Scalable Link Interface: differenze tra le versioni

Versione delle 14:27, 13 set 2007

Versione delle 14:54, 25 ott 2007

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'''Scalable Link Interface''' ('''SLI''') è il nome di una tecnologia sviluppato da [[NVIDIA Corporation|NVIDIA]] per collegare due o più [[scheda video|schede video]] per produrre un unico segnale video in uscita.

== SLI: un acronimo riciclato ==

Il nome SLI è stato inizialmente utilizzato da [[3dfx]] con il suo [[Scan-Line Interleave]], che è stato introdotto nel [[1998]] e utilizzato nelle linee di acceleratori grafici [[Voodoo 2]] e successive. Questo sistema non ha avuto il successo sperato, a causa sia di questa mancata tecnologia e di mosse finanziare errate si è decretata la fine della 3dfx a favore di [[NVIDIA Corporation|NVIDIA]] che dopo averla acquisita ha quindi posseduto anche tutti i marchi e nomi detenuti da quest'ultima. [[NVIDIA Corporation|NVIDIA]] ha quindi reintrodotto il nome nel [[2004]] anche se la tecnologia dietro al nuovo SLI è totalmente differente.

Il nome SLI era stato inizialmente creato da [[3dfx]] per indicare la propria tecnologia [[Scan Line Interleave]], che era stata introdotta nel [[1998]] e utilizzata nelle linee di acceleratori grafici [[Voodoo 2]] e successive.

Lo stadio sostanzialmente embrionale della tecnologia utilizzata da 3dfx, e i conseguenti ridotti guadagni prestazionali non hanno portato fortuna a questa prima incarnazione di una tecnica per gestire più schede video in parallelo. La successiva acquisizione di 3dfx proprio da parte di NVidia che ne ha acquisito anche tutte le proprietà intellettuali, i marchi e i brevetti, ha portato nel [[2004]] alla re-introduzione della tecnologia SLI ma con il significato di ''Scalable Link Interface''. Rimaneva intatto lo scopo della tecnologia, ovvero unire la potenza di elaborazione di più schede video per ottenere maggiori prestazioni nella generazione di una scena 3D, ma cambiava radicalmente l'approccio mediante il quale tutto questo veniva realizzato. Contrariamente a quanto si sarebbe potuto pensare infatti, la scelta di riutilizzare questo nome commerciale non derivava dall’uso effettivo della vecchia tecnologia di 3dfx, ma da una semplice operazione di [[marketing]].

== Sistema ==

Esso è un'applicazione del [[Calcolo parallelo|Processo parallelo]] per le schede video, al fine di aumentare la potenza operativa di un PC. Con SLI, è possibile quasi duplicare la complessità grafica che il computer può gestire inserendo una seconda scheda video ''identica'' (altrimenti non è assicurata la compatibilità, anzi.) Se si comperano due schede video sin dall'inizio, ciò può dare all'utente un aumento della potenza di elaborazione grafica molto maggiore di quella fornita da una sola scheda video. In alternativa, si può comperare una scheda video compatibile con lo SLI permettendo all'utente un successivo upgrade quando avrà bisogno di più potenza. In ogni caso, talvolta questo sistema è più costoso di quanto si possa spendere per una nuova scheda video e non è quindi sempre vantaggioso.

== Quad-Evoluzione della tecnologia SLI ==

La prima generazione della tecnologia SLI di NVIDIA è stata lanciata, come detto, nel [[2004]], cioè quando [[Intel]] ha introdotto i primi [[chipset]] ([[i915]] [[Grantsdale]] e [[i925]] [[Alderwood]]) in grado di gestire gli slot [[PCI Express]], in sostituzione del tradizionale [[AGP]]. Contemporaneamente alla nascita dello standard PCI Express, NVidia ha lanciato la sua prima generazione di schede [[GeForce]] basate sulla nuova interfaccia di interconnessione, la serie [[GeForce 6]]. Le schede video GeForce 6800 Ultra e GT riportavano, sulla parte superiore del circuito stampato, uno nuovo connettore "a pettine" la cui finalità era quella di poter collegare 2 esemplari della stessa scheda video attraverso un connettore dedicato in modo che potessero dialogare insieme e generare un unica scena 3D renderizzata da entrambe le schede video secondo algoritmi di ripartizione del carico, specificati a livello [[driver]].

