Como funciona o uso de múltiplas placas de vídeo em paralelo

Era uma vez o mercado dos games, o qual contava com diversos consoles, placas de vídeo e jogos. Para todas as ramificações do setor o tempo era bom, pois uma enxurrada de jogadores estava interessada nos jogos.

E assim foi o breve começo de toda a história...

Acontece que o mundo dos games para computador sempre deu passos mais largos e em uma época em que tudo era novidade, uma empresa decidiu criar uma tecnologia chamada SLI. A 3dfx foi uma das maiores fabricantes de placas de vídeo e em 1998 introduziu um novo recurso para que os jogadores pudessem usar duas placas para executar os games.

Fonte: Wikimedia Commons

Alguns anos depois a NVIDIA comprou a 3dfx e com isso adquiriu os direitos da tecnologia SLI. Três anos mais tarde a detentora da marca GeForce lançou uma versão melhorada do SLI em diversos modelos.

E para competir, a ATI desenvolveu uma tecnologia semelhante que tinha o mesmo propósito. Batizada com o nome de ATI CrossFire, a novidade veio em um momento interessante e com algumas novidades para os utilizadores que procuravam por algo diferente.

Posteriormente a ATI foi comprada pela AMD e os investimentos no CrossFire foram mantidos. Houve uma pequena evolução até que a tecnologia fosse transformada em CrossFireX. Simultaneamente, a tecnologia da NVIDIA foi melhorada, e aos poucos a fabricante revelou...

Alguns segredos da NVIDIA SLI

Por se tratar de uma tecnologia de divisão de tarefas, a NVIDIA SLI possui alguns diferencias no modo de operação. As placas compatíveis com esta tecnologia podem trabalhar das seguintes maneiras:

Fonte: site oficial da NVIDIA

SFR

O método mais comum do SLI é o Split Frame Rendering (abreviado para SFR, que significa Renderização por Divisão de Quadros). Neste modo as placas de vídeo dividem o quadro na metade para que o processo seja agilizado. Cada processador gráfico (GPU) deve renderizar metade da tela, para depois enviar a imagem completa ao monitor.

Este tipo de configuração foi projetado para funcionar com duas placas de vídeo, sendo imprescindível a utilização de modelos idênticos. Segundo informações da NVIDIA, a imagem é renderizada em linhas horizontais, de modo que uma placa realiza o processo de cima para baixo, e a outra de maneira inversa. Após a imagem ser completada, o quadro é exibido e as placas partem para o processamento de um novo “frame”.

AFR

O segundo modo de funcionamento do SLI é o Alternate Frame Rendering (abreviado para AFR que significa Renderização Alternada de Quadros). Ao contrário do SFR, neste método temos dois quadros em processamento simultâneo. Um chip gráfico (GPU) fica responsável por renderizar um quadro.

Simultaneamente, a outra placa está criando a imagem de um segundo quadro. E assim as duas vão se alternando, de modo que o jogo tende a fluir com mais velocidade e o computador consegue quase o dobro de quadros. Neste modo também é preciso usar placas iguais, e ele é recomendado para configuração de dois chips gráficos.

Fonte: site oficial da NVIDIA

SFR com AFR

Se com dois chips o desempenho já é acelerado, com quatro o computador vira um foguete. Ao menos é o que deveria acontecer quando a NVIDIA SLI trabalha com a junção do SFR e do AFR. Detalhe: neste método a configuração não é realizada com quatro placas de vídeo, pois não há placas-mãe com suporte para tal façanha.

A tecnologia NVIDIA SLI só opera neste modo quando o utilizador instala duas placas de núcleo duplo (como a GeForce 9800 GX2). O funcionamento é simples: dois quadros são processados simultaneamente, sendo que cada placa divide um dos quadros em duas partes, e como temos quatro chips gráficos (dois em cada placa) fica fácil ver que cada GPU processa metade de um “frame”.

Fonte: site oficial da NVIDIA

Nota: o desempenho não quadruplica quando é realizada uma configuração SLI desse tipo.

SLI AA

O último método não visa aumentar o desempenho do computador, mas proporcionar imagens mais bonitas. O chamado SLI Anti-Aliasing é apenas uma aplicação do filtro de antisserrilhamento com a utilização de duas placas de vídeo.

