sli

　　由来

　　多显卡并行机制的历史最早可以追溯到1997年，当时的显卡市场可以说是3Dfx一家独大，该公司在1996年下半年所推出的Voodoo加速卡成为发烧友疯狂追捧的一代经典产品。1998年初，3Dfx推出了它们的第二代3D图形卡产品—Voodoo 2，当时Voodoo 2拥有90Mps的像素填充率，具备Z-Buffering、Anti-Aliasing、单周期双纹理等当时最先进的3D特性，大幅超越其上一代产品，其他对手更是被远远甩在了后头。不过，最令发烧友疯狂的是Voodoo 2所具有的“SLI交错互连技术”，这项技术可以让两块Voodoo 2显卡连接起来并行运作，获得近乎翻倍的3D效能。如此一来，其他竞争者更是望尘莫及。

　　Sli的运行

　　我们知道，CPU的并行运作是通过指令并行执行获得的，但对显卡来说情况有所区别。显卡最终生成的是所渲染的3D画面，这项工作包含大量的指令，而如何将工作均等分配就成为问题，3Dfx选择了按画面帧线进行渲染的方式。SLI技术将一幅渲染的画面分为一条条扫描帧线（Scanline），若Voodoo 2采用双显卡运行模式，那么就由一个显卡负责渲染画面的奇数帧线部分，另一块显卡渲染偶数帧线，然后将同时渲染完毕的帧线进行合并后写入到帧缓冲中，接下来显示器就可以显示出一个完整的渲染画面。不难看出，SLI技术让渲染工作被平均分担，每块显卡只需要完成1/2的工作量。理论上说，渲染效率自然也可以提高1倍，这就是双显卡并行大幅提升效能的奥秘所在。SLI在技术上极为成功，而发烧友们对Voodoo 2也抱有莫大的热情。在当时，你如果希望在1080p的“高分辨率”下流畅地玩3D游戏，唯一的解决方案就是使用两块Voodoo 2显卡并让它们工作在SLI模式下。

　　原理

　　在Voodoo 2之后的Voodoo 3，3Dfx没有效仿这个SLI双显卡技术，但在Voodoo 4/5/6时代，3Dfx重新恢复了SLI，但应用的形式已有所区别。Voodoo 2倡导双显卡并行运作，两块显卡插在PCI槽里再用专用的线缆连接起来，但这并非必需的，单个Voodoo 2显卡也可以独自工作，只是速度较慢而已。2000年春，3Dfx推出VSA100图形芯片，当时nVIDIA已经压过3Dfx成为领先者，为了夺回自己的领导地位，3Dfx让SLI技术重装上阵。VSA100可支持单芯片、双芯片和四芯片并行运作，单芯片版本就是Voodoo 4，双芯片显卡为Voodoo 5 5500，而四芯片显卡则是著名的Voodoo 5 6000。此时，SLI技术演变为单显卡多图形芯片的形式，不需占用两个插槽，但内部的工作机制并没有发生多大的变化，依然是通过划分渲染帧的方式各自执行，然后在帧缓冲中统一合成。出于众所周知的原因，这些显卡都没获得广泛认可，3Dfx也从衰落走向死亡。2001年初，nVIDIA收购了3Dfx，SLI技术也随之成为了历史，尽管nVIDIA掌握了3Dfx的所有技术，但它并没有将之发扬光大，而是继续按照自己的道路走下去，收购3Dfx的目的也许只是消灭一个竞争对手而已。

　　在这之后，我们看到了nVIDIA顺利一统江湖，接着就是ATi逐渐发起挑战，GeForce和Radeon是人们最常挂在嘴边的名词，至于3Dfx和它的SLI已经逐渐被人淡忘了，即便偶尔有人谈起，也多是说那是一个策略糟糕的企业和一项昂贵不切实际的技术。在显卡的历史中，除了Voodoo 2之外没有哪一项多显卡、多芯片技术曾获得成功，虽然ATi尝试过，新生的XGI也勇闯该领域，然而事实证明这个方案并不受用户们的欢迎。不过，谁也没有想到nVIDIA重新拾起3Dfx的SLI技术。2004年6月29日，nVIDIA大张旗鼓发布了“SLI Multi-GPU技术”，并将该技术引入最新发布的GeForce 6800和Quadro FX4000系列显卡上。沿用“SLI”这个名称或多或少让人联想到3Dfx，nVIDIA想要的也许正是这个效果，它更希望被用户认为是3Dfx技术的一脉相承。但如果我们深入分析，便会发现它与3Dfx的SLI技术没有多少相同的地方，基本上就是一套nVIDIA新搞出来的多显卡方案。

