Teknik Bilgi: SLI ve Crossfire

AMD tarafından CrossfireX ve Nvidia tarafından 3 lü SLI teknolojilerinin duyurulmasının ardından SLI ve Crossfire teknolojileri bir kez daha gündeme oturdu, gerçi ne zaman gündemde değildi ki de denebilir ama son gelişmelerle SLI ve Crossfire hakkında biraz daha teknik konulara değinmek yerinde olur kanaatimce.

İlk olarak tarihsel gelişim içerisinde sahneye SLI çıktığından bizde SLI ile başlayalım. SLI teknolojisi ilk olarak 3dfx firması tarafından 1998'de Voodoo 2 ekran kartlarıyla duyuruldu. O zaman SLI'ın açılımı Scan Line Interleaving idi ve her bir GPU'nun bir grup grafik hattını çizmesi sağlanıyordu. Burayı biraz daha açmak gerekirse bir GPU, tek numaralı grafik hatlarını ekrana çizerken, diğeri çift numaralı grafik hatlarını ekrana çiziyordu. Nvidia 19 Nisan 2001'de 3dfx firmasını satın aldı ve buna benzer ancak biraz daha güncellenmiş olan yeni bir konsepti Haziran 2004'te tanıttı. Yeni konseptin adı da öncülü gibi yine SLI idi ancak bu kez kısaltmanın açılımı Scalable Link Interface adını almıştı.

SLI kavramı ile biraz nostalji yaptıktan sonra şimdi teknik anlamda incelemeye geçebiliriz. SLI 4 farklı mod olarak çalışabilir. Bunlar:

1. SFR (Split Frame Rendering), burada her bir frame iki eşit parçaya ayrılır ve her bir GPU bu yarım parçalardan birini işler. Bu mod 2 ekran kartı ile oluşturulan SLI konfigürasyonlarında kullanılır.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


2. AFR (Alternate Frame Rendering), burada her bir GPU bütün bir frame i işler. Ancak diğer GPU bir sonraki frame'in tamamını işler. Dolayısıyla bir frame ekrana getirildiğinde onun hemen ardından gelen frame'de hazırdır. Bu mod 3'lü SLI'da kullanılan mod dur. Böylece her bir GPU, birbiri ardına gelen 3 ayrı frame'i hesaplar ve daha sonra ekrana getirir.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


3. AFR of SFR modu. Bu mod, her iki modun birlikte kullanıldığı kompozit bir moddur. Quad SLI sistemlerinde kullanılır. İki GPU, SFR modda ilk frame'i işlerken, diğer iki GPU yine SFR modda bir sonraki frame'i işler.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


4. SLI AA (Anti-Aliasing), Bu mod oyun performansından ziyade oyundaki frame kalitesini artırmak amacıyla geliştirilmiştir. Hatta bu modda oyun normaldekinden daha yavaşta çalışabilir ama frame kalitesi daha üst düzeydedir. Tek ekran kartlı sistemlerde Anti-aliasing modda 4x veya 8x modları kullanılabilirken SLI ile bu 8x, 16x veya 32x e yükseltilebilir. Ancak bu mod Vista altında çalışmamaktadır.

Ekran kartları SLI modda çalışırken SLI bridge veya SLI köprüsü adı verilen bir bağlantı birimiyle irtibatlandırılır. Kartlar genellikle birbirleriyle haberleşirken PCI Express veriyolunu kullanmaz. Bu yüzden SLI modda çalışırken PCI Express veriyolunun 8x hızına düşmeşi performansı o kadar da baltalamaz. Bununla birlikte PCI Express veriyolunu kullanan ekran kartlarıda vardır. Bunlar Geforce 6600 (6600 GT hariç), 7100 ve 7300 serisi kartlardır. bu kartlar SLI modda çalışırken SLI köprüsüne ihtiyaç duymaz ve haberleşmek için PCI Express veriyolunu kullanır.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Nvidia bir ekran kartındaki SLI bağlantı arabirimi



[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


SLI köprüsü


SLI modunda kullanılması istenen kartların aynı olması bir zorunluluktu, yani aynı GPU, aynı üretici ve aynı BIOS versiyonu. Ancak G80 GPU'sunu yayınlamasından itibaren Nvidia, bu katı kurallarını bir nebze esnetti ve bu kartlarda üreticiler farklı olabiliyor. Ancak GPU'ların aynı olması burada bir zorunluluk yine. Bu kural bütün SLI modları için geçerli. (SLI, Quad SLI ve Üçlü SLI ya da diğer adıyla Triple SLI)

Geforce 6600 serisinden itibaren çıkan bütün kartlar SLI modunu destekler fakat Üçlü (Triple) SLI modu sadece Geforce 8800 GTX ve Ultra'da kullanılabilir. Bu mod farklı bir köprü kullanır, zira kartlarda bir yerine iki adet SLI bağlantı birimi vardır.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Üçlü SLI köprüsü


Quad SLI dört ekran kartı kullanmaz bunun yerine 7950GX2 deki gibi her bir ekran kartında mevcut 2 GPU ile toplamda 4 GPU'yu kullanabilir. Ancak bu kartında modası çoktan geçtiğinden CrossfireX teknolojisine karşılık Nvidia'nında 4 ekran kartını destekleyen SLI çözümünün yakında çıkacağını beklemek sürpriz olmaz tahminimce.