Qual o benefício? Basicamente uma GPU (de alta capacidade) consegue filtrar os quadros de um jogo com uma taxa de até 8x. Ao usar o SLI Anti-Aliasing, a taxa de aplicação pode chegar a até 32x e a resolução a 2560 x 1600 pixels. Veja agora um gráfico que representa o funcionamento da NVIDIA SLI:

Nota: na exibição do método SLI AA, exibimos a melhoria da imagem, sendo que a inicial representa os gráficos mais simples de um jogo. As figuras seguintes exibem o que os filtros podem realizar ao processar todos os detalhes de uma cena com mais minuciosidade de detalhes.

Vantagens da tecnologia SLI

• Modo SLI Anti-Aliasing consegue níveis superiores ao da tecnologia CrossFireX.

Desvantagens da tecnologia SLI

• Incompatibilidade para processamento paralelo quando são utilizadas placas diferentes.

• Só funciona em placas com chipset da NVIDIA e que tenham o selo “SLI Certified” (Certificada para SLI).

Aproveite sua placa integrada com a NVIDIA HybridPower

Falando em SLI, não podemos deixar de falar sobre a recente tecnologia HybridPower. O nome da tecnologia faz referência ao funcionamento do SLI aplicado entre uma placa offboard e uma placa de vídeo integrada. A hibridez consiste justamente no aproveitamento das duas tecnologias, as quais podem ser interessantes em diversos casos.

Normalmente o SLI entre uma placas de vídeo comuns consomem muita energia, mas geram resultados excelentes. Com a NVIDIA HybridPower o quadro muda de figura, sendo notável uma perda de desempenho e a incrível economia de energia.

Fonte: site oficial da NVIDIA

Para trabalhar de maneira eficiente, um recurso do software da NVIDIA fica monitorando se o usuário realmente necessita da placa offboard, e caso não seja preciso, o programa desliga-a automaticamente.

AMD CrossFireX tem seus truques

Agora que você já conhece os benefícios da tecnologia da NVIDIA, está na hora de aprender um pouco sobre o recurso de processamento paralelo da AMD. Vamos aos métodos:

Fonte: site oficial da AMD

Scissors

O primeiro método de funcionamento do CrossFireX é o Scissors. Parecido com o SFR (do SLI da NVIDIA), ele divide um quadro em partes para que as placas unam esforços e processem o gráfico com mais velocidade. A diferença do modo Scissors está no modo de divisão, pois a tecnologia CrossFireX da AMD permite que o utilizador instale dois modelos de placas diferentes.

Sendo assim, o usuário pode ter instalado uma placa de alto desempenho e outra de capacidade intermediária. Para realizar a divisão da tarefa, a CrossFireX calcula o potencial de cada placa (usando o balanceamento de carga dinâmico) e divide um quadro conforme a capacidade de cada uma. Em nosso exemplo, a placa mais rápida faria a renderização de 70% do quadro, enquanto que a outra placa ficaria com o restante.

SuperTiling

Assim como o SLI, a tecnologia CrossFireX possui diversos modos de processamento gráfico em paralelo. O chamado SuperTiling (ou Checker Board) é o segundo dos quatro métodos. Neste, a tela é divida em pequenos quadrados, cada um com 32 x 32 pixels.

O mesmo recurso usado pelo modo Scissors é aplicado aqui, sendo que a divisão de tarefas será calculada de acordo com os modelos de placas instalados. Confira um vídeo em que uma funcionária da Alienware entrevista um dos executivos da AMD para saber mais sobre a tecnologia CrossFireX:

AFR

Para competir de igual com a NVIDIA, a AMD também possui um método de processamento do tipo AFR (Renderização Alternada de Quatros). O processamento dos gráficos é efetuado por quadros, sendo que cada GPU renderiza um quadro por vez.

Por utilizar duas placas é possível dobrar (ou quase) a velocidade dos jogos, pois ao mesmo tempo em que uma placa está exibindo um frame, a outra está renderizando o próximo. O AFR também é conhecido como um método de renderização 4D, pois além de processar as dimensões de altura, largura e profundidade, o método ainda usa o tempo como uma quarta dimensão.

Fonte: site oficial da AMD

Super AA

Claro que desempenho não é tudo, motivo que forçou a AMD a criar um método semelhante ao SLI Anti-Aliasing da NVIDIA. O Super AA aumenta a qualidade de imagem através da ativação de filtros nas duas placas.

