Entendendo o SLI

As primeiras placas a suportarem o uso do SLI foram as placas Voodoo 2 da 3dfx, que utilizavam um sistema primitivo, onde as duas placas eram alimentadas com os mesmos dados e uma delas renderizava as linhas pares e a outra as linhas ímpares de cada frame. Um cabo pass-thru interligava as duas placas, através do próprio conector VGA, permitindo que a imagem final fosse gerada e enviada ao monitor.

A 3dfx acabou indo à falência no final do ano 2000 e a propriedade intelectual relacionada a seus produtos foi adquirida pela nVidia. Isso permitiu que o SLI ressurgisse como uma tecnologia para interligar duas placas nVidia, dividindo o processamento e assim aumentando o desempenho. Mais tarde a ATI desenvolveu um sistema próprio, o CrossFire, dando início à briga.

Nas Voodoo 2, SLI era a abreviação de “Scan-Line Interleave”, mas nas nVidia o significado mudou para “Scalable Link Interface”, indicando as mudanças no funcionamento do sistema, onde a comunicação entre as placas passou a ser feita através de bridges e não mais através do cabo VGA como na época da Voodoo:

Inicialmente a nVidia tentou usar o SLI como um recurso estratégico para diferenciar seus chipsets, se recursando a licenciar a tecnologia para uso em chipsets da Intel e da AMD. Isso acabou restringindo muito o uso do sistema (especialmente no Brasil), já que as placas-mãe com chipset nVidia respondem por apenas uma fração das placas vendidas e são quase sempre mais caras.

A nVidia mudou um pouco a estratégia a partir do Core i7, passando a licenciar o uso do SLI para placas baseadas nos chipsets X58 e P55. Ainda existem restrições, entre elas a falta de suporte a configurações assimétricas nos slots PCIe (o que deixa de fora as placas que utilizam 16 linhas para o primeiro slot e 4 linhas para o segundo) e a necessidade de o fabricante certificar cada nova placa junto à nVidia (pagando uma taxa de US$ 30.000 pela certificação e mais US$ 3 de royalties por placa), mas já foi uma evolução em relação à postura anterior. Por outro lado, ainda não existem (final de 2009) notícias com relação ao uso do SLI em chipsets da AMD/ATI, o que mantém a plataforma refém dos chipsets da nVidia.

O suporte a SLI consiste em nada mais do que uma flag no BIOS que orienta os drivers a ativarem o recurso. Ao pagarem os royalties e pelo processo de certificação, os fabricantes de placas-mãe simplesmente recebem permissão para incluir a flag e usar os logos.

Isso nos leva a outro problema com relação ao uso do SLI como solução de upgrade barato. Raramente existe a possibilidade de adicionar uma segunda placa de baixo custo complementando a que você já tem, já que a decisão precisa ser tomada na hora em que você escolhe a placa-mãe.

Tecnicamente, não existe qualquer obstáculo para o uso do SLI em qualquer placa com dois slots PCIe x16, trata-se apenas de uma política restritiva da nVidia. Pesquisando, é possível, inclusive, encontrar versões crackeadas de drivers antigos, que permitem ativar o SLI em outras placas, embora com muitas limitações.

A solução para quem não quer pagar mais caro pela placa-mãe é comprar uma placa com duas GPUs, como a GeForce GTX 295 ou a GeForce 9800 GTX2. Nelas a comunicação entre as duas GPUs é feita internamente, o que permite que a placa use um único slot PCIe x16 e funcione em qualquer placa-mãe:

Continuando, os bridges SLI são fornecidos junto com as placas-mãe compatíveis, que acompanham os bridges SLI para os modos suportados (e não com as placas de vídeo), mas é possível também comprá-los separadamente.

Toda a comunicação entre as duas placas é feita diretamente, e apenas a primeira placa é ligada ao monitor. A segunda fica fazendo seu trabalho silenciosamente, recebendo tarefas a processar e devolvendo quadros já renderizados. Os drivers são capazes também de detectar monitores plugados às outras placas, permitindo usar até 6 monitores em uma configuração triple-SLI.

A exceção fica por conta das GeForce 6600, 6600 LE, 7100 GS e outras placas low-end, que podem trabalhar em SLI sem o uso do bridge. Como essas placas usam pouca banda, toda a comunicação pode ser feita diretamente através do barramento PCI Express.

Com relação ao suporte por parte das placas de vídeo, basta verificar a presença dos conectores. O uso de um único conector indica o suporte ao uso de duas placas, enquanto dois conectores atestam que a placa suporta também o uso do triple-SLI e quad-SLI, que pode ser usado nas placas-mãe que oferecem múltiplos slots:

Inicialmente todos os bridges SLI eram rígidos, com os dois conectores sendo presos a um pequeno PCB, mas eles logo foram substituídos por cabos flexíveis. Temos também os bridges triple-SLI e quad-SLI, que possuem (respectivamente) seis e oito conectores (dois para cada placa). Eles são capazes de criar um barramento duplo de comunicação, ampliando o barramento de comunicação entre as placas.

