SLI en Crossfire is het combineren van meerdere grafische kaarten – zo werkt het

Wat is SLI en wat is Crossfire?

Kort door de bocht is dit het combineren van meerdere grafische kaarten binnen een pc om zo de prestatie te verhogen. SLI is ontwikkeld door nVidia, CrossFire door AMD. Het is mogelijk twee kaarten te combineren, maar drie of zelfs vier kaarten is ook mogelijk.

Door de werklast te verdelen over meerdere videokaarten is het in theorie mogelijk de frame rate (beeldjes per seconde) met het aantal gebruikte videokaarten te vermenigvuldigen. De driver bepaalt de verdeling.

Alternate Frame Rendering

Alternate Frame Rendering, of AFR, is de prestatie modus van SLI. Hierbij worden de frames verdeeld in even en oneven frames. Vervolgens berekent de eerste gpu alle even frames en tweede gpu de oneven frames. Bij 3-way en 4-way SLI wordt er respectievelijk over 3 en 4 frames verdeeld.

Het idee achter AFR is dat elke GPU zelfstandig werkt om zo maximale prestaties te behalen. Om dit soepel te laten werken heeft elke game een eigen SLI profile nodig. Deze SLI profiles worden regelmatig geüpdate.

SLI en Crossfire scaling

Het is het belangrijk te realiseren dat SLI en Crossfire niet goed schalen. De zogenaamde scaling is beperkt. Dit wil zeggen dat bij een verdubbeling van videokaarten de prestaties niet verdubbelen. De scaling is primair afhankelijk van de resolutie, hoe hoger de resolutie des te beter de scaling. Bij een lage resolutie heeft gebruik maken van SLI of Crossfire dus weinig nut.

Stel dat u met één videokaart 50 FPS haalt op 1680×1050 dan zult u met twee kaarten geen 100 FPS maar slechts 80 FPS behalen. Op de zwaardere resolutie zal één gpu 20 FPS halen en twee 36 FPS. Bij het laatste voorbeeld is er dus wel bijna sprake van een verdubbeling. Dankzij betere drivers wordt de scaling overigens steeds beter.

De meeste monitoren beschikken tegenwoordig over 1920×1080 pixels. Het komt tegenwoordig echter steeds vaker voor dat drie monitoren worden gecombineerd voor een surround ervaring. Dit levert een resolutie van 5760×1080 op. SLI of CrossFire is dan een must! Bij 2560×1080 is SLI/CrossFire ook het overwegen waard.

Waarom is de scaling niet altijd even goed?

Hoe goed een game schaalt hangt af van een aantal zaken:

• hoe goed de game om kan gaan met meerdere videokaarten
• hoe goed het SLI/Crossfire driver profiel is
• hoe vaak de videokaarten iets te doen hebben

De CPU bottleneck

Het laatste puntje heeft te maken met de processor belasting. Voor dat de grafische kaart aan de slag kan, zal er gewacht moeten worden tot de processor met de “pre-render” taken klaar is. Dit zijn zaken als audio, netwerk communicatie, collision detectie, vertices (rasters), interface, enz.

In het eerste scenario (links) is de processor (cpu) duidelijk de bottleneck. De processor is erg lang bezig met de voorbereiding van de frames. Zo lang dat de grafische kaarten gpu1 en gpu2 het grootste deel van de tijd niets te doen hebben. In dit scenario zal SLI/CrossFire niets toevoegen.

In het tweede scenario is de processor snel genoeg klaar om zowel gpu1 als gpu2 constant te belasten. In dit geval zal SLI/CrossFire de framerate verdubbelen.

Er is ook nog een derde scenario

In dit scenario is het systeem redelijk in balans. De processor (cpu) is steeds iets eerder klaar dan de videokaart (gpu1). Bij het toevoegen van GPU2 is de cpu snel genoeg om de kaarten omstebeurt een frame aan te leveren. Het valt echter op dat er veel ruimte tussen de frames van individuele kaarten zit. De videokaarten hebben dus het grootste deel van de tijd niets te doen! In dit scenario zal SLI/Crossfire slechts ongeveer 15% prestatieverhoging leveren.

Het is overigens mogelijk om de gpu zwaarder te belasten. Dit wordt gedaan door het verhogen van de resolutie (denk aan meerdere monitoren tegelijk) en het verhogen van de instellingen van een spel (HDR, anti-aliasing, ambient occlusion, tesselation, enz).

Vereisten voor SLI en CrossFire

Moederbord ondersteuning:

SLI en of Crossfire is alleen mogelijk indien het moederbord dit ondersteunt; er is een extra PCI-E slot nodig en een licentie.

Voeding:

Een snelle grafische kaart is de grootste stroomverbruiker van een computer. Het combineren van twee of meer kaarten vereist dan ook een sterke voeding. Over het algemeen is een voeding van 750W of meer vereist. Nvidia geeft op de volgende lijst de geschikte voedingen aan: NVIDIA SLI-CERTIFIED POWER SUPPLY LIST. Ook AMD heeft een lijst met gecerfiticeerde voedingen: Recommended Power Supplies.

Besturingssyteem

Tegenwoordig is Windows 7 een vereiste. Dit heeft te maken met het feit dat het besturingssysteem in staat moet zijn meerdere frames te “bewaren”. Dit was met Windows XP nog niet het geval.

Voordelen van SLI en Crossfire

• Extra hoge framerates
• Enige manier om fatsoenlijk op drie monitoren tegelijk te gamen

Nadelen van SLI en Crossfire

• Stroomverbruik verdubbelt
  Een high-end videokaart kan zo 200-300W verstoken. Het plaatsen van een extra kaart heeft dus een flinke impact op de stroomrekening.
• Warmteproductie binnen de computer neemt enorm toe
  Bij een computer staat stroom gelijk aan warmte. Het toevoegen van een videokaart van 200-300W betekent dat er ook 200-300W extra warmte moet worden afgevoerd. De kast heeft flink wat extra koeling nodig.
• Niet elke game wordt goed ondersteund
• Frametimes verslechteren
  SLI/Crossfire wordt gebruikt om de prestaties te verbeteren. Deze worden traditioneel gemeten in het aantal frames per seconde (fps). Hoe hoger, des te beter. Er is echter ontdekt dat hoe soepel een game overkomt primair afhangt van de stabiliteit van deze framerate. Indien er grote schommelingen plaatsvinden tussen individuele frames dan zal dit overkomen als stottering (micro-stuttering). Juist SLI en CrossFire blijken extra micro-stuttering te veroorzaken. Uiteindelijk bent u in dat geval slechter af dan dat u voor een (duurdere) losse kaart zou kiezen.

Voorbeeld micro-stuttering:

Wanneer is SLI en CrossFire aan te raden

Als vuistregel is het verstandig om nooit voor SLI of CrossFire te gaan indien er nog een duurdere videokaart bestaat. De duure grafische kaarten bieden betere frametimes en hebben niet de nadelen van SLI/CrossFire (stroomverbruik, driver problemen). Het is dus niet verstandig om twee videokaarten van €200 euro in SLI of CrossFire te plaatsen. Dan bent u gegarandeerd beter af met een enkele kaart van €400 euro.

SLI en CrossFire is dan ook alleen aan te raden aan het selecte gezelschap dat niet voldoende heeft aan een enkele high-end videokaart van +- €500 euro. Wilt u nóg meer kracht dan is SLI/CrossFire de enige optie.