Nel [[gennaio]] [[2006]], NVIDIA e [[Dell]] hanno annunciato di aver realizzato un nuovo sistema, quattro volte più potente, il nuovo Quad-SLI che avrebbe permesso a quattro schede video di lavorare in modalità SLI. La compagnia [[Original Equipment Manufacturer|OEM]] [[Dell]] ha rivelato al [[Consumer Electronics Show]] del 2006 un computer [[Dell XPS]] che utilizza quattro schede video [[GeForce]] nella modalità Quad SLI. Successivamente [[Alienware]] ha acquistato la tecnologia a marzo. Come si sapeva, numerose compagnie OEM hanno iniziato a produrre PC che possono supportare il Quad SLI. Attualmente, il Quad Sli può essere attuato solo utilizzando un paio di GeForce 7900 GX2 (o le loro più recenti revisioni 7950 GX2),<ref>[http://www.zive.sk/Files/Obrazky/art/2006/hardware/GPU-CPU/Q-LI/Geforce_7900_GX2.jpg Foto di due schede video NVIDIA GeForce 7900 GX2]</ref> che utilizzano due PCB separati attaccati assieme per installare le quattro schede video in due slot [[PCI Express]].

In realtà le primissime soluzioni SLI erano una prerogativa dei sistemi Intel [[Xeon]] DP (dual processor) per sistemi [[biprocessore]], in quanto solo queste piattaforme pensate per i piccoli server fornivano 2 Slot PCI Express sulle proprie [[motherboard]]. Il supporto per i sitemi della linea desktop Intel arrivò solo in un secondo tempo, nel [[2005]]. I chipset citati sopra infatti ebbero "solo" il merito di introdurre il nuovo standard PCI Express, ma non fornivano supporto alla tecnologia SLI, della quale NVdia non ha mai rilasciato i diritti a nessun altro produttore di chipset. Il primo sistema desktop ad impiegare la nuova tecnologia era basato sul chipset [[nForce 4]] per i [[processore|processori]] [[Advanced Micro Devices|AMD]] [[Athlon 64]] basati su [[socket (hardware)|socket]] [[Socket 939|939]].

Per ulteriori informazioni, visitate: {{en}} [http://www.slizone.com/object/slizone_quadsli.html NVIDIA's Quad SLI website].

La prima generazione della tecnologia SLI richiedeva necessariamente chele 2 schede video impiegate fossero esattamente identiche nel modello e nel quantitativo di memoria. Successivamente lo sviluppo driver consentì l'impiego di schede video dello stesso modello ma anche di produttori diversi. Le ultime evoluzioni consentono anche l'accoppiata di schede video di modelli differenti, pur basate sulla stessa generazione del chip video.

=== Quad SLI ===

Nel [[gennaio]] [[2006]], NVidia ha presentato una configurazione [[Quad SLI]], in grado di sfruttare la potenza di ben 4 GPU operanti in parallelo. Dato che non esistono motherboard che forniscono 4 slot PCI Express x16, per poter installare 4 GPU in un unico sistema, NVidia ha reso disponibili le schede GeForce 7950 GX2 (della serie [[GeForce 7]]) realizzate unendo 2 PCB alla base delle schede GeForce 7950 in un unica periferica dotata di un unico connettore di collegamento alla scheda madre. Installando quindi 2 schede video Geforce 7950 GX2 in un unico sistema dotato di 2 slot PCI Express x16, è possibile quindi unire le prestazioni di 4 GPU.

Pur essendo una soluzione ideale come "ponte" tra le 2 soluzioni SLI estreme, ovvero 2 schede video montate su 2 slot, e 4 schede video montate su 4 slot, l'approccio di 2 schede video a doppia GPU non ha incontrato varie limitazioni alla sua diffusione con, in primo luogo, l'impossibilità di ottenere incrementi prestazionali significativi con buona parte delle applicazioni [[DirectX 9]] proprio per limitazioni architetturali di queste [[Application Programming Interface|API]].