O trabalho de renderização pode ser dividido entre as duas placas de duas formas distintas. A primeira, chamada de SFR (Split Frame Rendering) consiste em dividir a cena em duas partes, onde a primeira placa fica com a parte superior e a segunda com a inferior. A divisão é baseada na carga de processamento necessária e é ajustada de forma dinâmica pelo driver, por isso não é necessariamente meio a meio. Você pode ver uma indicação visual da divisão, atualizada em tempo real, ativando a opção “Show GPU load balancing” na configuração do driver. As duas barras verticais indicam o nível de carregamento de cada uma das duas placas e a linha horizontal indica o ponto da imagem onde está sendo feita a divisão.

A segunda é o AFR (Alternate Frame Rendering), onde cada placa processa um frame completo, de forma alternada. Por ser mais simples, esta é a opção que acaba sendo usada por padrão na maioria dos jogos. Ao usar a opção de visualização em conjunto com o AFR, a linha horizontal fica exatamente no meio da tela e apenas as barras que indicam o carregamento das duas placas se movem:

Nas versões atuais do driver está disponível o “Alternate Frame Rendering 2”, uma versão otimizada do algoritmo, que oferece um melhor desempenho em vários aplicativos e jogos. Existe ainda a opção “SLI Antialiasing” (onde a segunda placa é usada apenas para auxiliar na aplicação do algoritmo de antialiasing) e a “Single-GPU Rendering”, que permite desativar o SLI em casos de jogos que apresentem problemas de compatibilidade diversos ou simplesmente rodem mais rápido com o SLI desativado (que é o caso de muito títulos antigos, não otimizados).

Sob vários pontos de vista, usar duas placas em SLI é similar a usar um processador dual-core. Embora títulos otimizados ofereçam um grande ganho de desempenho, muitas vezes próximo do dobro, a maioria apresenta ganhos menores, de apenas 50 a 70%, e muitos jogos antigos apresentam ganhos muito menores, ou até mesmo uma pequena perda.

Outra observação importante é que os ganhos mais expressivos são obtidos em resoluções mais altas (1920×1200 ou mais), onde o grande número de pixels permite que o trabalho seja distribuído de maneira mais eficiente entre as placas. Se você usa um monitor de resolução mais baixa, usar uma única placa de configuração superior vai resultar em melhores resultados em quase todos os casos.

Com poucas exceções, também não faz muito sentido comprar duas placas medianas pensando em ligá-las em SLI para obter o desempenho de uma placa high-end. Quase sempre, as linhas são criadas com aumentos geométricos no número de unidades de processamento das placas low-end para as mid-range e delas para as high-end, criando uma escalada onde o desempenho cresce de maneira mais ou menos proporcional ao preço.

A GeForce GTS 250, por exemplo, possui apenas 128 stream processors, enquanto a GTS 275 possui 240 e utiliza um barramento bem mais largo com a memória, resultando em um desempenho cerca de 80% superior. Em algumas épocas era possível comprar duas GTS 250 pelo preço de uma única GTS 275, mas o desempenho em SLI não era vantajoso, já que as duas 250 em SLI perdem para a 275 por uma boa margem na maioria das situações.

Isso faz com que o uso do SLI acabe ficando restrito a quem realmente quer o melhor desempenho possível e está disposto a pagar caro por isso. Salvo raras exceções, não vale muito à pena tentar usar duas placas antigas com o objetivo de atingir o desempenho de uma placa mais atual, pois, mesmo combinadas, elas acabarão oferecendo um desempenho inferior ao da placa de geração superior e custando mais caro.

É importante também colocar na conta o custo da placa mãe (já que as placas com suporte a SLI são quase sempre modelos mais caros, destinados a entusiastas) e também o gasto adicional com a fonte de alimentação (já que você precisará de uma fonte de maior capacidade).

Continuando, para que o SLI seja ativado em cada game é necessário o uso de um profile, que inclui as configurações necessárias. Sem o profile, o game roda sem tirar proveito do SLI.

O driver da nVidia incorpora um conjunto de profiles com as melhores configurações para um número relativamente grande de títulos (a lista está disponível no SliZone: http://www.slizone.com/object/slizone2_game.html). Eles são aplicados automaticamente ao rodar títulos oficialmente suportados. Para os demais, você deve criar um profile manualmente, especificando o modo SLI desejado:

Não é obrigatório utilizar duas placas idênticas para ativar o SLI. Embora não seja uma solução exatamente livre de falhas, é possível usar duas placas de fabricantes diferentes, desde que elas sejam baseadas no mesmo chipset. Você poderia utilizar uma GeForce 8800 GTX em conjunto com uma 8800 GTS, por exemplo, já que ambas são baseadas no mesmo chipset, o G80. Em muitos casos, você pode encontrar incompatibilidades diversas ao usar placas de diferentes fabricantes, mas em outros tudo funciona como esperado.

O problema em utilizar duas placas diferentes em SLI é que o driver precisa “nivelar por baixo”, reduzindo o clock da placa mais rápida e desativando a memória adicional, de forma que as duas placas ofereçam o mesmo volume de processamento e de memória de vídeo. Entretanto nada impede que você resolva o problema “na marra” fazendo um overclock na placa mais lenta.

Uma observação com relação à quantidade de memória é que ambas as placas precisam trabalhar nos mesmos frames, o que implica conservar o mesmo conjunto de dados na memória. Com isso, ao usar duas placas de 512 MB em SLI, você continua com apenas 512 MB de memória para todos os fins práticos.

Confira a terceira parte do tutorial em: https://www.hardware.com.br/tutoriais/abc-placas-3d-3/