sli:英偉達公司的專利技術-中文百科頻道

由來

多顯卡并行機制的曆史最早可以追溯到1997年，當時的顯卡市場可以說是3Dfx一家獨大，該公司在1996年下半年所推出的Voodoo加速卡成為發燒友瘋狂追捧的一代經典産品。1998年初，3Dfx推出了它們的第二代3D圖形卡産品—Voodoo 2，當時Voodoo 2擁有90Mps的像素填充率，具備Z-Buffering、Anti-Aliasing、單周期雙紋理等當時最先進的3D特性，大幅超越其上一代産品，其他對手更是被遠遠甩在了後頭。不過，最令發燒友瘋狂的是Voodoo 2所具有的“SLI交錯互連技術”，這項技術可以讓兩塊Voodoo 2顯卡連接起來并行運作，獲得近乎翻倍的3D效能。如此一來，其他競争者更是望塵莫及。

Sli的運行

我們知道，CPU的并行運作是通過指令并行執行獲得的，但對顯卡來說情況有所區别。顯卡最終生成的是所渲染的3D畫面，這項工作包含大量的指令，而如何将工作均等分配就成為問題，3Dfx選擇了按畫面幀線進行渲染的方式。SLI技術将一幅渲染的畫面分為一條條掃描幀線（Scanline），若Voodoo 2采用雙顯卡運行模式，那麼就由一個顯卡負責渲染畫面的奇數幀線部分，另一塊顯卡渲染偶數幀線，然後将同時渲染完畢的幀線進行合并後寫入到幀緩沖中，接下來顯示器就可以顯示出一個完整的渲染畫面。不難看出，SLI技術讓渲染工作被平均分擔，每塊顯卡隻需要完成1/2的工作量。

理論上說，渲染效率自然也可以提高1倍，這就是雙顯卡并行大幅提升效能的奧秘所在。SLI在技術上極為成功，而發燒友們對Voodoo 2也抱有莫大的熱情。在當時，你如果希望在1080p的“高分辨率”下流暢地玩3D遊戲，唯一的解決方案就是使用兩塊Voodoo 2顯卡并讓它們工作在SLI模式下。

原理

在Voodoo 2之後的Voodoo 3，3Dfx沒有效仿這個SLI雙顯卡技術，但在Voodoo 4/5/6時代，3Dfx重新恢複了SLI，但應用的形式已有所區别。Voodoo 2倡導雙顯卡并行運作，兩塊顯卡插在PCI槽裡再用專用的線纜連接起來，但這并非必需的，單個Voodoo 2顯卡也可以獨自工作，隻是速度較慢而已。2000年春，3Dfx推出VSA100圖形芯片，當時nVIDIA已經壓過3Dfx成為領先者，為了奪回自己的領導地位，3Dfx讓SLI技術重裝上陣。VSA100可支持單芯片、雙芯片和四芯片并行運作，單芯片版本就是Voodoo 4，雙芯片顯卡為Voodoo 5 5500，而四芯片顯卡則是著名的Voodoo 5 6000。

此時，SLI技術演變為單顯卡多圖形芯片的形式，不需占用兩個插槽，但内部的工作機制并沒有發生多大的變化，依然是通過劃分渲染幀的方式各自執行，然後在幀緩沖中統一合成。出于衆所周知的原因，這些顯卡都沒獲得廣泛認可，3Dfx也從衰落走向死亡。2001年初，nVIDIA收購了3Dfx，SLI技術也随之成為了曆史，盡管nVIDIA掌握了3Dfx的所有技術，但它并沒有将之發揚光大，而是繼續按照自己的道路走下去，收購3Dfx的目的也許隻是消滅一個競争對手而已。

在這之後，我們看到了nVIDIA順利一統江湖，接着就是ATi逐漸發起挑戰，GeForce和Radeon是人們最常挂在嘴邊的名詞，至于3Dfx和它的SLI已經逐漸被人淡忘了，即便偶爾有人談起，也多是說那是一個策略糟糕的企業和一項昂貴不切實際的技術。在顯卡的曆史中，除了Voodoo 2之外沒有哪一項多顯卡、多芯片技術曾獲得成功，雖然ATi嘗試過，新生的XGI也勇闖該領域，然而事實證明這個方案并不受用戶們的歡迎。不過，誰也沒有想到nVIDIA重新拾起3Dfx的SLI技術。

