• Thứ Tư, 12/03/2008 06:49 (GMT+7)

    Đồ họa đa nhân

    Tới thời điểm này công nghệ đồ hoạ đa nhân đã bước được một bước dài với sự ra đời của công nghệ đồ hoạ 3-way SLI của NVIDIA và CrossFireX của ATI.

    Tới thời điểm này công nghệ đồ họa đa nhân đã bước được một bước dài với sự ra đời của công nghệ đồ họa 3-way SLI của NVIDIA và CrossFireX của ATI.

    SLI

    Ban đầu 3dfx giới thiệu SLI vào năm 1998 với 2 card Voodoo. Vào thời điểm đó, SLI là viết tắt của “Scan Line Interleaving” và hoạt động theo nguyên tắc một chip đồ họa (GPU) xử lý những dòng chẵn và một GPU khác xử lý những dòng lẻ. Sau đó kế thừa từ SLI của 3dfx, NVIDIA giới thiệu một phiên bản đồ họa kép tương tự nhưng có nâng cấp vào tháng 6/2004, lúc này SLI là viết tắt của Scalable Link Interface.

    SLI được cải tiến hoạt động theo những chế độ sau:

    • SFR (Split Frame Rendering) mỗi khung hình được chia làm hai phần và được gửi đến mỗi GPU khác nhau để thực hiện xử lý đồ họa. Đây là chế độ được sử dụng bởi cấu hình SLI sử dụng 2 card đồ họa. Xem hình 1.

    Hình 1: Chế độ SFR

    • AFR (Alternate Frame Rendering) mỗi GPU xử lý đồ họa hoàn toàn một khung hình, trong khi GPU 1 đang xử lý đồ họa khung hình hiện hành thì GPU 2 sẽ xử lý đồ họa cho khung hình kế tiếp. Vì vậy khi khung hình của GPU 1 hoàn tất thì khung hình kế tiếp đã xong và đang ở chế độ đợi. Chế độ này cũng được sử dụng trong 3-way SLI. Hình 2.

    Hình 2: Chế độ AFR Hình 3: Chế độ AFR của SFR

    • AFR của SFR được sử dụng trong hệ thống QUAD SLI. Ở đây 2 GPU xử lý đồ họa khung hình thứ nhất theo chế độ SFR trong khi 2 GPU khác đang xử lý đồ họa khung hình kế tiếp cũng theo chế độ SFR.

    • SLI AA (Anti-Aliasing): đây là chế độ không làm tăng sức mạnh cho card đồ họa trong lúc chơi game nhưng làm tăng chất lượng hình ảnh. Thật ra khi kích hoạt chế độ khử răng cưa, game thường chạy chậm hơn nhưng lại cho một chất lượng hình ảnh đẹp hơn. Trong khi với một card đồ họa đơn bạn chỉ có kích hoạt lên chế độ khử răng cưa 4x hay 8x, nhưng với SLI thì bạn có thể kích hoạt lên 8x, 16x hay 32x, phụ thuộc vào chế độ SLI.

    Tất cả các card đồ họa hỗ trợ SLI đều hoạt động với giao tiếp PCI Express (PCIe), và dĩ nhiên để chạy được SLI thì cần phải có một bo mạch chủ (BMC) có hỗ trợ SLI. Việc đồng bộ dữ liệu giữa hai card đồ họa được thực hiện thông qua cầu SLI. Tuy nhiên các dòng card đồ họa sử dụng GPU GeForce 6600, 7100, 7300 hỗ trợ SLI sử dụng kênh PCIe để truyền dữ liệu giữa các card, nên không cần phải sử dụng cầu SLI.

