3dfx公司(Voodoo)是最早推出「聯卡技術」於桌上型電腦的廠商,但這種把兩張顯示卡放在一起,以增強3D效能的方法,卻是NVIDIA將3dfx公司給併購下來後,才得以發揚光大。
如今顯示卡廠商的作法似乎變的愈來愈誇張,兩張覺得不夠勇猛之外,增加到三張、四張都毫不手軟,但這多少會令人懷疑,真的是「數大便是美」嗎?就像處理器一樣,核心數量愈多效能就會愈高嗎?本篇文章幫你驗證這個問題。
一起分擔,是它最大的意義
聯卡技術最早出現於桌上型電腦中是拜3dfx所賜,而當時3dfx把聯卡技術命名為「SLI」,它是由Scan-Line Interleave的縮寫所組成。
而聯卡技術所推出的最大效用,就是要「分擔」顯示卡的工作量。我們舉例來說,在執行3D遊戲時,若一秒鐘要產生60張圖片(也就是60FPS),那麼利用了聯卡技術後,讓A顯示卡負責奇數頁面(1、3、5…以此類推),另一片B顯示卡則負責偶數頁(0、2、4…以此類推),就不必讓一張顯示卡來單獨負荷工作。
這樣將100%的工作量,個別分給兩張顯示卡,讓A顯示卡佔去50%、B顯示卡也是50%的工作量的運作模式,可以有效減輕通通丟給一張顯示卡的負擔,而且兩張顯示卡在運作時,也不會耗費太多資源。
因此使用者在利用聯卡技術時,還能將3D畫面開啟高倍的反鋸齒、拉高解析度等等,所以,聯卡技術的另一項特色,就是讓人觀看更好的3D畫面、執行遊戲時可以更流暢。
新的SLI,比較先進了
而NVIDIA將3dfx公司給併購下來後,一樣將聯卡技術稱為「SLI」,不過該縮寫卻是Scalable Link Interface。而前文所說的,將一秒鐘的每一張畫面分給不同的顯示卡去分擔計算工作量的方式,就叫做「AFR(Alternate Frame Rendering)」,但NVIDIA還設計出一種分工方式,那就是「SFR(Split Frame Rendering)」。
SFR會將一個3D畫面分為上下兩大部分,像是畫面的上半部交由A顯示卡來計算、B顯示卡則計算下半部,最後再將上下合成為同一個畫面,如此一來便可以達到「分擔」的作用了。
ATI的CrossFire
ATI自家的聯卡技術──CrossFire,它有和NVIDIA一樣的AFR技術,當然也有SFR,不過ATI將這種畫面分為上下計算的方式,稱為「Scissor」。除此之外,ATI還有一種技術,叫做「SuperTile」。
它是將一張畫面分割成許多小格子,就像是一張棋盤一樣,而將一張畫面如此交錯區隔,最主要的用意就是要「平均分擔」工作量,因為不論是利用AFR或是SFR來進行分工時,萬一3D畫面突然出現下半部場景較複雜、上半部則空空如也(例如飛行遊戲),那麼就會形成A顯示卡運作80%的工作量、B顯示卡則只有20%。因此,如何將同一畫面盡可能的「平均」分擔給兩張顯示卡,就得要依靠各家廠商的設計功力了。
四大條件,組起3-way SLI
NVIDIA在推出了SLI之後,在2007年12月13日推出了由三張顯示卡所組成的「3-way SLI」。在討論利用此一技術讓三張顯示卡協同運作後,到底能帶來多高的效益之前,我們得先說明,若要組成一個3-way SLI平台,那麼需要準備什麼。
一、主機板必需採用nForce 680、780系列
二、三張GeForce 8800 GTX或Ultra等級顯示卡
三、3-way SLI橋接器
四、具備六組6 Pin的1100W以上電源供應器
在主機板方面,你必須擁有一張NVIDIA自家的nForce 680系列主機板,或是最近剛發表不久的nForce 780系列。最新的nForce 780晶片組,分別有著Intel、AMD兩種平台產品,兩者同樣具有三條PCI Express插槽,但是AMD平台(nForce 780a)卻是採用一組PCI Express x16、兩組PCI Express x8的設計,雖然均是PCI Express 2.0,不過總覺得規格差了點,因為Intel平台(nForce 780i)採用了三條PCI Express x16的設計,而且其中就有兩組是支援PCI Express 2.0的規格。
至於顯示卡方面,目前唯有高階的GeForce 8800 GTX與Ultra才得以支援3-way SLI,其中的原因在於顯示卡上的橋接器共有兩組,而一般的中、低階顯示卡只有一組,而在架設3-way SLI時,橋接器必須要與另一張顯示卡聯接,而三張顯示卡的彼此串聯就得動用到六組橋接器,因此目前只有高階的顯示卡才得以支援。
