如何使用多个显卡

当使用多个显卡时,您可以将它们配置为独立工作或集中资源并作为单个显卡运行。

下面,我们将更详细地讨论第二种情况。

我们将仅简要介绍独立操作模式,因为它不是日常用例。

1. 连接的 GPU

要集成两个或多个图形卡,您需要一种方法来允许它们进行通信和协调帧渲染。

领先的 GPU 制造商 Nvidia 和 AMD 设计了无需通过芯片组或 CPU 即可在 GPU 之间建立直接通信的技术。

Nvidia 的产品是 Scalable Link Interface (SLI),而 AMD 将其称为多 GPU 技术 Crossfire。

在我们详细介绍之前,您应该知道 Nvidia 已经结束了对 SLI 的支持,但该技术仍然非常有用。

我们将在本文后面讨论弃用。

现在,让我们深入了解每种多 GPU 技术的细节。

A. 可扩展链路接口 (SLI)

SLI于 2004 年上市,尽管其前身可以追溯到 1998 年。

理论上,它允许用户通过同时运行两张显卡来使他们的游戏性能翻倍——假设他们想要的游戏或应用程序支持 SLI。

它已作为实现当今下一代性能的一种方式进行营销。

但是,它对您可以一起使用的显卡有两个主要限制:

SLI 仅适用于具有相同 GPU 的显卡

这些卡需要具有相同数量的 VRAM。

最好的方法是使用相同的显卡,但如果无法选择,您需要使用具有相同 GPU 的显卡。

但是,无论您多么努力,都无法使用 SLI 配对不同的卡。

除了兼容的显卡,您还需要:

支持 SLI 的操作系统,例如 Windows 7 和 10.

具有至少两个 PCI Express X16 插槽的 SLI 认证主板。

SLI 桥接器。

可容纳两个或更多显卡的大容量电源。

一种有效的冷却机制,因为多 GPU 设置会产生过多的热量。

SLI 经历了四代更新,最近的更新是高带宽 SLI (HBSLI) 和基于 NVLink 的 SLI(我们稍后会谈到)。

注意:安装显卡、连接桥接器并安装驱动软件后,您需要在 NVidia 控制面板中启用 SLI 设置才能享受性能提升。

B.Crossfire

与 SLI 类似,AMD 的 Crossfire 允许您同时运行两到四张显卡,并在高分辨率下为您提供最高的性能增益。

同样,它会大大增加系统的功耗和热量输出。

但是,Crossfire 在配对卡片时为您提供了更多自由。

与 SLI 不同,您可以连接具有不同 GPU、时钟速度和 RAM 容量的卡,只要它们基于相同的架构系列即可。

Crossfire 也往往比 SLI 便宜,因为 AMD 不会强迫主板制造商支付许可费。

此外,兼容 SLI 的板卡至少需要有 PCI 8X 插槽,价格更高。

最后,基于 AMD 的双 GPU 解决方案不需要额外的连接器,因为 GPU 可以通过 PCI 插槽进行通信。

除了更便宜之外,这种专有连接器的缺乏还带来了额外的灵活性——这是大多数 AMD 解决方案及其构建计算机硬件的方法的一个标志。

注意:与 SLI 类似,您需要启用 Crossfire 的软件设置才能开始工作。

如何使用多个显卡

C. NVLink

NVLink 是SLI 的现代版本,作为用于科学实验和大规模分析的专业级 GPU 的协议而开发。

Nvidia 于 2018 年通过 GeForce RTX 系列向消费市场发布了该技术的一个版本。

得益于多项创新,NVLink 比 SLI 快得多。

它的第一个显着区别是更大的连接器手指,几乎是上一代产品的三倍。

SLI 的设计有一个主要限制:其中一个 GPU 必须作为主卡,而其余的卡作为从卡运行。

主 GPU 决定如何在 GPU 之间分配工作负载,并整合从从卡接收到的渲染结果。

即使使用不是很高的最高速 SLI 连接器,主控的速度也被限制在 2 Gbps。

此外,由于master的一些容量浪费在协调其他GPU上,可达到的容量将小于所有GPU容量的总和。

相比之下,NVLink 的架构是双向的,这意味着没有一个 GPU 可以决定其他 GPU 将做什么。

完全不同的架构和额外的引脚转化为 150 倍的数据传输容量。

您可以期望最终容量与单个 GPU 的总和相匹配,因为开销很小。

D. NVLink 上的 SLI

RTX 显卡中可用的 NVLink 实际上是基于 NVLink 总线的 SLI。

因此,您不能指望与这些卡进行资源池,并且开销仍然存在。

唯一的区别是 NVLink 更大的连接提供的数据高速公路。

尽管如此,此版本仍可将游戏性能提高 20% 并消除微卡顿。

注意:消费类 NVLink 桥接器的引脚少于专业级的。

E. 收益递减法则

收益递减规律是从经济学中借来的著名原理。

在计算机方面,它指出将硬件资源加倍不会使性能加倍。

随着您不断添加额外的硬件,性能提升将变得微不足道。

同样的原则也适用于显卡:两张卡的成本是你的两倍,但你的性能不会是两倍。

这是因为 GPU 间的通信会带来一些开销。

GPU 需要协调如何分配工作负载

除了显卡的成本外,您还会有更高的功耗和热量输出,这意味着您将不得不在电源和冷却方面花费额外的费用。

2.独立卡

如前所述,如果您不想集中显卡的计算能力,则不必连接显卡。

最可能的情况是当您想将计算机用于两种不同的目的时,例如密集的数值分析和常规游戏。

在这种情况下,您可以购买高端 GPU,例如RTX 3080进行分析,并为您的常规任务购买预算友好的卡。

另一种情况是当您想玩较旧的游戏时。

您可以在向后兼容的 PCI Express 插槽上安装低端显卡,并在加载游戏时切换到该插槽。

诚然,这种情况不太可能发生,但有可能。

最后,如果想通过虚拟化将一台物理机变成多台虚拟机,可以在一台电脑上安装多块独立显卡。

通过这种配置,您可以拥有一个共享的 CPU 和主板,同时为每个虚拟工作站分配一个 GPU。

这是该团队如何使用一个 CPU 和六个 GPU 构建六个高功率视频编辑工作站的示例。

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