Hybrid_SLI

**SLI**，全稱為「**可擴充鏈結介面**」（Scalable Link Interface），中文簡稱**速力**，是一種可把兩張或以上的顯示卡連在一起，作單一輸出使用的技術，從而達至繪圖處理效能加強的效果。該技術最初被稱為 Scan Line Interleave，於 1998 年由 3dfx 公司推出，應用在 Voodoo 2 繪圖處理器上。至 2004 年，3dfx 的收購者 NVIDIA 再次推出此技術，應用在以 PCI Express 為基礎的電腦上。

## 3dfx 的 SLI (Scan-Line Interleave)

Scan-Line Interleave 於 1998 年初推出，採用線性分割，一片顯示卡負責奇數的掃描影格線，另一片則負責偶數的掃描影格線，然後組合成一個圖面。此技術的缺點，是加速只對像素填充有效，而對三角形的建立並沒有太大的幫助。因為當時的幾何運算，主要由中央處理器負責。此外，利用類比訊號進行數據傳輸，訊號容易被干擾，合成的畫面可能會出現問題。做成最先支援 SLI 技術的顯示卡是 Voodoo 2。其後的主機板開始支援 AGP，而一個主機板上亦只有一個 AGP 介面。由於該 SLI 技術是建基於 PCI 顯示介面，變相支援 AGP 介面的顯示卡，不可以支援 SLI 技術。之後 3dfx 推出了單卡多核心技術。支援該模式的顯示卡是 Voodoo 4（一顆顯示核心）、Voodoo 5 5500（雙核心）和 Voodoo 5 6000（四核心）。顯示核心的代號是 VSA100。但是，該技術的成本高，GLIDE 亦沒有成為主流，而 3dfx 亦被 NVIDIA 收購，SLI 技術始落入 NVIDIA 手中。

## NVIDIA 的 SLI (Scalable Link Interface)

2004 年，PCI-E 的出現，使 SLI 有重生的機會。之前，ATI 的 Radeon R300 系列顯示卡大敗 GeForce FX 系列顯示卡。NVIDIA 為了取得絕對領先的地位，所以從 GeForce 6 開始重新引入 SLI 技術。值得注意的是，NVIDIA 的 SLI 技術與 3dfx 時期的有所不同。首批支援該 SLI 技術的顯示卡是 GeForce 6800 和 Quadro FX4000。而首張支援 NVIDIA SLI 技術的主機板則是 Intel 的 E7525 晶片組，PCI-E 的模式是一條 X16 和一條是 X8。原本，SLI 技術只被 6600 GT 以上的顯示卡支援。為了推廣 SLI 技術，NVIDIA 逐步開放限制，令到整個 GeForce 6 系列的顯示卡都支援 SLI 技術。

在 NVIDIA SLI 技術中，兩張顯示卡的地位並不相同，而是一張主卡和一張副卡。主卡會分派運算指令給副卡，副卡會將結果透過 MIO 介面傳回主卡。最終的結果會由主卡合併起來。獨立的 MIO 介面，可以減低訊號傳輸的延遲。而此 SLI 技術可以支援 Direct3D 和 OpenGL。

* Split Frame Rendering - 將畫面分為上下半部，並各自由一顆 GPU 運算，然後再組合成同一個圖面。
* Alternate Frame Rendering - 把 Frame 以單雙數分給不同的 GPU 處理，例如 VGA 1 負責（1,3,5,7,9），而 VGA 2 負責（2,4,6,8,10），這個方法效能最佳。
* SLI Antialiasing - Redefining Image Quality - 這模式能增加畫面品質，讓兩個繪圖核心同時執行 AA 運算，然後把結果組合。例如一同執行 4x AA（抗鋸齒）運算，結果會是 8x AA 畫質。
* AFR of SFR - 在 2006 年推出，用於 7950GX2 的四路 SLI 中。假設有兩個影格，第一個影格分為上下半部，並各自由一顆 GPU 運算。所以兩個影格總共要四路 SLI。但此模式的效率並不高，因為受到 Windows XP 的 DirectX 9.0 資料緩衝限制。

用哪一個 SLI 模式是由驅動偵測電腦遊戲的執行檔來決定，NVIDIA 驅動程式裡已有內建一組定義資料庫，沒有被定義的就會採用相容模式，即使用單顆 GPU 而不運行 SLI。而使用者也可以從驅動程式設定介面中的「3D Settings」，自行新增未被定義的遊戲要用哪種 SLI 模式，或是修改已定義的資料庫。建議定時更新顯示卡驅動程式，來增加 SLI 預先支援遊戲的數量。

## 原理

兩塊顯示卡均有一個 MIO 介面，能連接兩顆繪圖核心。當介面連接後，兩片顯示卡就能協同運算。若使用最新驅動，可以不連接 MIO 介面，達成軟體 SLI，但效能會下降，皆因霸佔了 PCI-E x16 頻寬。

### 多核心 SLI

SLI 可支援兩顆、三顆或四顆繪圖核心同時運作。

以四顆繪圖核心運作的 SLI 稱為 Quad SLI，即一張擁有兩顆顯示核心已於內部構成普通 SLI 模式的顯示卡再加一張相同型號的顯示卡進行 SLI，現在只有 Geforce 7950 GX2、GeForce 7900GX2、Quadro FX 4500X2、GeForce 9800GX2、Geforce GTX 295 支援。作業系統方面，與 AMD 的 CrossFire X 相似，只有 Windows Vista 可以支援 Quad SLi，而廣泛使用的 Windows XP 則無緣此技術。因為 Windows Vista 和 Windows XP 的圖形架構有一定的差別，而 Vista 將會成為主流，顯示核心廠商為了減輕成本和節省資源，所以只會為 Vista 開發驅動程式。主機板方面，需要 nForce 790i Ultra SLI 或者 Intel Skulltrail 平台。

