Hybrid-Crossfire

Als ATI Crossfire bezeichnet das Unternehmen AMD (früher ATI Technologies) eine Multi-GPU-Technik, um zwei Grafikkarten in einem PCI-Express-System gleichzeitig zu betreiben. Crossfire basiert dabei auf dem älteren ATI Multi-Rendering und bringt diese Technik so in den Massenmarkt.

Funktionsweise

Crossfire-Brückenkabel

Es gibt inzwischen drei verschiedene Möglichkeiten einen Crossfire-Verbund zu erstellen:

• Die alte Crossfire-Verbindung benötigt ein spezielles Monitorkabel, über welches beide Grafikkarten extern verbunden werden. Hier wird eine so genannte Master-Karte (am Namen "Crossfire Edition" erkennbar) benötigt, die mit einer Slave-Karte (übliche Version) kombiniert wird. Ein spezieller Chip auf dieser Master-Karte mischt das Ausgabebild der zwei Grafikkarten zusammen.
• Mit der X1650 XT und X1950 Pro wurde das interne Crossfire (von AMD als „nativ“ bezeichnet) vorgestellt. Über zwei interne Brücken werden zwei baugleiche Grafikkarten verbunden.
• Ausnahmen sind die X1300- und X1600-Karten, die weder die externe oder interne Verbindung, noch spezielle Masterkarten benötigen. Die Kommunikation zwischen diesen Karten wird dabei komplett über den PCI-Express-Bus der Hauptplatine abgewickelt, ähnlich wie bei MultiChrome von S3 Graphics.

Der Unterschied zum SLI von NVIDIA ist, dass bei Crossfire Daten generell bidirektional ausgetauscht werden können.

Crossfire ist zurzeit nur auf Chipsätzen von Intel und von AMD bzw. ATI Technologies nutzbar. Für diese Beschränkung gibt es keinerlei technische Gründe, sondern dies ist eine reine Marketing-Entscheidung seitens AMD bzw. ATI Technologies.

Probleme/Einschränkungen

Sowohl Crossfire als auch SLI setzen vorwiegend auf Alternate Frame Rendering. Hierbei kommt es aber derzeit oft zu dem Phänomen, dass jedes zweite Frame sehr viel länger berechnet wird als das vorherige. Dadurch kommt es zu einem ungleichmäßigen Spielfluss, der besonders bei relativ niedrigen Frameraten störend ist und auch oft als „Mikroruckler“ bezeichnet wird.^[1] Durch diesen Umstand benötigen Karten im Crossfire-Modus (also auch Dual-GPU-Karten) in den betreffenden Spielen deutlich höhere Durchschnittsframeraten als eine einzelne Karte, um fürs Auge immer noch eine relativ ruckelfreie Darstellung zu gewährleisten.

Betriebsmodi

Es werden vier verschiedene Betriebsmodi angeboten:

• SuperTiling: Standard für Direct3D-Anwendungen
• Scissor (auch bekannt als Split Frame Rendering (SFR) mit "Load-Balancing"): Standard für OpenGL-Anwendungen
• Alternate Frame Rendering (AFR): Schnellster Modus, aber Probleme mit Kompatibilität.
• SuperAA ist ein neuer Qualitätsmodus, bei dem beide Grafikkarten denselben Frame mit verschiedenen FSAA Pattern berechnen. Damit sind größere FSAA Faktoren möglich.

Chips/Karten, die Crossfire unterstützen

mit externer Verbindung

Folgende ATI-Grafikchips beherrschen Crossfire mit einer externen Verbindung und dem Einsatz einer Master-Karte (Crossfire-Edition):

• Radeon-X800-Serie
• Radeon-X850-Serie
• Radeon-X1800-Serie
• Radeon-X1900-Serie
• Radeon-X1950-Serie

Es werden dabei eine Master-Karte und eine Slave-Karte benötigt, wobei sich eine leistungsstärkere Slave-Karte an der Leistung der Master-Karte orientieren muss.

