专家谈:历代Crossfire技术的进化

　　2004年，NVIDIA在没有任何征兆的情况下发布了SLI技术，着实为N Fans挣足了脸面；不过ATI很快就以CrossFire技术予以回击，双方扳成平局。最近，NVIDIA拿出了G80显示核心，ATI这边同样不甘示弱——祭出了Native CrossFire(原生交火)，技术的进步让Fans们欢欣鼓舞，给广大消费者也带来诸多实惠。今天我们就请到了ATI(现AMD)中国区技术推广经理李伟先生，来给我们介绍一下不断进化的CrossFire交火技术。

　　李伟(Kelvin Li)

　　李先生目前担任ATI（现AMD）中国区技术经理一职，

　　在此之前，曾供职多家IT硬件提供商(企业)，具有多年的计算机硬件行业从业经历，他对半导体显示芯片制造技术、计算机图形处理技术都有着深入的理解和研究。进入ATI公司之后，积累了深厚的显示硬件(显卡等)产品的开发与生产制造经验，经常对图形硬件技术的发展和市场走向具有独到的见解。

　　一、为什么只有在PCI-E上才能实现交火技术？

　　Q1：细心的用户可能发现这样一个问题：双卡互联技术，无论是NVIDIA的SLI，还是ATI的CrossFire都是在PCI-E接口的显卡上实现的。今天我们的第一个问题就是为什么不在早先的AGP显卡上实现双卡互联技术呢？

　　李：这个问题很不错。在技术人员看来，CrossFire和SLI都是Multi-GPU技术的实现方式，也就是在一个系统中实现多个显示核心的协同工作。

图1 ATI早期的Rage Fury MAXX产品

　　CrossFire并不是ATI第一次推出的多显示核心技术。1999年，ATI就推出了使用AFR渲染方式的MAXX技术，那时候将两个Rage 128 Pro芯片组合在一个PCB板上，称作Rage Fury MAXX(图1)。

　　在2001年，ATI和Evans & Sutherland合作推出了多GPU工作站，其中使用的显示硬件是单卡上有四个GPU的simFUSION显卡(图2)。可以说这些多核心技术在当时来说都是革命性的，但好的显示技术需要先进的平台支持才能有真正的用武之地；正是由于当时系统平台技术的限制，这些多显示核心技术并没有在民用机上得到广泛应用。直到2004年，PCI-E的出现为构建高效实用的Multi-GPU系统提供了足够的条件，这也是为什么基于PCI-E的SLI、CrossFire会应时而生的原因。

图2 面向服务器用户的simFUSION显卡

　　AGP是PCI总线时代为满足显示硬件数据传输而提出的一个专用显示接口，而PCI-E严格来说不只是一个接口，而是(相对过去而言)一个全新的总线协议或者说一个全新的系统架构。在这一点上，AGP不能与PCI-E相提并论。PCI Express x16的传输带宽可以达到8GB/s(双向)，远远超过AGP 8X的2.1GB/s，数据带宽的极大提升为多GPU系统的数据传输提供了充分条件。

　　其次，PCI-E总线相对于PCI来说最大的改进就是将共享总线的通信方式改为点对点的通信方式。PCI的共享总线方式，使得总线上同一时刻只能有一个设备进行通信，这样的通信模式显然是不具备什么效率的；而PCI-E总线使用点对点的通信方式，即每个PCI-E设备都可以与主板北桥芯片建立独立的通信通道，显著提高了数据的传输能力，而这样的传输性能正是多显示核心系统所必需的。所以说，在PCI-E平台上实现CrossFire等多GPU高性能系统是技术发展的必然。

　　二、 CrossFire系统的进化

　　Q2：最初的Crossfire技术出现在Radeon X850上面，很多用户都记得那时CrossFire是通过一颗第三方芯片来实现的，能跟我们介绍一下当时的情景么？

　　李：总的来看，CrossFire经历了三个阶段，也推出了三种不同的解决方案。

　　第一个方案，就是最先在Radeon X850上面使用的主从方案：组成CrossFire系统的两块显卡是不同的两块卡，一块是CrossFire Edition Card，也就是我们通常说的主卡；另一块是CrossFire Ready Card，即“从卡”。

图3 X850 CrossFire

　　主卡同普通的显卡不同，因为卡上会有一个Compositing Engine模块—专门进行两块显卡数据的合成。在双卡协同工作时，从卡处理的部分数据会由专用的连接线送到主卡的合成模块，同时主卡处理的部分数据也会交到自己的合成模块里。然后由合成模块将图形数据进行整合，最后形成输出数据传输到显示设备。

图4 X850主卡上的DMS接口

　　除了主卡上多出的合成芯片外，在接口上主、从卡也是有区别的—从卡是普通的DVI接口，而主卡上是负责接收并输出数据的DMS接口。