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DirectX 12下A卡、N卡多卡并联

2016-02-16王锴《微型计算机》2016年2月上

多GPU能带来高分辨率下更出色的性能表现,展现别人难以看到的丰富游戏场景和精致细节。所以多卡互联向来都是发烧玩家的首选显卡组建方案。NVIDIA有自家的SLI技术,AMD也推出了CrossFireX,原本井水不犯河水。但相信不少玩家都有过“A卡和N卡放一起能并联吗?”的疑问,或者“A卡和N卡能并联工作就好了”的期望。这种想法看起来天方夜谭,但却并不违背DIY探索精神的初衷,只可惜在此之前玩家们折腾不出什么像样的混合并联组合。直到Windows 10携DirectX 12来到我们身边,系统开始提供原生的多卡并联工作支持,这才让我们首次有了实现A、N混交的基础。

那么A、N是不是真的能在Windows 10下握手言和?
混合并联是否真的能兼得N卡和A卡各自的特性?
混合并联的性能提升幅度比起SLI和CrossFireX来是否足够让人满意?
混合并联都有些什么限制,是不是所有DirectX 12游戏都支持?
实际组建混合并联我们又该注意些什么呢?本文将为你一一揭晓。

DirectX 12(本文接下来简称DX12)对微软来说无疑是一次重要的API更新,它一改以往为高级开发语言优化的思路,开始追求更接近底层硬件的高效率思路(本刊此前已经对DX12的技术做过全面技术预览,感兴趣的玩家请翻阅本刊去年5月刊的《应用与技术》栏目)。对行业来说,这种开发思路的转变无疑是一次深远的变革。初期可能带来开发投入增加、开发时间延长等阵痛,但原生的多核心支持能力、高效的显卡并行处理方案等新特性将帮助开发商更好地掌握底层硬件,发挥出硬件应有的性能,为用户带来更加炫酷、丰富的游戏体验。所以无论是开发业界还是玩家,对DX12的到来都是非常期待的。其中最受玩家关注的无疑是DX12宣称支持的A、N卡混合并联特性,这是玩家们此前梦寐以求很久的组建方案。几年前,有一些厂商曾展示过别具心裁的A、N混合方案,想法虽好,但实际表现却并不理想,A、N各自的特性丢失殆尽,且相比单卡的性能提升也不能让人满意。鉴于此,DX12所带来的混合并联在效率上的具体表现就非常引人注意了,这决定了该特性的实用性究竟如何。接下来,我们先从原理上解析多卡并联工作的基本原理,以及DX12是如何打破A、N间桎梏,实现多显卡混合并联的。看看微软的新方式和之前的各种并联方案有何不同。

以往A、N为何不能混合并联?

其实各厂商之间的显卡并非不能并联工作,而是厂商在主观意愿上并不希望这样的事情发生,也不主动支持这样干的厂商或玩家。当然,A、N混联客观上也有一定问题。因为在此之前,无论是NVIDIA的SLI还是AMD的CrossFireX,多卡并联在工作时大多基于交替帧渲染模式(AFR,本文后续会有详细介绍)。AFR模式意味着显卡要在连续帧中做接力赛,GPU1、GPU2会交替渲染帧1、3、5、7……和2、4、6、8……。这其中涉及到GPU间需要通信,需要分享渲染数据和缓存互访等问题。很显然,A或者N都不太愿意向对手透露太多自家显卡在核心通信和显存互访中的核心设计。没有这样的相互合作,双方不可能在基于AFR工作模式的多卡管理驱动开发中顺利加入对对手显卡的支持,又何谈混合加速?

DX12究竟如何实现混合并联?

要明白DX12是如何实现混合并联的,就得从微软为DX12设计的三种多显卡作模式说起。正是在开发之初就有了明确的多核心和多GPU支持思路,才让DX12看起来那么诱人。

相对传统的IMA

Implicit Multi-Adapter(忽略性多卡适配,简称IMA),是微软声称的最简单易得的多GPU互联方式。它使用的还是类似DX11时代的渲染方式,特点是不需要改变现有游戏的系统设计,非常容易实现多GPU从DX11到DX12的过渡,可以让游戏开发商保留传统制作习惯,快速移植作品。但问题是这个工作模式决定了它也传承了DX11下遇到的多卡并联的各种传统问题,并联工作的GPU差异不能太大、灵活性不足,而且不能充分发挥多GPU的加速优势,最终提速性能对原厂驱动的优化程度依赖依旧极大,在各游戏中提供的性能体验参差不齐。

Tips:混合并联的梦由来已久

早在2010年之前,在DX11还没有普及开的时候,A卡和N卡各有优势,例如A卡能够支持当时尚属前卫的DX11,并且支持UVD2,在API新特效和高清方面有更好的表现。而N卡可以提供独特的PhysX物理加速,可以支持3D显示等等。玩家们都知道两张A卡可以通过CrossFireX并联工作,两张N卡可以通过SLI并联。但只能在这两个方案中选其一,也就是要么获得A卡特性,要么获得N卡特性。鉴于A、N卡各具特色,想要将这些特色一并拥有的用户就开始期待“要是能让一张A卡和一张N并联起来工作,那真是能有的都有了。”或者心存拿一张A卡做主卡,让N卡来协助物理加速等“异想天开”的想法。

Lucid是混合并联的先行者,理念看起来不错,但实际产品的效果并不理想。
Lucid是混合并联的先行者,理念看起来不错,但实际产品的效果并不理想。

随后真有微星等厂商借助LucidHydra芯片推出了混联主板,只可惜它一直不被AMD和NVIDIA正式认可,缺乏优化、效果不佳,现在基本夭折。要想混联,或许只能看最顶层的系统设计者—微软。

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