SLI sözkonusu olduğunda tek problem bu mod kullanıldığında tek ekran kartı çıkışının aktif olmasıdır. Dolayısıyla bu modda çoklu monitör kullanamayız.

Teoride SLI, oyun performansını ikiye katlamak için yapılmıştır. Ancak pratikte bunun yanından bile geçemez ve bazı oyunlarda diğerlerine nazaran performansı daha çok artırdığı görülür. Ama her durumda da bu artış hiçbir durumda %100 olmaz.

Aşadaki tabloda hangi kartların hangi modları desteklediğini görebilirsiniz. Görülebileceği gibi SLI modu, ekran kartının üretebileceği maximum performansı artırmak içinde kullanılabilir.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Aşağıdaki tablodan da SLI modunu destekleyen bütün chipsetlerini bulabilirsiniz. PCI Express Mode sütunu altındaki değerler, x16 hızında çalışan PCI Express veriyolunun SLI modunda nasıl çalıştığını göstermektedir.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Crossfire:

Nvidia'nın SLI teknolojisini piyasaya sürmesini müteakip onu takip eden ATI'da Crossfire teknolojisini geliştirmiştir. Bu teknolojinin SLI ile kıyaslandığında temel avantajı ekran kartlarının aynı GPU'ya sahip olmaları zorunluluğunun olmamasıdır. Ancak burada da yine bazı kısıtlamalar söz konusudur. Her ne kadar ekran kartları birebir aynı olmak zorunda değilse de aynı ailenin üyeleri olmaları gerekir. Örneğin HD 3850 ve 3870 gibi. Yoksa tutupta farklı aileden iki kartla Crossfire yapılamaz. Örneğin HD3850 ile 2900XT gibi. Bunlara yazının ilerleyen bölümlerinde daha ayrıntılı değineceğim.

Crossfire'da 4 farklı modda çalışabilir. Bunlar:

1. Scissors (Makas): Bu mod SLI da kullanılan SFR (Split Frame Rendering) moduna benzerdir. Ancak burada ekranın iki eşit parçaya bölünmesi durumunda hızlı olan kart yavaş olandan önce render işlemini bitireceği için yavaş olanı beklemek zorunda kalacaktır. Bu sorun ATI tarafından Dinamik Yük Dengeleme (Dynamic Load Balancing) teknolojisiyle çözülmüştür. Buna göre kartların hızına bağlı olarak işleyecekleri frame bölünür. Yani iki eşit parça olmak yerine hızlı olana daha çok pixelin düştüğü ve ikisinin hesaplamayı yaklaşık olarak aynı zamanda bitirmelerini sağlayacak bir oranlama kullanılır. Sürücüler bu oranlamayıda kendi içinde bir benchmark yaparak belirliyor tahminimce ve daha sonra frame'in kendilerine düşen bölümünü hesaplıyorlar. Ancak bu konuda emin değilim, bu sadece benim tahminim.

2. Super Tiling (Tuğlalama): Bu modda ekran, adına tile (tuğla) adı verilen küçük karelere bölünür. Her bir tile 32x32 pixel boyutundadır. Her ekran kartı sorumlu olduğu tile ları işler. Dinamik yük dengeleme yine burada da kullanılır. Böylece hızlı kart daha çok tile işlerken yavaş olan ona oranla daha az tile işler.

3. Alternate Frame Rendering (AFR): Bu mod SLI da kullanılan modla aynıdır. Bir kart ilk frame i render ederken diğeri ondan hemen sonra gelen frame'i render eder.

4. Super AA: Bu mod SLI AA ile aynıdır. Performansa nazaran frame kalitesini artırır. Bu modda x14 e kadar AA artırılabilir.

Tıpkı SLI gibi, Crossfire'da sadece PCI Express kartlarında kullanılabilir. Önceleri Crossfire modunda sadece tek ekrana çıkış alınabiliyordu. Ancak yakın zamanda çıkan CrossfireX ile bu ekran kartı başına 2 ye çıkarılmış durumda. Yani 4 ekran kartlı crossfire kurulu olan bir sistemde 8 monitöre çıkış alabilirsiniz. Bu konuda AMD'nin Nvidia'nın şimdilik bir adım önünde olduğu söylenebilir.