三路 SLI 稱為 3-way SLI，硬體要求是採用 nForce 680i SLI 晶片組或 nForce 780i/790i 系列晶片組的主機板，和三張 GeForce 8800 GTX/Ultra 等擁有 2 個 MIO 介面的顯示卡。官方聲稱，效能提升是單卡的 2.8 倍。

### 混合 SLI

NVIDIA 新的晶片組亦開始支援混合 SLI（**Hybrid SLI**，中文名稱**混合動力**）技術。內建晶片組中的顯示核心，可以通過與獨立顯示卡的顯核，進行 SLI 運算。較低階的顯示卡可以得到較高幅度的效能提升，NVIDIA 聲稱最高可達到 100％。主流及效能級顯核方面，提升幅度分別有 40% 和 20%。若果是高端的顯核，效能提升就只有約 5%。混合 SLI 包含節能技術 Hybrid Power，原理是當系統不用運算複雜的立體計算時，系統可以關閉獨立顯示核心，只啟動整合顯示核心作顯示輸出，從而達到節能的效果，但 NVIDIA 已正式宣布 Hybrid Power 技術死亡，只於移動平臺仍將繼續支援。將來，所有 NVIDIA 推出的晶片組都會內建顯示核心，包括定位高階的晶片組，這有助推廣混合 SLI 技術；所有顯示輸出介面亦會連接到主機板上。而 nForce 790i Ultra SLI 和 nForce 790i SLI 晶片組將會是 NVIDIA 最後推出的獨立型晶片組。

現時，模式的轉換還是需要人手調整。系統擁有愈多顯示核心，轉換的速度會愈慢。另外，由於整合式顯示核心並不可以實現雙 DVI 輸出，所以不支援 30 寸顯示器。

在硬體中，要實現混合 SLI 技術，最關鍵是顯示卡中含有 PIC16F690 和 PI3C3126QE 晶片。前者用來控制供電，後者用來連接或者斷開顯示卡的電源。所以，某些品牌的 8800GT 顯示卡可以支援混合 SLI。

### 增強版 SLI

nForce 790i 晶片組將支援增強版 SLI (enhanced SLI)。增強版 SLI 包括兩個技術，第一個是 PW Shortcut，另外一個是 Broadcast。通過 PW Shortcut 技術，兩張顯示卡的溝通可以變得更直接。在以往，顯示核心要交亙數據時，須要 CPU 的參與。現在，北橋會內建一條直接資料通道，顯示核心可以利用該通道交亙數據。這樣可以降低 CPU 的佔用率，提升 SLI 的效能。Broadcast 技術方面，CPU 向顯示核心發放數據時，就像大氣廣播般，各個顯示核心都可以同時接收到該數據。這樣可以提高 SLI 效率。

## 使用前注意事項

SLI 不能在多重顯示器的環境下運作，使用者只能使用單一顯示器作為主顯示卡的輸出。同時，使用 SLI 的顯示卡在型號方面必須相同。與 ATI 的 FireGL 不同，專業的 Quadro 系列顯示卡亦可以支援 SLI 加速技術。

NVIDIA 的主要競爭對手 ATI，也推出一種相類的多重 GPU 的技術，名為 ATI CrossFire。

### Intel 晶片組支援 SLI 的狀況

另外，Intel 的晶片組亦開始支援 SLI 技術，例如最新的 SkullTrail 平台。Intel 須要向 NVIDIA 購買兩顆 nForce 100 MCP 晶片，用作 PCI-E 與 PCI-E 轉接之用。這樣縱使 NVIDIA 並沒有授權 Intel 的晶片組支援 SLI 技術，都可以使用到 SLI。該橋接晶片只支援 PCI-E 第一代，具體原理是將晶片組提供的 PCI-E x16 插口，轉變成兩個 PCI-E x16。配合過當的晶片組和兩顆橋接晶片，就可以令系統支援 Quad SLI。直到目前為止，Intel 自家的晶片組就只有 SkullTrail 使用了該 NVIDIA 的橋接晶片。

X58 晶片組方面，配合 nForce 200 晶片，就可以支援 SLI 技術。NVIDIA 會為支援 SLI 的主機板進行認証，然後將金鑰存入 BIOS 中，驅動程式會檢驗系統是否存有金鑰，方能啟用 SLI 模式。使用後者的方法成本較低，NVIDIA 表示只需要 30 美元左右，但功能較差，因為晶片組本身不支援全速多路 SLI。

## 參考

* CrossFireX──ATI 的解決方案
* NVLink

## 外部連結

* NVIDIA SLI 主頁（繁體）（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* NVIDIA SLI 首頁（簡體）
* NVIDIA 的視窗 Vista 相容 GPU
* 文章 "多重顯示卡技術"
* 文章 "NVIDIA SLI 和 ASUS A8N-SLI Deluxe 效能展示（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）"
* 文章 "NVIDIA 的 SLI：介紹（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）"
* 文章 "Dell 的 Quad SLI：圖片故事"
* 文章 "NVIDIA SLI 支採 - 變得更好（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）"
* 文章 "SLI 技術"
* NVIDIA 的 Quad SLI：除去謠言（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 注釋及參考資料