Crossfire ed Sli

[Danckan]

PERCHE' DUE NOMI DIVERSI:

La tecnologia Crossfire e quella Sli fanno praticamente la stessa cosa e funzionano praticamente allo stesso modo, vengono utilizzati due nomi commerciali diversi semplicemente perchè la prima è stata sviluppata da ATI (poi comprata e inglobata da AMD) mentre la seconda da Nvidia, le quali sono in diretta competizione nel mercato delle schede video discrete; motivo per il quale le due tecnologie sono state programmate su diversi protocolli in base ai rispettivi driver del produttore. Per questo motivo, le due teconologie anche se fondamentalmente uguali sono incompatibili tra loro all'atto pratico. Inoltre esse sono state introdotte in commercio in momenti diversi: la prima è stata Nvidia con il suo Sli nel 2005, a cui ha seguito ATI (ora AMD) col Crossfire solo un anno più tardi.

COSA FANNO:

Queste tecnologie permettono di utilizzare più schede video in parallelo per aumentare la potenza di calcolo, il quale viene distribuito in modo opportuno tra le varie schede. Il numero massimo di schede video collegabili in parallelo è quattro.

COSA SERVE PER UTILIZZARE CROSSFIRE O SLI:

Per utilizzare questa tecnologia servono le seguenti cose:

• Un numero di schede video da 2 a 4 compatibili TUTTE con la tecnologia Crossfire oppure Sli. Per lo Sli inoltre tali schede devono essereTUTTE DELLO STESSO MODELLO, (ad esempio tutte GTX580, tutte GTX460, tutte GTX285 ecc.) e lavorare tutte alla stessa frequenza, ma possono anche essere di produttori diversi tra loro (Asus, MSI, Gigabyte, EVGA ecc) con diversi BIOS o PCB ma che abbiano comunque la stessa versione di GPU e lo stesso quantitativo di memoria. Per il Crossfire si possono utilizzare anche schede di diverso modello e che lavorano a diverse frequenze, ma la scheda più prestante si adeguerà alle frequenze di lavoro di quella più lenta.
  
• Una scheda madre con il numero di connessioni PCI-Express 16X sufficiente per il numero di schede che volete installare
  
• Una scheda madre con chipset abilitato ad utilizzare ad i relativi protocolli Crossfire ed Sli: Tutti i recenti chipset Intel integrano entrambi i protocolli, mentre quelli AMD integrano anche il protocollo per lo Sli sono dalla serie 9 in poi.
  
• Uno o più bridge di collegamento esterno tra le schede che faccia da BUS dati.

MODALITA' DI FUNZIONAMENTO:

Esistono vari modi in cui due schede video possono dividersi il lavoro di elaborazione. Non esiste in assoluto una via vincente, in quanto diverse tipologie di codice e motori grafici possono prediligere una modalità a favore di un'altra e viceversa. In generale il Crossfire per meglio adattarsi alle possibili situazioni, può lavorare in ben quattro modalità diverse, mentre lo Sli di Nvidia si ferma a tre di queste modalità di funzionamento:

• SuperTiling: Esclusiva Crossfire. Divide lo schermo in una scacchiera e i riquadri vengono renderizzati da ciascuna delle due schede (paragonando lo schermo a una scacchiera, una scheda renderizza i riquadri neri, l'altra quelli bianchi). Il SuperTiling supporta tutte le applicazioni Direct3D, ma non le OpenGL. È la modalità che offre il guadagno prestazionale minore , per il fatto che la computazione della geometria della scena non può essere divisa tra le due schede. Inoltre questa modalità funziona solo con schede aventi lo stesso numero di pipeline.
  
• Scissor: conosciuto con il nome di Split Frame Rendering (SFR) nello SLI di nVidia, divide lo schermo in due rettangoli orizzontali. È la modalità predefinita per le applicazioni OpenGL. Le prestazioni però sono analoghe a quelle del SuperTiling , anche se in teoria il primo dovrebbe essere migliore in quanto vi è una maggiore probabilità che i calcoli siano equamente distribuiti tra le due schede. Con la modalità Scissor il sistema deve calcolare il punto di divisione per bilanciare il carico tra le GPU. Nel Crossfire, il punto di divisione tiene conto anche della diversa potenza elaborativa delle GPU, permettendo di utilizzare schede grafiche di diversa potenza elaborativa.
  
