Descomplicómetro – Sistemas Multi-GPU

Costuma dizer-se que duas cabeças pensam melhor que uma. Será que este princípio se pode aplicar às placas gráficas?
3dfx SLI
3dfx SLI

Tudo começou com o Scan-Line Interleave, desenvolvido inicialmente pela 3dfx em 1998 para as suas Voodoo2, que permitia ter duas placas gráficas que comunicassem entre si, para que pudessem funcionar em conjunto, de forma paralela. Aqui era utilizado um cabo a ligar as mesmas, para transferência de dados referentes aos gráficos, bem como à sincronização dos processos efectuados por cada GPU (unidade de processamento gráfico).

Esta solução apresentava algumas falhas, nomeadamente na falta de compatibilidade com o sistema, fosse a nível de motherboards ou como nos próprios jogos. Existia ainda a questão do elevado custo e da perda significativa da qualidade de imagem, pelo facto de o cabo de ligação entre as placas gráficas ser externo e analógico.

SLI

Mais tarde, a Nvidia decidiu lançar no mercado a sua solução, ainda utilizada nos dias de hoje, estranhamente apelidada de ‘SLI’, embora desta vez signifique Scalable Link Interface. Esta solução indica que o sistema é escalável, ao permitir a ligação de duas ou mais placas gráficas a trabalhar em conjunto.

Para evitar os problemas com o sistema SLI da 3dfx (que foi adquirida pela Nvidia), esta solução utiliza, não só, a elevada largura de banda da interface PCI-Express, como uma ligação interna directa entre as placas, que pode atingir os 2GB/s nos modelos mais recentes (SLI HB).

Nvidia SLI

CrossFire

A rival AMD (antiga ATI) também desenvolveu a sua solução para processamento paralelo em múltiplas placas gráficas, o CrossFire. Este sistema, que inicialmente obrigava a utilização de motherboards com chipset AMD, é suportado por todos os chipsets que suportem a criação de sistemas Multi-GPU.

Actualmente na sua terceira geração (XDMA), os sistemas CrossFire tiram partido da elevada largura de banda da interface PCI-Express (que pode atingir cerca de 16 GB/s), em vez de usar um conector externo, limitado a 900 MB/s, como no passado. Caso utilize um sistema equipado com um APU da AMD (CPU com gráficos integrados), poderá tirar partido da tecnologia AMD Radeon Dual Graphics, ao aumentar significativamente o desempenho gráfico do seu sistema através do funcionamento em conjunto da placa gráfica dedicada com a integrada na APU.

Modos de funcionamento

Para uma sincronização perfeita entre o trabalho feito por cada GPU, ambas as tecnologias utilizam diferentes modos de funcionamento. O modo AFR (Alternate Frame Rendering) é o mais comum, permitindo que cada placa gráfica efectue o render de cada imagem de forma alternada, ficando um GPU responsável pelos frames pares e o outro pelos ímpares.

Outra solução bastante usada é o SFR (Split Frame Rendering). Aqui é analisada a carga de trabalho de cada frame, repartindo-o de forma equilibrada para cada GPU. Infelizmente, os actuais motores gráficos de videojogos não conseguem tirar partido dos sistemas Multi-GPU, pelo que é preferível a compra de uma placa gráfica mais potente, em detrimento de duas para funcionar com este método.

Mining

Com o crescente poder de processamento dos processadores gráficos, estes têm começado a ser utilizados cada vez mais para o processo de mining de moedas virtuais, como a Bitcoin. É aqui que entram os sistemas Multi-GPU, visto já existirem motherboards especificamente criadas para esta finalidade.

Estas usam diversas portas PCI-Express para que possa ligar entre quatro a seis placas gráficas, utilizando devidos extensores. Em casos mais extremos, são usadas motherboards para servidores, que permitem instalar até oito Nvidia GeForce Titan X. cada uma destas placas custa 1200 euros, se ainda as conseguir encontrar à venda.

Mining

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Editor da revista PCGuia, com mais de 10 anos no mercado de publicações tecnológicas. Grande adepto de tudo o que seja tecnológico, ficção científica e quatro rodas.
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