Нужны ли SLI или NVLink для рендеринга с 2 и более видеокартами?

Довольно распространено мнение, что если поставить для работы с компьютерной графикой не одну видеокарту, а две то и скорость возрастет вдвое. Особенно если их объединить.

Не совсем так, на самом деле. Воткнуть видеокарт на все деньги ради сумасшедшей мощности звучит привлекательно и просто, но на деле есть ряд узких моментов и тонкостей на этом пути.

Что такое SLI и как оно работает?

SLI (Scalable Link Interface) — это технология, которую Nvidia купила и успешно развивала долгие годы. Она позволяет объединить до 4 видеокарт в один вычислительный кластер.

Система представляет собой классический master-slave, где одна видеокарта (обычно первая) выступает главной, управляющей и координирует работу других карт, слейвов, через специальные интерфейс SLI мостики.

Задача мастера — координация, верификация результатов слейвов, чтобы процесс вычислений шел эффективно и корректно завершался. По завершении обработки мастер собирает данные с прочих видеокарт, объединяет в одно целое и выводит вам на монитор.

Возникает справедливый вопрос: зачем нужны эти перемычки между видеокартами, эти мосты SLI? Можно же просто использовать для обмена информацией PCIe слот и PCIe линии, без этих танцев с бубном?

Вообще да, но нет, если мы хотим производительности. Дело в том, что каждая PCIe линия имеет ограничения по пропускной способности и если надеяться только на них, то очень скоро они станут узкими местом при серьезной нагрузке. Это может быть настолько серьезно (особенно если софт не умеет сам хорошо параллелить вычисления на GPU), что может оказать почти так же быстрым использовать, например, 1 видеокарту, а не 3.

В общем мост SLI как раз служит, чтобы этой ситуации избежать и информация передавалась между видеокартами напрямую, избегая нагрузки PCIe линий. Это важно.

Впервые SLI технология была представлена в 2004, тогда стандарт PCIe был 1.0а с пропускной способностью 0,25 Gb в секунду. В это же время SLI работал на скорости 1 Gb/сек. Почувствуйте разницу.

А что такое NVLink?

Если не зарываться в подробности, ведь у нас тут не железный блог на самом деле, можно сказать, что NVLink — это старший, более производительный брат SLI. Изначально решение проектировалось для профессиональных видеокарт, но с выходом линейки RTX 2000 стало доступно и широкому кругу.

NVLink был призван устранить ключевой недостаток SLI: несмотря на прирост скорости SLI относительно PCIe линий и с учетом дальнейших улучшений технологии, SLI все равно был недостаточно быстр для полноценной, высокоэффективной работы нескольких видеокарт, потому что обмен информацией в самой видеокарте идет совершенно на других скоростях.

Когда NVLink вышел на рынок, SLI достигли скорости 2 Gb/сек, а актуальные PCIe 3.0 работали на скоростях до 0,985 Gb/сек. А что давал NVLink? Корпоративные решения на базе технологии достигали скорости 300 Gb/сек, а более доступные простым смертным варианты работали до 100 Gb/сек.

По сути, в отличие от SLI, где несколько видеокарт объединялись в один кластер весьма условно, на NVLink это объединение имело куда больше практических выгод.

И разница тут в задержке. На SLI значительное время просто терялось на задержке передачи информации от одной видеокарты к другой, что сказывалось на итоговой производительности.

При объединении по NVLink нет никаких мастеров и слейвов, все видеокарты равнозначны и напрямую могут обмениваться нужной информацией.

В сумме это дает существенно меньшую задержку и позволяет объединить видеопамять (VRAM) в единый пул для более сложных вычислений. С SLI об этом можно только мечтать.

Недостатки NVLink

В то же время NVLink совсем не волшебная палочка, которая поможет выжать больше производительности из суммы видеокарт для любых задач. NVLink часто полезен, но не всегда по умолчанию.

Если у вас GPU рендеринг сложных сцен с миллионами полигонов или монтаж видео с RAW футажом в 12K, симуляции сложных научных молекулярных структур — велком! Объединение 2 и более видеокарт с NVLink тут поможет (если софт это поддерживает!).

Но если вы мечтали сыграть в Киберпанк на ультра настройках в 8K, тут вас ждет огорчение. Так NVLink не будет работать или будет работать плохо.

В настоящее время далеко не все игры нормально запускаются на мульти карточных вариантах, а если и запускаются, то с ошибками и без значительного прироста. Отмечу, что и поддержка таких технологий от самих разработчиков или никакая или ее вообще нет.

Нужны ли SLI и NVLink для GPU рендеринга?

Если мы говорим про продуктивность и эффективность, тут лучше примера, чем рендеринг не найти. Redshift, Octane, Blender Cycles и другие GPU движки готовы выдавить ваши видеокарты до капли.

К счастью, для эффективного рендеринга на нескольких видеокартах не требуется SLI или NVLink. Если ваши видеокарты не объединены воедино, сцена будет загружена каждой видеокартой и будет считать свою часть изображения.

При использовании нескольких видеокарт можно заметить при рендере несколько бегающих бакетов, которые соответствуют количеству GPU, так же как при CPU рендере количество бакетов зависит от количества потоков процессора.

Но в отдельных случаях соединение двух GPU вместе может быть полезно при использовании, например, Redshift и Octane благодаря объединению памяти. В большинстве случаев, никакого заметного прироста производительности не будет, но вот в общую память может быть загружена гораздо более сложная сцена.

Простые ответы на частые вопросы по SLI и NVLink

Можно ли при помощи моста SLI объединить карты по технологии NVLink?

Нет, это абсолютно разные технологии и коннекторы тоже разные. Нужно покупать перемычку NVLink.

Сколько карт можно объединить по SLI/NVLink?

По SLI — до 4.
По NVLink — в массовом сегменте только 2, в корпоративных решениях есть варианты до 16 и более карт.

Технология SLI сдохла?

Ага.

Можно ли объединить по SLI/NVLink разные карты?

Когда SLI еще был живой, разные карты объединять было нельзя. К 1080 нужна была тоже 1080 в пару, пусть и любого производителя.

C NVLink чуть сложнее. Некоторые массовые GPU можно объединять с профессиональными картами, но совместимость будет не идеальная.

В идеале — берите 2 одинаковых карты и будет счастье.

Нужна ли какая-то особая материнская плата для NVLink?

Нет, нужно просто докупить сам мост NVLink и видеокарты должны поддерживать технологию.

Можно ли соединить AMD и Nvidia видеокарты?

Нет.

Можно ли соединить RTX 3060, 3070, 3080, 3090 по NVLink?

В настоящее время, из свежих карт только 3090 поддерживает технологию.