當然,在耗電量上3-way SLI平台也是相當恐怖的,除了需要「1100W」以上的電源供應器之外,就連電源接頭數量也要很多,因為在每一張GeForce 8800 GTX、Ultra上均有兩組6 Pin電源插座,所以電源供應器勢必得提供六組6 Pin電源接頭。
但是目前的高瓦數電源供應器,卻不是如此設計,它們大多採用三組6 Pin電源接頭,以及三組支援PCI Express 2.0的8 Pin電源接頭,因此得透過廠商所附的「8 Pin轉6 Pin」的轉接線,才能夠插入顯示卡的電源插座中。
如果你要架構3-way SLI平台,但不知道要如何挑選電源供應器,可以到這個網站:http://tw.slizone.com/object/slizone_build_psu_tw.html來查詢。不過,若你想要查SLI或是一般NVIDIA顯示卡都可以使用的電源供應器,這裡也都有許多經過NVIDIA認證的產品型號可供選擇。
建購3-way SLI成本分析
如果想要建購一套3-way SLI平台,你必須花費多少金額才能達到呢?讓我們簡單的試算一下。處理器的部分,我們選擇Intel的Core 2 Quad Q6600,至於主機板的部分,由於採用nForce 780系列的晶片組主機板尚未上市,但依nForce 680i的價位來看,我們猜測在8000元左右。
記憶體的部分,現在不斷地大降價,而且採用力晶顆粒的UMAX品牌獲得我們電腦王編輯部張方至先生高度讚許,所以選擇該品牌的DDR2-800 2GB兩組。在顯示卡方面,由於現在GeForce 8800 Ultra是幾乎呈現缺貨的狀態,所以GeForce 8800 GTX是我們唯一的選擇,而且又要架構3-way SLI,所以一次得買三張(店家老闆看到你幫他們清庫存,應該會感動的流下淚來),硬碟機、光碟機我們就選擇較為平價的產品,因為還得留些預算在電源供應器與機殼身上。
3-way SLI平台需要1100W或以上的電源供應器,雖然目前有推出如此高瓦數的廠商已有四、五家,但價格其實都是差不多的,也都要萬元以上,而我們所選的Gigabyte ODIN Pro 1200W,價格為13990元。機殼,你總不能跟我們編輯一樣,整天裸機受幅射之苦吧?但是要容得下3-way SLI這樣龐大身軀的機殼,能選擇的種類卻是相當稀少,因此我們挑選了CoolerMaster的COSMOS系列,主要原因是NVIDIA在展示3-way SLI平台時,也使用了這款機殼,筆者當時看了系統內部,真覺得能容下那麼多零組件,又能兼顧機殼內部的系統風流散熱,有錢的話也想買一台。
經過我們的搭配之下,架購出一套3-way SLI平台至少得花上「十萬元」的新台幣,當然,各位讀者可能和筆者一樣,就算不吃不喝半年也不見得買的起這樣的「遊戲機」,不過這對於預算「無上限」的玩家而言,其實還算是「小咖」的,而搭配3-way SLI平台時,我們並沒有加上24或30吋的液晶顯示器,不過我們建議使用者若要打電動,畫面大才是王道。
品項 | 型號 | 價格 |
處理器 | Core 2 Quad Q6600 | 9280 |
主機板 | nForce 780i | 8000 |
記憶體 | UMAX 2GB DDR2 800×2 | 2338 |
顯示卡 | GeForce 8800 GTX×3 | 62700 |
硬碟機 | WD 500GB(WD5000AAKS) | 3888 |
光碟機 | Sony DRU-845S | 1550 |
電源供應器 | Gigabyte ODIN Pro 1200W | 13990 |
機殼 | CoolerMaster COSMOS | 7490 |
架購3-way SLI總金額:109236 |
3-way SLI的串聯方式
我們從NVIDIA所公布的圖片來看,不管你是使用GeForce 8800 GTX或是Ultra,要串接3-way SLI,看起來都得走「8」字型的串接法。
也就是說,第一張顯示卡得同時與第二、第三張串接,第二張得串上第一與第三張,以此類推才形成了8字型的樣貌。相信看到這裡,讀者你是不是正在猜想,有這樣的設計是不是因為兩組橋接器同時得要「一進、一出」的傳送資料,所以才需要兩組?