• Alternate Frame Rendering (AFR): una scheda renderizza i frame pari, l'altra quelli dispari. Questa modalità esibisce le prestazioni migliori, ma è incompatibile con i giochi che utilizzano funzioni render-to-texture, in quanto una scheda non ha accesso alla memoria texture dell'altra. Come nVidia, AMD utilizza nei driver dei profili per abilitare l'AFR nei giochi compatibili, ma non permette l'impostazione manuale per i giochi OpenGL.
  
• CrossFire Super AA: conosciuto con il nome di SLI AA nello SLI di Nvidia, questa modalità non è studiata per incrementare il framerate, ma migliora la qualità delle scene utilizzando il Super AA (Super Antialiasing), che è in grado di raddoppiare il fattore di antialiasing (es. 4x, 8x, 12x) senza alcun calo nel framerate.

In più c'è anche per lo Sli una quarta ma raramente utilizzata modalità di funzionamento chiamata AFR of SFR. Questa modalità viene raramente utilizzata perchè è attivabile solo su una configurazione con ben quattro schede video Nvidia (Quad Sli). In tale modalità due GPU processano il primo frame dividendosi lo schermo in SFR, mentre le seconde due processano il secondo frame (AFR) sempre dividendosi in due lo schermo (SFR).

Di seguito alcune immagini esemplificative di quanto illustrato:

Crossfire SuperTiling

Crossfire Scissor

(Nell'Sli (SFR) quasi identico, ma il punto di taglio non tiene conto di eventuali differenze di potenza tra le due schede)

Sli AFR

(identico per Crossfire)

Sli SFR of AFR

MONTAGGIO DI PIU' SCHEDE IN PARALLELO:

1)
Come prima cosa preparate il computer installando gli ultimi driver Catalyst (per Crossfire) o Forceware (per Sli). Nei driver Forceware sono già integrati i profili Sli per applicare ad ogni titolo la miglior modalità di calcolo parallelo, mentre invece nei Catalyst è stato deciso di scorporare le librerie in un altro file, in modo da poterle aggiornare più rapidamente senza dover aspettare una nuova relase di driver. Quindi se vorrete creare una configurazione Crossfire dovrete pure scaricare ed installare l'ultima versione dei Catalyst Application Profiles.

2)
Attaccate tutte le schede video agli slot PCI-Express 16X della vostra scheda madre. L'ordine in cui vanno occupati gli slot variano da scheda madre a scheda madre, ma solitamente lo slot principale che va sempre occupato da una scheda video è il primo slot più in alto, quello subito sotto il socket del processore per intenderci. Comunque consultate il manuale della vostra scheda madre dove sta chiaramente scritto quali slot occupare in caso di utilizzo di due,tre o quattro schede. Ovviamente oltre a inserire le schede negli slot dovrete fornire anche ognuna di esse dell'eventuale alimentazione aggiuntiva tramite i molex a 6 od 8 pin presenti sul lato.

3)
A questo punto sarà necessario collegare le schede tra di loro tramite un apposito bridge. Negli anni se ne sono succeduti di varie forme e tipo, ma ormai siamo arrivati quasi a una totale standardizzazione.

Iniziamo col dire che i bridge Crossfire ed Sli NON sono tra loro compatibili. Oltre ad avere una forma dell'aggancio diversa che li rende fisicamente incompatibili, il bridge Crossfire ha una banda decisamente superiore di quella del bridge Sli.
Si possono trovare in commercio bridge di differenti lunghezze da quella standard nel caso le schede madri portino gli slot PCI-E particolarmente distanti, ed in tal caso essi vengono forniti nel bundle della stessa scheda madre. Inoltre per i bridge Sli ce ne sono alcuni modelli che si presentano con PCB rigido invece che flessibile, ma per il resto non cambia nulla, ne nella funzionalità che nell'installazione.

