Nvidia NVLink vs SLI: diferencias y comparación

Desde que fue posible utilizar varias tarjetas gráficas en un sistema, hemos visto a los entusiastas anhelar máquinas bestiales con 2, 3 o incluso 4 tarjetas gráficas instaladas en ellas al mismo tiempo. Se consideró que las PC con múltiples tarjetas gráficas eran lo mejor que la industria tenía para ofrecer. Incluso vimos que se apilaban varias GPU en las mismas tarjetas gráficas con tarjetas como la Nvidia GeForce GTX 690 y la AMD R9 295 × 2. Pero con todo su entusiasmo y gloria, los sistemas múltiples de GPU nunca parecieron despegar. Su popularidad experimentó un declive rápido y abrupto poco después del pico de múltiples sistemas GPU. Hubo varios factores involucrados en este declive, y uno de ellos fue la falta de confiabilidad del sistema de puente que se utilizó para conectar las tarjetas gráficas entre sí.

Dos tarjetas gráficas Nvidia GeForce GTX 1080 en SLI – Imagen: Nvidia

La técnica de Nvidia para conectar dos o más tarjetas gráficas entre sí se conocía como SLI, que significa Interfaz de enlace escalable. Era una tecnología que Nvidia compró a 3dfx Interactive, quien la introdujo en 1998. Básicamente, SLI era el nombre comercial de la tecnología multi-GPU de Nvidia establecida para conectar dos o más tarjetas gráficas en una sola salida usando un algoritmo de procesamiento paralelo. El rival de Nvidia, AMD, también presentó su versión de la tecnología y se conoce como Crossfire.

¿Cómo funciona SLI?

Las tarjetas gráficas en un sistema SLI funcionan en una configuración maestro-esclavo, lo que significa que a una de las tarjetas se le asigna el rol de “maestro” a pesar de que la carga se distribuye por igual entre todas las tarjetas. Cuando la tarjeta «esclava» termina su renderizado, envía su salida al maestro, que luego combina los dos renderizados y entrega una imagen de salida al monitor. En una configuración de dos tarjetas, la tarjeta maestra generalmente maneja la mitad superior de la imagen mientras que la tarjeta esclava maneja la mitad inferior.

La forma en que funciona SLI – Imagen: Linus Tech Tips

Las dos (o más) tarjetas se conectan mediante el puente SLI o el conector SLI. El objetivo principal del SLI Bridge es establecer una conexión entre las tarjetas y permitir que las tarjetas establezcan un carril de comunicación entre ellas. Sin el puente SLI, aunque es posible ejecutar varias tarjetas, hay una falta de coincidencia de especificaciones y los resultados suelen ser muy pobres. SLI Bridge reduce las limitaciones de ancho de banda y puede enviar datos directamente entre las tarjetas. Los tres tipos de puentes SLI son:

  • Puente estándar (Reloj de 400 Mhz, ancho de banda de 1GB / s): Este es un puente estándar incluido con las placas base que admiten SLI hasta 1920 × 1080 y 2560 × 1440 a 60 Hz.
  • Puente LED (Reloj de píxeles de 540 MHz): recomendado para monitores de hasta 2560 × 1440 a 120 Hz + y 4K. Solo puede funcionar con un reloj de píxeles aumentado si la GPU admite ese reloj. Lo vende Nvidia y una variedad de socios de AIB.
  • Puente de ancho de banda alto o puente SLI HB (Reloj de píxeles de 650 MHz y ancho de banda de 2 GB / s): este es el puente más rápido y lo vende exclusivamente Nvidia. Se recomienda para monitores de hasta 5K y Surround. Los puentes SLI HB solo están disponibles en configuraciones de 2 vías, por lo que las configuraciones con más de 2 tarjetas no tienen suerte aquí.

Mecanismo de acción de SLI

SLI funciona utilizando dos métodos principales. Uno de ellos es SFR o Split Frame Rendering, en el que el sistema analiza la imagen renderizada para dividir la carga entre las GPU que están conectadas en SLI. El marco se divide en dos usando una línea horizontal. La ubicación de la línea depende de la geometría de la escena. El principal factor decisivo de la colocación de la línea sería la complejidad de carga que demanda la escena en diferentes áreas. Si una de las cartas representa la parte superior de una escena que tiene el cielo, entonces la línea sería más baja en la imagen para compensar la diferencia de carga entre las dos cartas.

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Otra forma en que SLI funciona es AFR o Alternate Frame Rendering, que es bastante sencillo. En este método, todos los demás fotogramas son procesados ​​por una GPU diferente. Una de las tarjetas representa todos los fotogramas impares y la otra representa todos los fotogramas pares. Se ha demostrado que AFR tiene una mejor velocidad de fotogramas que SFR, sin embargo, introduce una nueva forma de artefacto conocido como micro tartamudeo. Incluso si la velocidad de fotogramas es suficientemente alta, el micro tartamudeo puede afectar la suavidad percibida de la imagen al introducir mini tartamudeos entre fotogramas debido al ritmo variable al que las tarjetas están funcionando en AFR.