這個問題筆者曾經詢問過NVIDIA,他們的回答:並不是!這只是很單純的需要串接其它兩張顯示卡而已。因為NVIDIA所設計的橋接器,也就是在顯示卡頂端上的金手指,一組是採用8 Bit的設計,而且還是雙向的,因此GeForce 8800 GTX、Ultra的兩組橋接器便擁有了16 Bit的雙向頻寬,不過在大量傳輸資料時,還是透過PCI Express,因此NVIDIA現階段正在推廣具備PCI Express 2.0的規格產品,以利日後顯示卡可以擁有更大的資料傳送頻寬。
另外補充一點, ATI顯示卡在架構CrossFire時,同樣也要利用顯示卡頂端的橋接器,不過它每一組金手指都具有12 Bit的頻寬,因此兩組便組成24 Bit的規模。
該怎麼測試3-way SLI?
理論上測試這種重量級的遊戲平台,是應該準備一款30吋的液晶顯示器(因為解析度可達2560×1600),不過它不止是市場上難以見到,就連我們向Dell商借,也得花上一﹣兩周的時間來等待,因此我們僅僅使用Acer P243w的24吋,利用它那1920×1200的解析度來進行測試。
另外,為了避免發生處理器瓶頸的效應,我們在測試時勢必要將軟體全都設定為「高品質、Very High」,這是因為3-way SLI在執行低解析度或是較不操硬體的遊戲時,它的表現會和一般的單張顯示卡差不多,所以軟體設定要特別調整。
至於測試軟體方面,除了3DMark06為DirectX 9.0c的API之外,其餘的遊戲像是Crysis、World in Conflict、Company of Heroes:Opposing Fronts、Unreal Tournament 3全都是DirectX 10的API。
當然,在耗電量的部分這也會一併進行測試,但還沒進行之前,我們大概可以猜出3-way SLI應該除了是效能巨獸之外,也是個耗電大戶。
測試項目:驅動程式:ForceWare 169.28(Beta)
World in Conflict:V1.0.0.5
Company of Heroes:Opposing Fronts:2.201.0
Unreal Tournament 3:Demo:DM-HeatRay_bot
Crysis:Patch 1.1
3DMark06 :SystemInfo Hotfix
測試平台:液晶顯示器:Acer P243W
處理器:Intel Core 2 Extreme X6800(2.93GHz)
主機板:MSI P7N Diamond(nForce 780i Chipset)
記憶體:Kingston DDR2-800 1GB×4
硬碟:Seagate 160GB
光碟機:Lite-On DH-4O1S
三張果然效能驚人
雖然討論區上許多玩家覺得3DMark06已經失去它的公正性,不過它還是目前最多使用者用來評量顯示卡效能的軟體。我們從數據圖上來看3DMark06的成積,單張的GeForce 8800 GTX與3-way SLI,兩者的成績差距相當大。其中,最明顯的就是在1920×1200 4AA8AF的解析度設定下,兩者已經拉開了40.40%的差距,而且這還不是最大的。
筆者會那麼說的原因,正是因為目前號稱「硬體殺手」的Crysis遊戲,在3-way SLI的鎮壓之下,終於在多種解析度中有了30FPS左右的水準,就連在1920×1200 4AA如此嚴苛的環境下,都有25FPS的表現,這可讓人體會「一分錢一分貨」這句話的道理。
從單張GeForce 8800 GTX與3-way SLI的比較來看,在Crysis遊戲中最多拉到了60.20%的差距(10.28FPS提升至25.83FPS),而且這不是只能從數字上看的,就連筆者在實際進行遊戲時,都可以明顯感受到遊戲畫面的流暢度變高,像是與敵人交火、爆炸場面等等,這都是相當明顯的。
而在即時戰略遊戲World in Conflict裡,我們似乎遇到了處理器瓶頸,這是因為不論單張、兩張或是三張的3-way SLI平台下,幾乎都保持在33FPS左右的測試數據,單張與3-way SLI之間的效能差距最大也僅有12.12%。
而在Company of Heroes:Opposing Fronts遊戲中,就有了明顯的成績起伏,像是在1920×1200 0AA的解析度中,單張GeForce 8800 GTX與3-way SLI分別是30.4與57.1FPS,兩者足足相差了26.7FPS(也就是46.76%)。