    Hình 4: Chỗ gắn cầu SLI trên card đồ họa GeForce

    Ban đầu, để sử dụng SLI cho card thì phải đạt yêu cầu “3 cùng”: GPU, nhà sản xuất và phiên bản BIOS. Từ trình điều khiển ForceWare phiên bản 80 đã thoải mái hơn một chút và cho phép các card đồ họa từ các nhà sản xuất khác nhau nhưng phải cùng GPU. Điều kiện này bắt buộc cho tất cả các phiên bản của SLI (SLI, QUAD SLI, 3-way SLI).

    Tất cả các card từ GeForce 6600 trở lên hỗ trợ SLI, nhưng 3-way SLI chỉ hỗ trợ cho GeForce 8800GTX và GeForce 8800Ultra. Chế độ này sử dụng một loại cầu mới kết nối 3 card đồ họa với nhau.

    QUAD SLI thì không sử dụng 4 card đồ họa, mà là 2 card GeForce 7950GX2 với 2 GPU trên mỗi card.

    Chế độ SLI chỉ cho phép một card đồ họa chính xuất tín hiệu ra màn hình, các card đồ họa còn lại không thể xuất tín hiệu ra màn hình. Mặc dù trên lý thuyết SLI có thể tăng gấp đôi khả năng chơi game nhưng trong thực tế thì không vậy. SLI có làm tăng khả năng chơi một số game tốt hơn nhưng không phải là tăng 100%. Hiện tại tới thời điểm này công nghệ 3-way SLI vẫn chưa được NVIDIA phổ biến rộng rãi đến người dùng.

    Xem bảng chi tiết các chế độ và các card đồ họa hay BMC hỗ trợ.

    Hình 5: Cầu SLI

    Hình 6: Cầu 3-way SLI

    CrossFire

    Dĩ nhiên, không thể đứng yên khi SLI ra đời, vì vậy ATI đã cho ra đời CrossFire. Một cải tiến chính của CrossFire so với SLI là các card đồ họa CrossFire không đòi hỏi phải cùng một GPU nhưng cũng có một số giới hạn đối với những card muốn làm việc chung với nhau, chẳng hạn như các card có thể khác nhau nhưng phải cùng chung một dòng.

     
    Hình 7:
    Thế hệ card đồ họa CrossFire đầu tiên được kết nối thông qua một cáp bên ngoài

    CrossFire có thể sử dụng những chế độ sau để dựng hình:

    • Scissors: chế độ này tương tự như SFR của SLI. Do cho phép kết hợp 2 card đồ họa khác nhau nên nếu chia đều khung hình, card đồ họa nhanh hơn có thể hoàn tất trước và phải đợi card đồ họa còn lại (yếu hơn); ảnh hưởng đến tốc độ xử lý chung. Để khắc phục, CrossFire có cơ chế cân bằng tải năng động: chia cho card đồ họa mạnh phần việc nhiều hơn để 2 card “đồng bộ” thời gian.

    • SuperTiling: trong chế độ này, khung hình được chia thành nhiều ô vuông nhỏ (kích thước 32x32 pixel) và dùng ô vuông này làm đơn vị để phân chia tải. Cơ chế cân bằng tải động cũng được áp dụng: card đồ họa mạnh sẽ phải nhận xử lý nhiều ô hơn card đồ họa yếu.

      Bảng chi tiết các chế độ và các card đồ họa hay BMC hỗ trợ
      Chế độ     Card đồ họa hỗ trợ     Độ phân giải tối đa     Chế độ khử răng cưa tối đa  
      SLI     GeForce 6: từ dòng GeForce 6600 trở lên
    Tất cả các dòng GeForce 7
    Tất cả các dòng GeForce 8
        2560x1600     16x  
      Quad SLI     GeForce 7950 GX2     2560x1600     32x  
      3-way SLI     GeForce 8800 GTX
    GeForce 8800 Ultra
        2560x1600     N/A  
      Chipset     Chế độ hỗ trợ     Chế độ PCIe  
      nForce 780i SLI      SLI, 3-way SLI     2 PCI Express 2.0 x16,
    1 PCI Express 1.0 x16
     