Die CrossFire-Editionen entsprechen dabei in etwa folgenden Slave-Karten:

X800CF	X800XL
X850CF	X850XT(-PE) 1
X1800CF	X1800XT mit 512MB RAM
X1900CF	X1900XT mit 512MB
X1950CF	X1950XT 2

¹: Je nach Hersteller

²: Die X1950CF hat teilweise einen um 10MHz verringerten GPU-Takt

mit interner Verbindung

Crossfire-Anschlüsse an einer Radeon 2600XT

Folgende ATI-Grafikchips beherrschen internes "natives" Crossfire und benötigen keine Master-Karte:

• Radeon X1650 XT
• Radeon X1950 GT
• Radeon X1950 Pro
• ATI-Radeon-HD-2000-Serie (alle Modelle)
• ATI-Radeon-HD-3000-Serie (alle Modelle)
• ATI-Radeon-HD-4000-Serie

ohne dedizierte Verbindung

Folgende ATI-Grafikchips benötigen keinerlei interne oder externe Verbindungen:

• Radeon-X1300-Serie
• Radeon-X1600-Serie

Dual-GPU-Grafikkarten

Alle bisherigen Dual-GPU-Grafikkarten unter dem Markennamen ATI basieren auf der Crossfire-Technologie. Zunächst fertigten einige ATI-Partner - wie zum Beispiel "Sapphire" oder "GeCube" - unter Eigenregie Dual-GPU-Grafikkarten, so zum Beispiel die X1950 Pro Gimini oder die X1650 XT Gemini. Später übernahm AMD selbst die Entwicklung und stellte allen Partnern ein Referenzdesign vor. Die beiden GPUs werden auf der Karte mit einem PCIe-Switch verbunden und laufen im Crossfire-Modus. Bis zur HD3870 X2 unterstützte der PCIe-Switch PCIe der ersten Generation, ab HD48xx X2 unterstützt der PCIe-Switch PCIe 2.0 und bietet damit mehr Bandbreite für die Kommunikation zwischen den beiden GPUs.

Hybrid-Crossfire

Als Hybrid-Crossfire wird von AMD der Verbund des Chipsatzes (z. B. 780G) und einer Low-End-Grafikkarte (HD 3450 oder HD 3470 Stand Mai 2008) bezeichnet. Dabei unterstützen, zur Leistungssteigerung, die im Chipsatz integrierte GPU und die gesteckte Grafikkarte sich gegenseitig falls der Treiber für die jeweilige 3D-Anwendung Crossfire unterstützt.^[2]

Der Monitor kann an das Mainboard (integrierte GPU) oder diskrete Grafikkarte angeschlossen werden. Bei Anschluss des Monitors ans Mainboard, ist die diskrete Grafikkarte bei 2D-Anwendungen ohne Funktion, die diskrete Grafikkarte wird jedoch nicht abgeschaltet. ^[3] Bei 3D-Anwendungen ohne Crossfire-Unterstützung durch den Treiber hat man zudem eine kleinere Leistung als durch die diskrete Grafikkarte möglich wäre, da die integrierte GPU schwächer ist. Aus diesem Grund sollte man den Monitor an die diskrete Grafikkarte anschließen. Im 3D-Modus wird dann die integrierte GPU zur Leistungssteigerung hinzugeschaltet. Im 2D-Modus wird die auf dem Mainboard integrierte GPU deaktiviert und die diskrete Grafikkarte regelt sich im PowerPlay-Stromsparmodus runter, ist aber weiterhin für die Bildausgabe zuständig.

Im Hybrid-Crossfire-Betrieb rendern sowohl die auf dem Mainboard integrierte GPU als auch die diskrete Grafikkarte ihre Bilder unabhängig voneinander (Alternate Frame Rendering^[4]). Mit Erscheinen der Catalyst-Software-Suite 8.8 werden sowohl Windows XP als auch Vista unterstützt ^[5].

Mit dem Feature "GeForce Boost" bietet NVIDIA die gleiche Funktion wie Hybrid-Crossfire.

Das gleiche Feature wie nVidias "HybridPower", das nach Bedarf auch die diskrete Grafikkarte deaktivieren kann, bietet AMD nur für Notebooks unter der Bezeichnung PowerXPress an.^[6] Auch hier wird das Feature zurzeit (Stand: Juni 2008) nur unter Windows Vista unterstützt.

Quellen

1. ↑ ComputerBase: Das Multi-GPU-Problem: Mikroruckler
2. ↑ Allround-pc.com: Test von einem Hybrid-Crossfire System
3. ↑ Heise: Hybrid-Crossfire
4. ↑ ComputerBase: Erläuterungen zu Hybrid-Crossfire
5. ↑ ATI Catalyst Release notes
6. ↑ Heise: Notebook-Grafik: Die neue Flexibilität

Weblinks

• Tom's Hardware Guide
• ComputerBase

Multi-GPU-Technik (Grafikchip-Hersteller)

Techniken: Alternate Frame Rendering | BitFluent Protocol | Crossfire | Multi-Rendering | MultiChrome | Scalable Link Interface | Scan Line Interleave

Betriebsmodi/Verfahren: Alternate Frame Rendering | Parallel Graphics Configuation | Scan Line Interleave | Split Frame Rendering | SuperTiling

 

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