3 farklı Crossfire türevi vardır. Bunlar: Crossfire, Native (Doğal) Crossfire ve son olarak CrossfireX tir.

İlk nesil Crossfire'ın iki temel problemi vardı. Bunlardan ilki, master kart adı verilen ve Crossfire Edition olarak isimlendirilen bir asıl karta ihtiyaç duymasıydı. Bu model satılan aynı isimli fakat Crossfire Edition takısını almamış karttan farklıydı. Örneğin, piyasada Radeon X850 Crossfire Edition ve Radeon X850 XT kartları vardı. İki Radeon X850 XT ile Crossfire yapamazdınız. Kartlardan birinin Radeon X850 Crossfire Edition olması gerekirdi.

İkinci büyük problem ise kartları birbirine irtibatlandırmak için harici bir kabloya ihtiyaç duyulmasıydı. Bunu aşağıdaki resimde de görebilirsiniz. Bu kablo ile slave kartın DVI bağlantısı diğer kartın bağlantı birimi olan DMS-59 (veya kısaca DMS) a veya VHDCI (Very High Density Cable Interconnect) a irtibatlandırılırdı. DMS-59 arayüzü DVI ile aynı ebatlardaydı fakat daha fazla pin içeriyordu. VHDCI ise bazı SCSI cihazlarında kullanılanın aynısıydı. Bu bağlantı türleri master kart üzerinde olduğundan Crossfire için aynı modelin iki farklı versiyonunu almak zorundaydınız. İlk nesil Crossfire'da maksimum çözünürlük tıpkı SLI'da olduğu gibi 2560 x 1600 dü.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


İlk nesil Crossfire



[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Solda DMS-59, sağda ise VHDCI bağlantısı


Aşağıdaki tablo ilk nesil Crossfire'da hangi master kartla hangi kartların çalışabildiğini ve bu esnada hangi bağlantı birimini kullandığını göstermektedir.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Native (Doğal) Crossfire ve CrossfireX:

İkinci nesil Crossfire'da, diğer adıyla Native (Doğal) Crossfire, yukarıdaki iki sorun halledildi. Böylelikle master kart gereksinimi ortadan kaldırıldı. Bu, üretilen her karta birleştirme motorunun (composition engine) gömülmesiyle sağlandı. Kablo sorunuda halledildi. Bu, tıpkı SLI'da olduğu gibi kullanılan Crossfire köprüsü ile sağlandı. Ancak her kartta iki bağlantı birimi olduğundan kartları irtibatlandırmak içinde iki köprüye ihtiyaç vardı.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Radeon bir ekran kartındaki Crossfire bağlantı birimleri



[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Doğal Crossfire Köprüsü, Crossfire yapmak için iki taneye ihtiyacınız var.


High-end dışında orta sınıf kartlar içinde ATI (şimdiki AMD) Nvidia ile aynı yaklaşımı benimsedi ve iki kartı harici bir köprü yerine PCI Express veriyolundan irtibatlandırmayı seçti. Native (Doğal) Crossfire ile gelen bir diğer yenilik ise maximum çözünürlüğün 2560 x 2048 e çıkması oldu.

Aşağıdaki tabloda Native Crossfire modundaki bütün kart kombinasyonlarını bulabilirsiniz. First Video Card sütunundaki herhangi bir kartla Second Video Card sütunundaki herhangi bir kartla Crossfire yapabilirsiniz. Ayrıca Bridges Required sütununda da bu bağlantı için köprüye ihtiyaç duyup duymadığınız belirtilmiştir.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Son olarak 3. nesil Crossfire'da veya diğer adıyla CrossfireX teknolojisinde, 4 karta kadar (3 lüde olabilir) Crossfire yapılabilmesi sağlandı. Kullanılan köprüler Native Crossfire'dakinin aynısıydı fark bu bağlantının nasıl yapıldığındaydı. Aşağıdaki resme bakın. Her ne kadar HD 3870 ve HD 3850 kartları şimdilik bu modu desteklesede Spider platformu için yeni çıkan kartlarla birlikte destekleyen kartların sayısı artacaktır.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


Aşağıdaki tabloda Crossfire ı destekleyen Chipsetlerini bulabilirsiniz.


[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]


* X38 ve 975 chipsetli anakartların hepsinde 3 adet PCI Ex. slotu yoktur.


** Bu chipsete sahip bütün anakartlarda iki adet x16 slotu yoktur. Dolayısıyla Crossfire iki PCI Ex. slotu taşıyan anakartlarda mümkündür.


Kaynak: Hardwaresecrets