Com isso, o usuário nota uma melhora considerável nos serrilhados e outros problemas que existem nos jogos. A tecnologia Super AA não tem tanta eficiência como a da NVIDIA, mas o filtro ativado em 14x (valor máximo) é mais do que suficiente para produzir gráficos estonteantes.

E para impressionar com mais detalhes, as placas da AMD conseguem alcançar a resolução de 2560 x 2048 pixels. Abaixo você confere uma demonstração dos quatro modos de funcionamento da tecnologia AMD CrossFireX:

Detalhe: na demonstração do modo AA, mostramos a melhoria da imagem, sendo que a inicial representa os gráficos mais simples de um jogo. As imagens seguintes apenas exibem o que os filtros podem realizar ao processar todos os detalhes de uma cena com detalhamento maior.

Vantagens da tecnologia CrossFireX

• Possibilidade de utilizar modelos diferentes de uma mesma série.

• Compatível com chipsets da AMD e da Intel.

• Resolução superior no método Super AA.

Desvantagens da tecnologia CrossFireX

• Quando um game usa OpenGL, a CrossFireX permite apenas a execução do modo Scissor.

Economize energia com a tecnologia Hybrid CrossFireX

A AMD também possui uma tecnologia que permite aliar uma placa de vídeo integrada a uma offboard. A Hybrid CrossFireX é aprimorada para economizar energia e garantir gráficos superiores em diversas situações.

Ao ativar a tecnologia, o computador começa a monitorar constantemente o uso das placas e verifica quando pode desligar a offboard para economizar energia. Ao usar programas simples e navegar na web, por exemplo, o PC desliga a placa que consome mais energia e fornece gráficos de ótima qualidade.

Fonte: site oficial da AMD

Quando usada em games, a qualidade e o desempenho não abaixam, pois o computador aproveita o poder das duas placas e consegue um ganho mínimo, que pode ser suficiente para desafogar uma placa intermediária. Para utilizar esta tecnologia basta ter uma placa-mãe equipada com um dos seguintes chipsets: 760G, 780G, 785G, 790GX, 880G e 890GX.

Faça o seu CrossFireX ou SLI

Como você pôde conferir, existem muitas maneiras de aproveitar duas placas de vídeo, e quem deseja criar um PC para jogos com uma das tecnologias de processamento com múltiplas placas deve estar atento para alguns aspectos. Primeiramente é importante verificar a configuração que você vai montar.

Fonte: site oficial da AMD

Se você prefere AMD, então tem a oportunidade de escolher uma placa de alto desempenho e outra intermediária (lembre que as placas devem ser da mesma família). Por exemplo: a configuração entre uma AMD Radeon HD5970 e uma HD5850 pode resultar em uma configuração excelente. A lista de placas compatíveis pode ser visualizada no site oficial da AMD, através deste link. A lista de compatibilidade entre placas pode ser vista através deste link.

Quem prefere NVIDIA fica um pouco limitado, pois deve adquirir duas placas idênticas — o que pode sair bem caro. Vale salientar que as placas podem ser de fabricantes diferentes, mas o chip gráfico deve ser idêntico. Para não gastar muito, você pode fazer a combinação entre duas NVIDIA GeForce GTX 260. A lista de placas e componentes compatíveis com a tecnologia SLI pode ser acessada através deste link.

Fonte: site oficial da NVIDIA

Algumas outras atitudes devem ser tomadas antes da aquisição das placas. Por exemplo: você só deve planejar uma configuração desse tipo se realmente estiver disposto a gastar, pois será preciso investir em uma placa-mãe apropriada, memória RAM suficiente, fonte de energia capaz de alimentar duas placas, gabinete com ventilação excelente e um processador que seja do mesmo nível das placas.

Considerações finais

Nenhuma das tecnologias vai apresentar um benefício de 100%, aliás, é provável que nem mesmo 50% seja atingido em muitos casos. Só para efeitos de curiosidade, a taxa de quadros pode ser até mais baixa do que em uma situação na qual apenas uma placa está instalada. Isso ocorre porque nem tudo depende do hardware, sendo que certas aplicações não vêm adaptadas para o uso dessas tecnologias.

Afinal, usar CrossFireX ou SLI vale a pena? Você já tem uma configuração desse tipo? Deixe seu comentário!