A metà [[2007]], Intel ha annunciato il futuro arrivo della piattaforma [[Intel V8]] [[Skulltrail]], destinata al settore più alto del mercato desktop, in grado di offrire supporto a sistemi biprocessore [[quad core]] e 4 slot PCI Express x16 in grado di offrire il "vero" Quad SLI a 4 schede video indipendenti della serie [[GeForce 8]].

=== Hybrid SLI ===

Nel corso del [[2007]], NVidia ha annunciato un nuovo sviluppo della tecnologia SLI, chiamata [[Hybrid SLI]], il cui obiettivo dovrebbe essere quello di offrire una soluzione che possa conciliare in qualche modo il contenimento dei consumi e le elevate prestazioni.

Hybrid SLI avrà due differenti modalità di funzionamento denominate ''Power Saving Mode'' e ''Max Performance Mode''. Il principio alla base di questa evoluzione parte dalla possibilità di realizzare lo SLI tra 2 schede video differenti e, in particolare, tra una soluzione integrata nel chipset della scheda madre (come avviene soprattutto in moltissimi sistemi [[notebook]]) e una scheda video discreta. In modalità Power Saving Mode si otterrà il massimo risparmio energetico grazie allo spegnimento della soluzione discreta, più potente, in favore di quella integrata. Quando dovesse essere necessaria maggior potenza, verrà attivata invece la soluzioni discreta, in grado di offrire indubbiamente maggiori prestazioni 3D, ma a fronte di maggiori consumi. Nel caso in cui servisse la potenza massima, le 2 soluzione video lavorerebbero in parallelo mediante la tecnologia SLI.

Il passaggio dalla soluzione discreta a quella integrata e viceversa avverrà in maniera totalmente trasparente all'utente, il quale potrà comunque forzare una delle 2 modalità estreme dal driver video.

== Principi di funzionamento ==

Nella tecnologia Scan Line Interleaving di 3dfx, il carico di lavoro era ripartito tra le 2 schede video demandando ad una scheda l'elaborazione delle linee pari dello schermo e all'altra l'elaborazione delle linee dispari; successivamente le due scene venivano fuse per ottenere l’immagine finale. Questo approccio risultò essere molto efficiente per alcuni tipi di applicazioni e in certi ambiti le prestazioni subivano effettivamente quasi un raddoppio.

La tecnica di ripartizione del carico di lavoro alla base della tecnologia Scalable Link Interface invece è basata su un principio completamente differente dal suo omonimo. Invece di far elaborare le linee pari dello schermo ad una GPU e quelle dispari all’altra, NVIDIA ha deciso di suddividere la scena orizzontalmente in due parti da assegnare alle due schede. La suddivisione non è necessariamente al 50%, ma varia dinamicamente da un [[fotogramma]] all'altro: il driver analizza infatti l’immagine e definisce le percentuali da assegnare a ciascuna scheda video. Questo nuovo approccio consente di bilanciare in maniera ottimale il calcolo in quanto una suddivisione statica al 50% sarebbe risultata completamente inefficiente in casi, come nei simulatori di volo, dove, ad esempio, la zona inferiore dello schermo è solo un’immagine statica (l’abitacolo nel caso in esame) e quella superiore contiene invece moltissimi poligoni ed è interamente 3D.

=== 2 modalità di funzionamento per il nuovo SLI ===

Dal driver della scheda video è possibile selezionare 2 criteri differenti di ripartizione del carico di lavoro tra le schede video operanti in parallelo:

* '''Alternate Frame Rendering''' (AFR): il rendering della scena viene eseguito in modo sequenziale, con la prima scheda che renderizza i frames pari e l'altra quelli dispari.

* '''Split Frame Rendering''' (SFR): con questa tecnica il rendering di ogni frame viene diviso tra le due schede. La percentuale di rendering può essere 50-50, ma anche divisa dinamicamente tra le due schede a seconda del tipo di applicazione che viene eseguita.