      nForce 780a SLI     SLI, 3-way SLI     1 PCI Express 2.0 x16,
    2 PCI Express 1.0 x8
     
      nForce 750i SLI
    nForce 750a SLI
        SLI     2 PCI Express 2.0 x8  
      nForce 680i SLI     SLI, 3-way SLI     2 PCI Express 1.0 x16,
    1 PCI Express 1.0 x8
     
      nForce 680i LT SLI
    nForce4 SLI X16
    nForce Professional 3600 và 3050
    nForce Professional 2200 và 2050
        SLI     2 PCI Express 1.0 x16  
      nForce 590     SLI SLI, Quad SLI     2 PCI Express 1.0 x16  
      nForce 650i SLI
    nForce 570 SLI
    nForce 570 LT SLI
    nForce 560 SLI
    nForce 500 SLI
    nForce4 SLI
    nForce4 SLI XE
    nForce Professional 3600
    nForce Professional 3400
    nForce Professional 2200
        SLI     2 PCI Express 1.0 x8  

    • AFR: chế độ này giống như chế độ AFR của SLI, trong khi một card đồ họa đang xử lý đồ họa cho frame hiện tại thì card đồ họa khác xử lý đồ họa cho frame kế tiếp.

    • Super AA: tương tự SLI AA, chế độ này cho phép gia tăng chất lượng hình ảnh thay vì tốc độ. Bạn có thể tăng chế độ khử răng cưa lên đến x16.

    Cũng giống như SLI, chỉ các card PCIe mới hỗ trợ CrossFire và bạn cần phải có một BMC với 2 (hay 4 trong trường hợp CrossFireX cho 4 card đồ họa) khe PCIe; chế độ CrossFire cũng chỉ cho một card đồ họa chính có thể xuất tín hiệu ra màn hình.

     

    Thử nghiệm với CrossFireX
    Hiện tại, tới thời điểm này, công nghệ CrossFireX đã được các nhà sản xuất triển khai trên sản phẩm để đưa đến cho người dùng. Để có một cái nhìn thực tế với công nghệ này nên Test Lab đã tiến hành thử nghiệm với hai dòng card đồ họa sử dụng GPU ATI Radeon HD3870 và 3850.
    Dĩ nhiên để có thể chạy được CrossFireX với 4 card đồ họa bạn phải cần một bo mạch chủ (BMC) hỗ trợ CrossFireX. Thiết kế của BMC sẽ quyết định về việc gắn được bộ tứ dòng nào. Ví dụ, trong các mẫu thử nghiệm tại Test Lab, BMC MSI K9A2 Plantinum thiết kế khoảng cách giữa các khe PCIe rộng nên có thể gắn được dòngATI Radeon HD3870/3850 trong khi Gigabyte GA-MA790FX chỉ có thể gắn được dòng ATI Radeon HD3850 (bởi không đủ không gian cho bộ tản nhiệt của HD3870).
    Cấu hình thử nghiệm chung: BXL AMD Phenon 9600, RAM Corsair 2GB CM2X1024-6400C4D, đĩa cứng Seagate 250GB 3250620AS. Card đồ họa sử dụng bộ tứ HD3870 đồng nhất Sapphire HD3870 512M GDDR4 PCI-E Dual DVI-I/TVO và bộ tứ HD3850 gồm Asus EAH3850 TOP/G/HTDI/256M/A, Gigabyte GV-RX385256H-B, MSI RX3850-T2D256E-OC/D3, PowerColor AX3850MD3-H.
    Lắp đặt: quá trình lắp đặt 4 card đồ họa cho hệ thống CrossFireX đơn giản. Tuy nhiên sau khi lắp đặt, bộ tứ HD3870 che hết cả hai khe PCI trên BMC MSI K9A2 Plantinum. Và như đã đề cập phần trên, khoảng cách giữa các khe PCIe trên Gigabyte GA-MA790FX không đủ rộng để gắn bộ tứ HD3870.
    Thử nghiệm với trình điều khiển phiên bản 8.45 mới nhất tải về từ www.amd.com, hệ thống thử nghiệm CrossFireX chỉ có thể hiển thị với 2 card đồ họa. Hy vọng AMD sẽ sớm đưa ra phiên bản trình điều khiển khắc phục được hiện tượng hệ thống CrossFireX 3/ 4 card đồ họa không hiển thị ra màn hình.

