na synchronizaci GPU, nemožnost využít schopností jedné karty (např. typ vyhlazování, DX11, PhysX), pokud to druhá nepodporuje, a hlavně závislost výkonu na tvůrcích ovladačů. Systém také neumožňuje použít více než dvě grafické karty a nikdy nebude podporovat duální grafiky.
Specifikace Hydra 200
Jak už jsem zmínil, čip Hydra 200 (LT24102) zastává v systému desky dvě funkce. V prvé řadě se jedná o výkonný a efektivní PCI Express přepínač. Ten nám v tomto konkrétním případě dokáže téměř beze ztráty výkonu a s minimálním nárůstem latencí rozdělit šestnáct PCI-E linek z CPU do dvou portů o šestnácti linkách nebo do čtyř portů v konfiguraci 8+8+8+8. Čip disponuje v tomto případě 48 PCI-E linkami (16× Uplink a 32× Downlink). Dále čip nese 32bitový RISC procesor Diamond od společnosti Tensilica. Ten pracuje na frekvenci 300 MHz a disponuje 96kB cache. Právě tento procesor se stará o analýzu snímků a výsledek předává softwarové vrstvě. Spotřeba celého čipu by neměla přesáhnout 6 W.
Integrace čipu Hydra do systému
Trojice schémat ukazuje všechny možnosti čipu LT24102. Mezi procesor s vlastním PCI Express rozhraním (Core i7/i5/i3) a PCI Express sloty je vložen čip Hydra. Ten v případě osazení čtyř grafických karet rozdělí PCIe linky po osmi do čtyř PCI-E slotů. Pokud ale osadíte jen dvě grafické karty, mají obě k dispozici plných šestnáct linek. Tento scénář je nejběžnější, jelikož Hydra v této verzi nepodporuje více než dvě spojené grafické karty.
V praxi
Zde je nutné říci, že MSI už Hydra Multi-GPU vůbec nijak nepropaguje. U první desky s tímto čipem se jednalo o stěžejní vlastnost, hlavně z důvodu absence klasického SLI dvou GeForce. Výrobce čipu i desky ale vystřízlivěl, Hydra Multi-GPU stále funguje jen v několika hrách a aplikacích a časem zapadne zcela. Dnes jde už o mrtvou technologii, která se nedožije příštího roku. Deska podporuje jak CrossFire, tak SLI a použití Hydra Multi-GPU se nabízí jen v kombinaci dvou různých karet, což je řešení s nejvíce problémy a nevalnou funkcionalitou. Na Hydru zkrátka zapomeňme, čip LucidLogix je slušný PCI-E přepínač, ale nic víc. Já doporučuji vůbec driver neinstalovat a pokud ano, jen pro testovací účely. Bez ovladače vám toto řešení poslouží lépe pouze jako přepínač.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