I bridge vanno collegati alle piccole fessure presenti sul lato della scheda come mostrato in figura:

Solitamente ogni scheda che supporta il calcolo in parallelo ha due di questi collegamenti. Nei casi in cui ce n'è solo uno significa che quella scheda supporta il crossfire/sli fino ad un massimo di sole due schede.
Nel caso si collegano più di due schede, bisogna utilizzare entrambi i collegamenti per unire con più bridge le schede a due a due come in una catena:

E' del tutto inutile invece collegare due sole schede con ben due bridge nella vana speranza che quest'operazione possa aumentare la banda totale del collegamento come nella foto sottostante:

Tale soluzione può essere esteticamente carina ma non apporta nessun vantaggio o svantaggio di sorta rispetto a collegare un singolo bridge.

4)
Collegate il cavo d'uscita video alla scheda video connessa sullo slot PCI-E primario ed accendete il PC.

5)

Una volta in Windows, se avete eseguito tutto bene, potrete accedere tramite i rispettivi pannelli di controllo delle schede video dei due produttori alle opzioni sul crossfire o sli. Se tali voci non sono presenti c'è stato qualche errore nel montaggio, compatibilità o riconoscimento del sistema multi-scheda.

Crossfire:


Sli:

SCALABILITA':

Aggiungere una/due/tre più schede video (uguali) che lavorano in parallelo non significa raddoppiare/triplicare/quadruplicare le prestazioni. Come si è visto nel paragrafo "modalità di funzionamento" non sempre tutto il lavoro può essere precisamente suddiviso in più parti, inoltre una parte seppur minima delle risorse della scheda video, servirà a sincronizzare il lavoro con le altre schede ed infine le schede video seppur distinte tra loro condivideranno sempre alcune risorse di sistema come processore e memoria RAM.

Conseguenza di tutto ciò è l'introduzione del concetto di scalabilità, la quale viene misurata in percentuale e sta ad indicare di quanto aumentano gli FPS (frame per secondo) aggiungendo una scheda video in parallelo rispetto alla somma degli FPS delle due schede considerate separatamente.

In caso di due schede video in parallelo la formula per calcolare la scalabilità è:

[100/(frame scheda 1 da sola + frame scheda 2 da sola)] * frame delle due schede in parallelo

Più in generale per N schede video in parallelo la formula diventa:

[100/(frame scheda 1 da sola + frame scheda 2 da sola + ..... + frame scheda N da sola)] * frame delle N schede in parallelo

Nel caso di schede video tutte UGUALI come obbligatorio in caso di Sli, il tutto può semplificarsi così:

[100/(frame scheda 1 da sola * N)] * frame delle N schede in parallelo

Esempio:

ho due schede video uguali che in un determinato gioco segnano da sole 20 FPS ciascuna e messe in parallelo raggiungono 35 FPS allora la scalabilità sarà pari a: [100/(20*2)] * 35 ) = 87,5%

La scalabilità non è un dato fisso, ma è fortemente influenzata dall'ottimizzazione dei driver per ogni singolo gioco o applicazione. Di conseguenza per avere una stima della bontà o meno della specifica configurazione Crossfire o Sli bisognerà fare una media statistica delle scalabilità ottenute sui principali programmi più diffusi del momento. Inoltre, dato che i driver sono in costante aggiornamento mese dopo mese, anche tale media statistica è soggetta a variazioni nel tempo.

Ovviamente il valore di scalabilità ha un limite massimo teorico del 100% che corrisponderebbe al preciso raddoppio di prestazioni in caso di due schede video uguali in parallelo. Per i motivi illustrati, tale limite e solo utopico e non viene mai raggiunto nella realtà. All'atto pratico un sistema multi-scheda ben ottimizzato porta a valori di scalabilità compresi tra 75%-90%.