     

    Tới thời điểm này có 3 thế hệ CrossFire: CrossFire, Native CrossFire và CrossFireX.

    Thế hệ đầu tiên CrossFire có hai vấn đề chính. Đầu tiên CrossFire đòi hỏi một card đồ họa chính được gọi là “CrossFire edition”, card đồ họa này sẽ khác với những mẫu card đồ họa thông thường. Card đồ họa chính này có thêm một chip được gọi là “kết hợp sức mạnh”. Ví dụ, nếu muốn sử dụng CrossFire bạn phải có card đồ họa CrossFire Edition Radeon X850 và một card đồ họa thông thường, ví dụ Radeon X850XT (không có thể sử dụng 2 card Radeon X850XT).

    Vấn đề thứ hai là cần một cáp bên ngoài để kết nối các card đồ họa, như hình 7. Cáp này kết nối ngõ ra DVI từ card đồ họa phụ đến kết nối được gọi DMS-59 (cùng kích thước vật lý với DVI nhưng nhiều chân hơn), hay một kết nối gọi là VHDCI (Very Density Cable Interconnect- một kết nối ban đầu sử dụng một vài thiết bị SCSI) trên card đồ họa chính.

    Phiên bản này của CrossFire có thể gia tăng tối đa độ phân giải của card đồ họa lên đến 2560x1600, cùng một giới hạn với SLI.

    Hình 8: Ngõ kết nối DMS-59 (trái) và VHDCI (phải) ở card đồ họa CrossFire Edition

    Như đã nói ở trên, với CrossFire các card đồ họa không cần phải giống nhau, có một danh sách các card đồ họa có thể hoạt động chung với nhau như bảng dưới. Cơ bản, card đồ họa phụ phải từ cùng một dòng với card chính. Vì thế nếu bạn có một một card sử dụng Radeon 1900 CrossFire thì bạn không thể sử dụng chung với một card Radeon X1800 XL trong hệ thống CrossFire.

      Card đồ họa chính     Card đồ họa phụ     Kết nối giữa 2 card đồ họa  
      Radeon X1950 CrossFire Edition
    Radeon X1900 CrossFire Edition
        Radeon X1950 XTX
    Radeon X1950 XT
    Radeon X1900 XTX
    Radeon X1900 XT
        VHDCI  
      Radeon X1800 CrossFire Edition     Radeon X1800 XT
    Radeon X1800 XL
    Radeon X1800 GTO
        VHDCI  
      Radeon X850 CrossFire Edition Radeon X850 XT Platinum Edition     Radeon X850 XT
    Radeon X850 Pro
        DMS-59  
      Radeon X800 CrossFire Edition     Radeon X800 XT Platinum Edition
    Radeon X800 XT
    Radeon X800 XL
    Radeon X800 Pro
    Radeon X800
        DMS-59  

    Native CrossFire và CrossFireX

    Thế hệ thứ hai của CrossFire, gọi là Native Crossfire, dùng cầu nối như SLI nên giải quyết được khó khăn trong việc kết nối bằng cáp đặc biệt và chọn cặp card đồ họa chính/phụ nhưng yêu cầu 2 card đồ họa phải giống nhau hoàn toàn. Lưu ý, CrossFire dùng đến hai cầu nối (SLI chỉ cần một) để liên kết hai card đồ họa. Tuy nhiên vẫn có một số dòng card đồ họa liên kết qua bus PCIe (“cầu mềm”) nên không cần “cầu cứng”.