UT3遊戲測試不能跑
相信各位讀者看到下列數據圖時,一定很覺得很奇怪,怎麼少掉了Unreal Tournament 3(簡稱UT3)的測試呢?其實是因為筆者遇到相當奇怪的事情。正當筆者測完單張GeForce 8800 GTX時,接著進行測試SLI的部分,結果發現它的測試數據還比單張的還要低,雖然筆者硬著頭皮將SLI測試完畢,但整體看起來它的分數都比單張落後。
接著測試3-way SLI,但同樣的情況變的更嚴重了,測試出來的3-way SLI成績,居然比單張顯示卡還要低,像是1920×1200解析度下,單張測出74.24FPS,但在3-way SLI中卻只測出66.78FPS(同一地圖跑多次的情況下)。
因此筆者便決定中斷測試並開始檢查問題來源,在重新一次的系統安裝、更新Windows Vista、重灌UT3並更新至1.1版本的Patch後,再進行一次UT3遊戲的測試,結果……依然發生一樣的狀況,最後筆者也只能推斷,這八成是NVIDIA的驅動程式問題,或著是遊戲本身的問題。(虧筆者在測試前跑去光華商場買一套UT3回來,真浪費錢)
在我們看完了單張與3-way SLI的效能差別後,現在來仔細研究SLI與3-way SLI的差異到底有多大。
一樣從數據圖來看,各位可以發現SLI與3-way SLI的差異相當小,就連在3DMark06裡最大的差距也只有6.49%,而撇開World in Conflict碰到了處理器瓶頸不談,單看Company of Heroes:Opposing Fronts遊戲測試中,最多也只有3.98%的差距,也就是53.1FPS至升至55.3FPS,基本上在實際進行遊戲時,這樣的2FPS是很難感受出來的。
而SLI與3-way SLI最大的效能差距,目前就只能從Crysis身上看到了。在1920×1200 4AA的解析度下,SLI得到了19.53,而3-way SLI則是25.83,足足增加了24.39%的效能,不過這也只有單從Crysis遊戲身上可以感受到而已,其餘的遊戲是較難看到。
所以從遊戲效能的角度來看,若是要從SLI平台升級至3-way SLI平台,是會有「小小的增強,但效果只能在少數遊戲上看到」,若是使用者從單張GeForce 8800 GTX升級至3-way SLI,那麼效果就會十分明顯。
效能差一點,卻得花大錢
綜合以上測試結果,筆者做出三項結論。一、目前遊戲支援度似乎不高,單從筆者的UT3測試結果來看,讓遊戲在多GPU的平台上執行時,似乎沒有帶來「1+1=2」的效應,甚至於會產生反效果,當然讀者會認為筆者只會嘴砲,因為在測試時只看到一套UT3有這種情況,但事實上筆者還有參考NVIDIA所公布的測試文件,其中也可以發現3-way SLI甚至於比SLI或單張還要差的效能。
二、從SLI升級至3-way SLI時,你需要多付出將近三萬元的成本才能換到極小的效能成長,這一點代價端看消費者你怎麼想,若你是「視錢財如糞土」,覺得錢不是問題,那麼購買3-way SLI平台絕對是很適合的。而筆者所說的「多付出三萬塊的成本」是如何計算的呢?那其實是用一張顯示卡,再加上電源供應器的費用,因為SLI平台約需要800W的電源供應器,而目前市場價位約在七千元左右,這與3-way SLI需要動輒一萬四千元的電源供應器相比,是少了七千塊上下,因此再加上一張兩萬元左右的顯示卡,使得你無形之中便增加了三萬塊的預算去購買3-way SLI所需平台。
三、效能提升了,但是就連耗電量也提升了不少,從3-way SLI來看,它瞬間達到611W的電力耗費,就連平常待機連踩地雷都不玩的情況下,都得花上343W,若用汽車來形容它,這台車吃油跟呼吸一樣。
優點3-way SLI平台效能十分優異,對於Crysis來說是目前唯一可達30FPS以上的專用平台。
缺點SLI與3-way SLI的效能差異極小,並且耗電量相當高,為了北極熊的下一代,我們要節能。
Advance判定 6分。平心而論,建構出SLI平台其實已經和3-way SLI有差不多的成績,再加上GeForce 8800 GTX與Ultra所採用的G80核心均已停產,也許3-way SLI平台只是要回敬ATI CrossFire X的意氣之爭。
3DMark06
Company of Heros:Opposing Fronts
Crysis
World In Conflict
耗電量測試