NVidia ha deciso di rendere disponibili entrambi i criteri in quando non esiste la modalità migliore in assoluto; a seconda dell'applicazione in esecuzione, può essere migliore una o l'altra modalità.

Per semplificare la scelta sono disponibili dei profili ottimizzati per un grande numero di applicazioni 3D e, semplicemente selezionando il profilo desiderato, è possibile sfruttare al meglio le potenzialità di una configurazione SLI.

I dati sui vertici, elaborati dal processore, vengono inviati alla prima scheda video e da questa ultima vengono duplicati alla seconda, utilizzando il connettore posto nella parte superiore delle due schede; questo permette a ciascuna scheda video di avere a disposizione le informazioni necessarie per la generazione della scena 3D. Una volta che il frame è stato generato dalla scheda video secondaria, i dati vengono inviati al frame buffer della scheda principale, quella alla quale viene collegato il monitor, e da quest'ultima mandati sullo schermo.

== SLI e Windows Vista: un inizio difficile ==

Il debutto del [[sistema operativo]] [[Windows Vista]] ha portato con sé diversi problemi di compatibilità e prestazioni con la tecnologia SLI. In realtà la responsabilità del sistema operativo [[Microsoft]] in questo inizio difficile di convivenza è solo indiretto. Il problema nasce dal fatto che per questioni di stabilità e sicurezza Windows Vista ha cambiato radicalmente l'approccio dello sviluppo driver da parte dei produttori di periferiche in generale, e dei produttori di schede video in particolare, in quanto oltre ai nuovi requisiti di interfacciamento dei driver con il sistema operativo, si sono aggiunte anche le nuove librerie [[DirectX 10]] (disponibili solo su Windows Vista) che hanno rivoluzionato a loro volta le tecniche con cui le schede video devono relazionarsi con la gestione grafica del sistema operativo.

Per diversi mesi, NVidia non è stata in grado di far fronte a tutta questa mole di difficoltà nate con l'arrivo di Windows Vista (e dei primi driver certificati [[ForceWare]] 158.42), soprattutto per quanto riguarda il supporto della tecnologia SLI. Solo a partire da [[maggio]] [[2007]], nuovi driver ottimizzati hanno finalmente reso disponibile la tecnologia SLI sia con le API DirectX 9, sia con le DirectX 10. Ovviamente anche le schede video GeForce 7950 GX2, dotate di 2 GPU collegate in parallelo tra di loro non potevano venire sfruttate adeguatamente nei primi mesi di vita di Windows Vista.

== La soluzione concorrente: AMD/ATI Crossfire ==

La tecnologia SLI è stata fondamentalmente la prima ad offrire un aumento di prestazioni unendo la potenza di più schede video ed è diventata, in un certo senso, un "sinonimo" di elaborazione multi [[GPU]].

Dopo poco più di un anno dalla presentazione di SLI, la concorrente di NVidia, [[ATI]] (poi acquisita da AMD) sviluppò la propria tecnologia multi GPU, chiamata [[Crossfire]], disponibile nelle schede della serie [[Radeon]]. L'approccio della prima generazione era molto diverso da quello NVidia, utilizzando un cavo esterno al case del pc, che collegava direttamente le uscite [[DVI]] delle 2 schede video. Malgrado i molti sforzi tecnici e commerciali per migliorare le prestazioni di Crossfire, questa tecnologia non ha mai raggiunto la popolarità dello SLI di NVidia, ma il suo sviluppo è continuato negli anni, e nelle ultime incarnazioni, è diventata ormai molto simile alla tecnologia concorrente, iniziando dall'abbandono del cavo esterno in favore del collegamento interno mediante connettore "a pettine", e dalla concessione in licenza anche a Intel che può ora fornire direttamente il supporto Crossfire attraverso i propri chipset.

== Voci correlate ==

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* [[3dfx]]

* [[Crossfire]] - Soluzione ATI

* [[Dell XPS 600 Renegade]]

* [[Scheda video#Soluzione_Nvidia_.28SLI.29|Scheda Video]]