Ascenso y caída de SLI

SLI se disparó en popularidad durante las series de tarjetas gráficas Kepler, Maxwell y Pascal, pero desde entonces ha tenido un declive constante y drástico. Incluso durante la era de la serie GTX 1000 de tarjetas gráficas de Nvidia, la popularidad de SLI estaba disminuyendo. Claro, las tarjetas gráficas SLI pueden ofrecer un mejor rendimiento que una sola GPU e incluso se ven fantásticas cuando se instalan dentro de una carcasa, pero SLI tenía más problemas que ventajas en primer lugar.

En primer lugar, tenía que verificar si su placa base admitía SLI. Este fue un paso vital ya que algunas placas base admitían SLI, algunas admitían Crossfire y algunas admitían ambos, mientras que otras no admitían ninguna. Después de eso, tenías que tener tarjetas gráficas idénticas. Este fue uno difícil, ya que hizo que la propuesta de valor fuera realmente sesgada en comparación con una única tarjeta gráfica de mejor rendimiento. Las tarjetas gráficas tenían que ser del mismo modelo y serie, e incluso del mismo fabricante anteriormente, sin embargo, eso se suavizó un poco más adelante. La ejecución de varias tarjetas gráficas también requería una unidad de fuente de alimentación robusta y costosa (sobre la que puede obtener más información aquí mismo), y las térmicas también deben monitorearse y controlarse debido a que varias tarjetas que consumen mucha energía se ejecutan muy cerca unas de otras.

Necesita mucha potencia para ejecutar una configuración SLI como esta – Imagen: GPUMag

El verdadero talón de Aquiles de todo el ecosistema SLI fue el soporte del juego. No todos los juegos admitían SLI e incluso aquellos que lo hicieron, ofrecieron ganancias poco impresionantes en el rendimiento cuando se tiene en cuenta la inversión adicional. En la mayoría de los casos, habría sido mucho mejor comprar una tarjeta gráfica única más potente en lugar de 2 más débiles y ponerlas en SLI. A lo largo de los años, el soporte para SLI ha empeorado, y los desarrolladores rara vez lo piensan en los juegos modernos. Finalmente, el golpe asesino provino nada menos que de la propia Nvidia, que terminó con el soporte para SLI de la mayoría de su línea de tarjetas gráficas. A partir de la línea de GPU de Turing, solo lo mejor de lo mejor, el RTX 3090, es compatible con SLI. Esto significa que SLI para los consumidores en general está efectivamente muerto en lo que respecta a los juegos.

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¿Qué es NVLink?

Con la línea de tarjetas gráficas Turing, Nvidia trajo consigo una nueva tecnología para conectar múltiples tarjetas gráficas conocida como NVLink. Es una interfaz con muchas veces el ancho de banda que la antigua interfaz SLI y también tiene muchas peculiaridades y características adicionales. Técnicamente hablando, se trata de un protocolo de comunicaciones por cable en serie, de varios carriles, de un enlace de comunicaciones de alcance cercano. Bastante bocado, ¿no? En términos más generales, es una interfaz de conexión mejorada entre múltiples tarjetas gráficas Nvidia que promete más ventajas y características que la antigua SLI.

NVLink promete un salto masivo en el ancho de banda – Imagen: Nvidia

NVLink puede considerarse como el intento de Nvidia de recuperar la participación de mercado de las GPU múltiples que se ha reducido en 2020. Esta tecnología promete hacer que los juegos con múltiples tarjetas gráficas sean un método deseable y altamente eficiente en el futuro cercano. NVLink es esencialmente un puente mucho más rápido que SLI y tiene como objetivo cerrar la brecha de latencia entre las dos tarjetas gráficas. El director de marketing técnico de Nvidia, Tom Peterson, dice lo siguiente a este respecto:

“Ese puente es visible para los juegos, eso significa que tal vez habrá una aplicación que mire una GPU y otra GPU y haga algo más”, explica Petersen. “El problema con la computación multi-GPU es que la latencia de una GPU a otra está muy lejos. Tiene que atravesar PCIe, tiene que atravesar la memoria, es una gran distancia desde una perspectiva de transacción ”…”. NVLink corrige todo eso. Entonces NVLink reduce la latencia de una transferencia de GPU a GPU. Así que no es solo una cuestión de ancho de banda, es lo cerca que está la memoria de la GPU para mí. Esa GPU que está al otro lado del enlace … puedo pensar en eso como mi hermano en lugar de un pariente lejano «.