UN PO' Di STORIA:

Sli

• Il nome Sli (acronimo di Scan Line Interleave) risale addirittura a quando era attiva la storica 3dfx, che nel 1998 introdusse tale tecnologia nei propri acceleratori grafici Vodoo 2 riscontrando tuttavia scarsi risultati di scalabilità, elemento che fece accantonare il progetto.
  Nel 2004 tuttavia, con l'acquisizione di 3dfx proprio da parte di Nvidia, tale tecnologia venne rispolverata e notevolmente migliorata per esser commercializzata (questa volta come acronimo di Scalable Link Interface) proprio mentre Intel introduceva i nuovi chipset i915 ed 1925 capaci di gestire più linee PCI-Express. Contemporaneamente Nvidia lanciava in commercio le prime schede GeForce proprio su questo nuovo tipo di collegamento, le quali avevano tra le altre caratteristiche anche la possibilità di essere collegate in parallelo. Le prime schede in grado di sfruttare l'Sli sono state le GeForce 6800 Ultra e GT con un limite di massimo due schede ma dato che i chipset in questione erano dedicati al mondo server non ebbero mai grossa diffusione tra le masse
  
• Il boom dell'Sli ci fu solo nel 2005 con l'introduzione in commercio del chipset nForce 4 che portò tale tecnologia al mondo Desktop e commerciale.
  
• Quad Sli: nel gennaio 2006 Nvidia lancia il Quad Sli, estendendo l'utilizzo di fino a quattro GPU in parallelo. Tuttavia ancora una volta non c'erano chipset in grado di supportare un così alto numero di linee PCI-Express e l'utilizzo era ristretto al solo modello 7950 GX2 formato da un "panino" di due PCB.
  
• 3-Way Sli e 4-way Sli: Dal 2008 grazie all'introduzione in commercio di chipset più evoluti, Nvidia ha avuto la possibilità di estendere il calcolo multi-scheda direttamente a schede collegati a 3 o 4 slot PCI-Express distinti, dando inizio alla versione definitiva dell'Sli così come lo conosciamo oggi. Per poter utilizzare questa configurazione, ogni scheda doveva essere dotata di due connettori Sli per applicare il collegamento concatenato descritto nella parte della guida dedicata al montaggio. Le prime schede in grado di sfruttare il 3-way ed il 4-way Sli (conosciuti anche come triple Sli, tri-sli, quad sli ecc.) sono state le GeForce 8800 GTX e Ultra.

Crossfire

• Il Crossfire è stato introdotto in commercio il 27 settembre 2005 con le schede video Radeon X800 e X850 come risposta allo Sli di Nvidia.
  
• La prima generazione di schede video crossfire prevedeva la presenza di una scheda video principale Crossfire Edition a cui affiancare una scheda della stessa famiglia. Fanno parte di questa generazione le famiglie Radeon X800, X850, X1800 e X1900.
  
• La seconda generazione di schede video crossfire prevede l'abilitazione della funzione crossfire via software. E' scomparsa quindi una scheda Master diversa a livello hardware dalle altre e tutte le schede sono uguali. Fanno parte di questa generazione le famiglie Radeon X1300 e X1600.
  
• Nuovo bridge di collegamento: Solo dalla scheda Radeon X1950 Pro ATI ha rivisto la struttura del suo bridge di collegamento facendolo diventare simile a quello utilizzato da Nvidia come visto nel corso della guida. Precedentemente veniva usato un collegamento esterno tra le porte DVI delle varie schede come mostrato in figura:
  
  
  
• CrossfireX: Dal 19 Novembre 2007, con il rilascio del chipset 790FX e della piattaforma Spider, il supporto al Crossfire è stato esteso fino a quattro schede video in parallelo. Per indicare quattro schede video connesse in parallelo è stato introdotto il nuovo nome CrossfireX.
  
• Crossfire Integrato: A Febbraio 2008 viene lanciata in commercio la Radeon HD3870 X2, la prima scheda video che su un unico PCB di silicio ha integrati due GPU connesse automaticamente in Crossfire tra loro. La scheda disponeva inoltre di un aggancio Crossfire classica per connettere un'altra scheda in parallelo e ottenere quindi un CrossfireX a 4 GPU.