　　nVIDIA的SLI技术与早先3dfx的SLI虽然缩写相同，其实已经是全新的技术，不但工作原理不同，甚至名称都不相同，3dfx的SLI（Scan Line Interleave，双扫描线交错技术）是将画面分为一条条扫描帧线（Scanline），两块显卡对奇数帧线和偶数帧线分别渲染，然后将同时渲染完毕的帧线进行合并后写入到帧缓冲中，接下来显示器就可以显示出一幅完整的画面。而nVIDIA的SLI则有两种渲染模式：分割帧渲染模式（Scissor Frame Rendering，SFR）和交替帧渲染模式（Alternate Frame Rendering，AFR），分割帧渲染模式是将每帧画面划分为上下两个部分，主显卡完成上部分画面渲染，副显卡则完成下半部分的画面渲染，然后副显卡将渲染完毕的画面传输给主显卡，主显卡再将它与自己渲染的上半部分画面合成为一幅完整的画面；而交替帧渲染模式则是一块显卡负责渲染奇数帧画面，而另外一块显卡则负责渲染偶数帧画面，二者交替渲染，在这种模式下，两块显卡实际上都是渲染的完整的画面，此时并不需要连接显示器的主显卡做画面合成工作。

　　在SLI状态下，特别是在分割帧渲染模式下，两块显卡并不是对等的，在运行工作中，一块显卡做为主卡（Master），另一块做为副卡（Slave），其中主卡负责任务指派、渲染、后期合成、输出等运算和控制工作，而副卡只是接收来自主卡的任务进行相关处理，然后将结果传回主卡进行合成然后输出到显示器。由于主显卡除了要完成自己的渲染任务之外，还要额外担负副显卡所传回信号的合成工作，所以其工作量要比副显卡大得多。另外，在SLI模式下，就只能连接一台显示器，并不能支持多头显示。

　　发展

　　SLI技术也在不断的发展，最初对平台硬件有许多限制，例如必须使用完全一样的显卡（同一个厂家同一个型号的显卡，甚至显卡BIOS也必须相同），而且在两块显卡之间还必须使用SLI桥接器，支持SLI的也只有Geforce 6800 Ultra/6800 GT和6600GT三款显示芯片等等。2006年以来组建SLI则可以使用不同厂家的采用相同显示芯片的显卡，低速显卡可以不必使用SLI桥接器的时代已经过去，从2008年至今，所有的英伟达显卡想要实现SLI技术都必须通过桥接器进行连接，导致该现象的原因在于游戏质量的提升，显卡性能的加强都对总线带宽有更大的需求额，只有通过桥接器交换数据，才不会造成总线的超负荷。，支持SLI的显示芯片也扩大到了所有GTX系列，不过，由于各个主板的两个PCI-E插槽的间距不是固定的，因此不同主板的SLI桥接器一般是不能替换的（中高端主板的PCI-E接口间距一般相同，也就是可以替换）。

　　实际性能

　　SLI技术理论上能把图形处理能力提高一倍，在实际应用中，除了极少数测试之外，在实际游戏中图形性能只能提高80%左右，在某些情况下甚至根本没有性能提高，而能良好支持SLI的游戏还不太多。当然，随着驱动程序的完善，SLI的实用性逐步提高。因为不支持SLI的游戏往往一张显卡就足以应付，对系统性能高的游戏/程序则往往支持SLI。

　　使用两块显卡组成 SLI配置时，这些利用 GPU 的游戏最高可实现 2 倍的大幅性能提升。 大多数当今最火爆的游戏以及新一代游戏均属这一类型。 然而，一些应用程序 (通常是年代较老的应用程序) 还是会受到 GPU 处理能力以外的其它因素限制。

　　最常见的限制便是 CPU。 如果一款应用程序受限于 CPU，那么无论怎样增强图形动力也不会提升应用程序的性能。 在 1024x768 这样的低分辨率且不开其它功能的情况下，这种现象最为常见。 启用抗锯齿以及各向异性过滤或切换至更高分辨率通常可以将处理任务从 CPU 移交给 GPU 处理。

　　主板芯片组根据其对两块显卡实际提供的PCI Express Lanes，支持SLI的方式也不尽相同，有采用PCI Express X16加PCI Express X4的，也有采用双PCI Express X8的，nVIDIA自己的nForce Pro 2200+nForce Pro 2050以及nForce4 SLI X16和nForce4 SLI X16 IE则实现了真正的双PCI Express X16的SLI。

　　Hybrid SLI

　　在最新的MCP78中提供了hybrid SLI功能，即为独立显卡和集成显卡的SLI。有两种SLI方式。电源模式和性能模式

　　电源模式：当整合主板和高档NVIDIA显卡组成SLI时，在2D模式下使用集成显卡，在3D模式下使用独立显卡。这样可以起到省电的效果。

　　性能模式：当整合主板和低档NVIDIA显卡如Geforce8400或者Geforce8450组成SLI时，可以是两张显卡同时参与渲染而大幅提升图形性能。