Agregó además que NVLink era más un plan futuro que una solución actual:

«Piense más en el puente, ya que queremos sentar las bases para el futuro», … «Y una vez que eso funcione, y logremos implementar nuestros puentes, y la gente entienda que, oye, este es un puente de 100 GB / s, entonces los desarrolladores de juegos lo harán mira eso.»

Parece que Nvidia en realidad está apostando por el futuro de NVLink en lugar del presente. Nvidia sabe que la compatibilidad con múltiples GPU es bastante decepcionante en este momento, por lo que quieren introducir una tecnología que no solo intentará cambiar la perspectiva de los desarrolladores de juegos, sino también las opiniones del consumidor en general con respecto a las múltiples GPU. apoyo.

¿Cómo funciona NVLink?

A diferencia de SLI, NVLink utiliza redes de malla, que es una topología de red en la que los nodos de infraestructura se conectan directamente de forma no jerárquica. Esto permite que la información sea transmitida por cada nodo individualmente en lugar de ser enrutada a través de un nodo en particular. También permite que los nodos se autoorganicen dinámicamente, lo que permite una distribución dinámica de las cargas de trabajo. NVLink obtiene su principal fortaleza de este mecanismo que es su velocidad.

NVLink también ha eliminado la relación maestro-esclavo de la implementación SLI, más bien trata a cada nodo por igual, lo que mejora enormemente la velocidad de renderizado. A diferencia de SLI, NVLink tiene la ventaja de que las memorias de ambas tarjetas gráficas son accesibles todo el tiempo. Esto se debe a la increíble implementación de red de malla de NVLink. Esencialmente, la relación de las tarjetas NVLink es bidireccional y las dos tarjetas conectadas actúan como una.

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Cómo funciona NVLink – Imagen: Linus Tech Tips

La velocidad de la interfaz NVLink se refleja en el ancho de banda de sus puentes. Si bien incluso los mejores puentes SLI tenían un ancho de banda de 2 GB / s en el mejor de los casos, un puente NVLink promete 200 GB / s alucinantes en algunos casos. Es cierto que los puentes NVLink de 160 y 200 GB / s están restringidos a las GPU de nivel profesional de Nvidia, la Quadro GP100 y la GV100 respectivamente, pero estos números siguen siendo un testimonio del increíble salto en el ancho de banda de la interfaz NVLink sobre SLI. Las GPU entusiastas de primer nivel como la TITAN RTX o la 2080Tis pueden esperar un ancho de banda potencial de la friolera de 100 GB / s en la mayoría de los casos.

¿Vale la pena NVLink?

Entonces, ¿NVLink de Nvidia finalmente solucionó los problemas de renderizado de múltiples GPU en los juegos? Bueno, la respuesta sigue siendo no. Si bien NVLink ha logrado algunos avances positivos en la dirección correcta, particularmente en el método en el que se aprovechan ambas tarjetas en comparación con SLI, el problema con SLI nunca fue realmente la metodología. El verdadero problema detrás del ecosistema de múltiples GPU es la compatibilidad con juegos. Incluso con NVLink, la mayoría de los juegos que existen hoy en día tienen dificultades para aprovechar más de una GPU. Teniendo en cuenta el costo de dos tarjetas gráficas y la poca o ninguna mejora de rendimiento en la mayoría de los escenarios, no sería prudente invertir en NVLink para aplicaciones de consumo como los juegos.

NVLink vs SLI Bridge – Imagen: Nvidia

Para el trabajo profesional, NVLink podría ser la actualización que se necesitaba. Para las personas que trabajan con las GPU Quadro de Nvidia o tarjetas como la RTX A6000, NVLink puede ser de gran ayuda no solo para mejorar el rendimiento del renderizado sino también debido al hecho de que NVLink permite que la memoria total de ambas tarjetas esté disponible, lo que puede ser una gran ayuda en cargas de trabajo profesionales.

Sin embargo, para la mayoría de los jugadores, elegir una sola tarjeta gráfica que ofrezca más rendimiento de fábrica es una mejor idea que comprar dos tarjetas más débiles y conectarlas a través de NVLink o SLI.

Ultimas palabras

El SLI de Nvidia era una tecnología interesante y atractiva cuando se lanzó por primera vez y pronto ganó popularidad debido a su potencial y al soporte algo decente de los desarrolladores durante la era de Maxwell y Pascal. Sin embargo, el pico de SLI duró poco, ya que la industria avanzó rápidamente y SLI quedó en el pasado con los desarrolladores y los jugadores abandonando la tecnología en favor de GPU únicas y más potentes.

Nvidia intentó reinventar el mercado de múltiples GPU lanzando NVLink, que es una conexión muy mejorada sobre SLI, pero aún así, no resuelve muchos de los problemas que afectan a SLI en primer lugar. Esto lo convierte en una recomendación difícil en 2020 para los jugadores cuando las tarjetas gráficas individuales más potentes pueden brindar una mejor experiencia de manera confiable y a un costo más económico.

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