[Danckan]

CROSSFIRE VS SLI:

Vantaggi del Crossfire:

• Le configurazioni CrossFire di fascia media e bassa non necessitano di alcuna connessione esterna tra le due schede, ma si appoggiano esclusivamente al BUS PCI-Express.
• Il nuovo bridge CrossFire ha un'ampiezza di banda maggiore di quello utilizzato nello SLI, inoltre permette l'inserimento di schede video aggiuntive, in previsione di un eventuale utilizzo per i calcoli fisici.
• Schede in Crossfire possono gestire fino a 6 monitor in Eyefinity mentre schede in SLI possono gestire 2 monitor.
• Il Crossfire funziona anche con schede di diversi modelli e a frequenza e quantitativo di memoria diversi a differenza dello Sli (anche se i driver sono ottimizzati comunque per schede uguali e si potrebbero avere bassi valori di scalabilità).
• Libreria dei profili separata e più rapidamente aggiornabile.
• Modalità di funzionamento più flessibili.

Vantaggi dello Sli:

• Permette di impostare manualmente la modalità di funzionamento desiderata per i giochi OpenGL, permettendo di utilizzare la modalità AFR anche per i titoli non presenti nella libreria dei Driver. Mentre in caso di Crossfire, eventuali titoli non presenti nei Catalyst Application Profiles verranno renderizzati con la modalità Scissor, senza possibilità di sceglierne una migliore.

Da questa breve lista sembra che il Crossfire è superiore all'Sli, tuttavia non bisogna arrivare a considerazioni affrettate. L'Sli è stato sicuramente il primo storicamente ed è stato sempre in vantaggio tecnologicamente nei successivi sviluppi della tecnologia di base, sia nell'estensione del protocollo a più di due schede video, sia nell'ideazione del bridge di collegamento interno che nelle modalità di funzionamento. Tuttavia possiamo dire che il Crossfire è sempre stato in grado di seguire bene i progressi dell'Sli e a presentarli in maniera migliorata, risultando ad oggi più ricco e flessibile a livello di features e possibilità.

Inoltre l'elemento discriminante più importante per determinare il miglior protocollo tra i due risiede nella scalabilità che tale protocollo riesce a offrire. Come detto, la scalabilità del Crossfire o dell'Sli è soggetta a variazioni nel tempo con il susseguirsi delle versioni dei driver e delle architetture delle varie generazioni di schede video che si susseguono, quindi non è possibile trarre un giudizio definitivo. Nel momento in cui scriviamo questa guida, le configurazioni Crossfire offrono una scalabilità media un pò superiore a quelle Sli, ma in virtù di quanto detto, la situazione, in linea teorica, potrebbe completamente ribaltarsi fra qualche mese in seguito a nuove versioni di driver o nuovi modelli di schede video, ragion per cui questo è un punto da tenere costantemente sotto controllo nel tempo e non si potrà mai trarre un giudizio definitivo ma solo momentaneo. Basti pensare che fino ad un paio d'anni fa era esattamente l'inverso, con le configurazioni Nvidia in grado di garantire una miglior scalabilità in Sli rispetto a quanto ottenibile con il Crossfire.

[Danckan]

Guida completata, a voi i commenti e i suggerimenti per eventuali aggiunte che mi sono sfuggite

[Euphoria]

Bella guida, compliments

[str@to]

....30 e lode! bella e fatta bene

[Dexter]

Compleimenti tutto spiegato benissimo

[siscoregna]

Molto carina questa guida!
Speriamo che molti utenti la trovino utile per i prossimi acquisti!

[Franco Accardo]

wowwwwww che mal di testa ora sn davvero indeciso se mettere due schede video o sola una e quale amd o nvidia?????

[AlphaAXP]

ciao, ti conviene aprire una discussione in cui metti tutte le info necessarie e poi ti consigliamo noi

[Franco Accardo]

ok