    Hình 9: Chỗ kết nối Native Crossfire trên card đồ họa sử dụng GPU Radeon của ATI.

    Hình 10: Cầu Native Crossfire

    Native CrossFire gia tăng tối đa độ phân giải thành 2560x2048.

    Xem bảng danh sách tất cả các card đồ họa có thể kết hợp sử dụng Native CrossFire và một cột cho biết có cần cầu hay không.

      Bảng danh sách các card đồ họa có thể kết hợp sử dụng Native CrossFire  
      Card đồ họa thứ nhất     Card đồ họa thứ hai     Có cần sử dụng cầu hay không?  
      Radeon HD 3870
    Radeon HD 3850
        Radeon HD 3870
    Radeon HD 3850 
         
      Radeon HD 2900 XT
    Radeon HD 2900 Pro
        Radeon HD 2900 XT
    Radeon HD 2900 Pro
         
      Radeon HD 2600 XT
    Radeon HD 2600 Pro
        Radeon HD 2600 XT
    Radeon HD 2600 Pro
         
      Radeon HD 2400 XT
    Radeon HD 2400 Pro
        Radeon HD 2400 XT
    Radeon HD 2400 Pro
         
      Radeon X1950 Pro     Radeon X1950 Pro      
      Radeon X1950 GT     Radeon X1950 GT      
      Radeon X1650 XT     Radeon X1650 XT      
      Radeon X1650 Pro
    Radeon X1650
    Radeon X1600 XT
    Radeon X1600 Pro
        Radeon X1650 Pro
    Radeon X1650
    Radeon X1600 XT
    Radeon X1600 Pro
        Không  
      Radeon X1550     Radeon X1550     Không  
      Radeon X1300 XT     Radeon X1300 XT     Không  
      Radeon X1300 Pro
    Radeon X1300
        Radeon X1300 Pro
    Radeon X1300
        Không  
     

    Hình 11: CrossfireX.

    Và cuối cùng là thế hệ thứ ba CrossFireX, là một kết nối Native CrossFire cho phép kết nối lên đến 4 card đồ họa với nhau dựa trên nền chip của ATI/AMD. Các kết nối và cầu thì giống như Native CrossFire, điểm khác là chúng được kết nối như hình 11. Hiện tại chỉ mới Radeon HD 3870 và HD 3850 hỗ trợ chế độ mới này. CrossFireX là một phần của nền tảng AMD Spider (dành cho game). Dĩ nhiên bạn sẽ cần một BMC với 3 hay 4 khe PCIe để có thể dùng nhiều hơn 2 card đồ họa

    Xem bảng danh sách tất cả các chipset hỗ trợ CrossFire.

      Chipset     Chế độ PCIe  
      AMD 790FX     2 PCI Express 2.0 x16 với 2 card đồ họa
    1 PCI Express 2.0 x16 và 2 x8 với 3 card đồ họa
    4 PCI Express 2.0 x8 với 4 card đồ họa
     
      Intel X38     2 PCI Express 2.0 x 16, 1 PCI Express 1.0 x4  
      AMD 790X     2 PCI Express 2.0 x16  
      AMD 580X (ATI CrossFireXpress 3200)     2 PCI Express 1.0 x16  
      AMD 570X     1 PCI Express 1.0 x16, 1 PCI Express 1.0 x8  
      Intel 975X     2 PCI Express 1.0 x8, 1 PCI Express 1.0 x4  
      AMD 480X (ATI CrossFireXpress 1600), ATI Radeon Xpress 200 “CrossFire Edition”     2 PCI Express 1.0 x8  
     

    Intel P35
    Intel P965
    Intel 945P

        1 PCI Express 1.0 x16, 1 PCI Express 1.0 x4  

    Minh Trung
    Tham khảo tại http://www.hardwaresecrets.com

    ID: A0802_101