2004年6月29日，nVIDIA大張旗鼓發布了“SLI Multi-GPU技術”，并将該技術引入最新發布的GeForce 6800和Quadro FX4000系列顯卡上。沿用“SLI”這個名稱或多或少讓人聯想到3Dfx，nVIDIA想要的也許正是這個效果，它更希望被用戶認為是3Dfx技術的一脈相承。但如果我們深入分析，便會發現它與3Dfx的SLI技術沒有多少相同的地方，基本上就是一套nVIDIA新搞出來的多顯卡方案。

nVIDIA的SLI技術與早先3dfx的SLI雖然縮寫相同，其實已經是全新的技術，不但工作原理不同，甚至名稱都不相同，3dfx的SLI（Scan Line Interleave，雙掃描線交錯技術）是将畫面分為一條條掃描幀線（Scanline），兩塊顯卡對奇數幀線和偶數幀線分别渲染，然後将同時渲染完畢的幀線進行合并後寫入到幀緩沖中，接下來顯示器就可以顯示出一幅完整的畫面。

而nVIDIA的SLI則有兩種渲染模式：分割幀渲染模式（Scissor Frame Rendering，SFR）和交替幀渲染模式（Alternate Frame Rendering，AFR），分割幀渲染模式是将每幀畫面劃分為上下兩個部分，主顯卡完成上部分畫面渲染，副顯卡則完成下半部分的畫面渲染，然後副顯卡将渲染完畢的畫面傳輸給主顯卡，主顯卡再将它與自己渲染的上半部分畫面合成為一幅完整的畫面；而交替幀渲染模式則是一塊顯卡負責渲染奇數幀畫面，而另外一塊顯卡則負責渲染偶數幀畫面，二者交替渲染，在這種模式下，兩塊顯卡實際上都是渲染的完整的畫面，此時并不需要連接顯示器的主顯卡做畫面合成工作。

在SLI狀态下，特别是在分割幀渲染模式下，兩塊顯卡并不是對等的，在運行工作中，一塊顯卡做為主卡（Master），另一塊做為副卡（Slave），其中主卡負責任務指派、渲染、後期合成、輸出等運算和控制工作，而副卡隻是接收來自主卡的任務進行相關處理，然後将結果傳回主卡進行合成然後輸出到顯示器。由于主顯卡除了要完成自己的渲染任務之外，還要額外擔負副顯卡所傳回信号的合成工作，所以其工作量要比副顯卡大得多。另外，在SLI模式下，就隻能連接一台顯示器，并不能支持多頭顯示。

發展

SLI技術也在不斷的發展，最初對平台硬件有許多限制，例如必須使用完全一樣的顯卡（同一個廠家同一個型号的顯卡，甚至顯卡BIOS也必須相同），而且在兩塊顯卡之間還必須使用SLI橋接器，支持SLI的也隻有Geforce 6800 Ultra/6800 GT和6600GT三款顯示芯片等等。現在組建SLI則可以使用不同廠家的采用相同顯示芯片的顯卡，低速顯卡可以不必使用SLI橋接器（不過性能要比使用SLI橋接器時有所降低），支持SLI的顯示芯片也擴大到了除開Geforce 6200/6200TC之外的所有Geforce 6系列以及所有Geforce 7系列等等，不過，由于各個主闆的兩個PCI-E插槽的間距不是固定的，因此不同主闆的SLI橋接器一般是不能替換的。

實際性能

SLI技術理論上能把圖形處理能力提高一倍，在實際應用中，除了極少數測試之外，在實際遊戲中圖形性能隻能提高30%-70%不等，而太陽花旗下一款GTS250顯卡在處理圖形性能上表現相當出色，在P55主闆第一時間發布的時候，太陽花GTS250顯卡當然會全力的支持，為提升整套配置的性能盡出自己的一份力量。當然，随着驅動程序的完善，目前存在的這些問題應該能得到逐步解決。

使用兩塊顯卡組成SLI配置時，這些利用GPU的遊戲最高可實現 2 倍的大幅性能提升。大多數當今最火爆的遊戲以及新一代遊戲均屬這一類型。然而，一些應用程序 (通常是年代較老的應用程序) 還是會受到 GPU 處理能力以外的其它因素限制。

最常見的限制便是CPU。如果一款應用程序受限于 CPU，那麼無論怎樣增強圖形動力也不會提升應用程序的性能。在 1024x768 這樣的低分辨率且不開其它功能的情況下，這種現象最為常見。啟用抗鋸齒以及各向異性過濾或切換至更高分辨率通常可以将處理任務從 CPU 移交給 GPU 處理。

主闆芯片組根據其對兩塊顯卡實際提供的PCI Express Lanes，支持SLI的方式也不盡相同，有采用PCI Express X16加PCI Express X4的，也有采用雙PCI Express X8的，nVIDIA自己的nForce Pro 2200+nForce Pro 2050以及nForce4 SLI X16和nForce4 SLI X16 IE則實現了真正的雙PCI Express X16的SLI。