Computex: ATI stellt Multi-GPU-Plattform CrossFire vor

31.05.2005 von Bernhard Haluschak
Zum Start der Computex 2005 in Taipei präsentiert ATI seine Multi-GPU-Plattform CrossFire. Dabei demonstrierte der Hersteller die Überlegenheit der CrossFire-2-Grafikkarten-Lösung gegenüber NVIDIAs SLI-Technologie.

Die CrossFire-Plattform setzt sich aus einem Mainboard mit Dual-PCI-Express-Grafikschnittstellen und CrossFire-Support, einer CrossFire-Edition-Grafikkarte und einer RADEON-X850- oder RADEON-X800-Standard-Grafikkarte zusammen. Als einzige Mainboards unterstützt ATI vorerst nur Modelle mit RADEON-Express-200-Chipsatz für Intel- und AMD-CPUs (RD 400 und RD 480). Doch laut Hersteller sei es technisch kein Problem, dass die CrossFire-Technologie mit anderen Chipsätzen wie von Intel, VIA, SiS oder sogar NVIDIA funktioniert.

Die Anwendungen, die CrossFire unterstützen, beschränken sich vorerst auf den Spielebereich. Allerdings soll laut ATI die CrossFire-Technologie auch bei professionellen Applikationen aus dem Workstation-Umfeld möglich sein. Nähere Informationen wollte der Hersteller aber nicht preisgeben.

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ATIs CrossFire im Detail

Die zentrale Komponente der CrossFire-Architektur bildet neben dem CrossFire-tauglichen Mainboard eine Grafikkarte mit einer so genannten CrossFire Compositing Engine. Es handelt sich um eine Standard-Grafikkarte mit entsprechender X850- oder X800-GPU und einem zusätzlichen programmierbaren Image-Composition-Logikbaustein.

Architektur. (Quelle: ATI)

Die beiden Grafikkarten werden über ein spezielles externes Kabel miteinander verbunden. An der Standard-Grafikkarte führt das Kabel von der DVI-I-Schnittstelle zu einem High-Density-Input-Anschluss (DMS) einer RADEON-CrossFire-Karte. Von dort aus verzweigt ein weiterer Kabelstrang, der an das Display angeschlossen wird.

Die CrossFire-Technologie arbeitet nach dem partiellen Rendering-Verfahren. Das heißt, beide Grafikkarten rendern nur einen partiellen Teil der Grafikszene. Über den Kabelanschluss sendet die Standard-Grafikkarte ihre Bilddaten zur CrossFire-Karte. Dort fügt die Compositing Engine die beiden Bilder zusammen und schickt die Gesamtinformationen zum Bildschirm. Laut ATI sind bei grafikintensiven Anwendungen Performance-Steigerungen von bis zu 80 Prozent möglich.

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Rendering-Modes der CrossFire-Technologie

Um je nach Anwendung eine optimale Performance zu erzielen, stattete ATI die CrossFire-Technologie mit den drei Rendering-Modes SuperTiling, Scissor und Alternate Frame Rendering (AFR) aus. Zusätzlich beherrscht CrossFire das Super-Anti-Aliasing-Verfahren. Es verbessert die Bildqualität durch Benutzung unterschiedlicher Sample-Pattern je GPU.

Laut Hersteller können die entsprechenden Rendering-Methoden auf alle Applikationen beziehungsweise Spiele unabhängig vom Treiber angewendet werden. Demgegenüber kann NVIDIA nur die Rendering-Methoden nutzen, die der Treiber explizit für diese Anwendung oder Spiele freigibt. Allerdings unterstützt ATI zum Launch bislang nur 3D-Spiele.

Das SuperTiling zerlegt das Bild in eine Vielzahl von gleich großen Vierecken (32 x 32 Pixel). Die beiden Grafikeinheiten rendern die ihnen zugewiesenen geraden oder ungeraden Bildrechtecke. Damit ist gewährleistet, dass ein relativ ausgewogenes Load-Balancing erfolgt. Das SuperTiling bietet ausschließlich Support für Direct3D-Applikationen. Die Geometriedaten werden von beiden GPUs gleichzeitig berechnet.

Das Scissor-Verfahren verteilt vertikal je eine Bildhälfte an einen Grafikprozessor. Die Zuweisung erfolgt nicht im Verhältnis von 50 zu 50 Prozent, sondern bei jedem Frame flexibel. Ist eine Grafikkarte schneller mit der zugewiesenen Arbeit fertig, werden beim nächsten Frame die zu bearbeitenden Bildanteile neu aufgeteilt. Ziel ist es, die grafikintensiven Rechenoperationen eines Bildinhalts gleichmäßig auf die GPUs zu verteilen, damit sie zeitgleich mit dem Rendern des Bildes fertig werden. Die Scissor-Technologie mit dem rechenintensiven dynamischen Load-Balancing arbeitet sowohl unter Direct3D als auch unter OpenGL. NVIDIA kennt das Scissor-Verfahren als Split Frame Rendering (SFR).

Das von ATI patentierte Alternate-Frame-Rendering-Verfahren (AFR) weist den zwei Grafikkarten im Wechsel die zu bearbeitenden Frames samt Geometriedaten zu. Diese werden komplett vom jeweiligen Grafikchip gerendert, so dass sich die Grafik-Performance theoretisch nahezu verdoppelt. Diese Render-Technologie setzte ATI bereits 1999 in der Rage Fury MAXX ein und kann unter Direct3D und OpenGL angewendet werden. Auch NVIDIAs-SLI-Grafikplattform beherrscht das AFR.

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Benchmarks der CrossFire-Plattform

In Bezug auf Benchmarks präsentiert ATI einen Vergleich zwischen der Grafikkarte RADEON X850 XT Platinum Edition und einer entsprechenden CrossFire-Plattform, bestehend aus einer RADEON-X850-XT-Karte und dem CrossFire-Pendant.

Die Ergebnisse sind viel versprechend. Bei grafikintensiven Spielen erreicht die CrossFire-Plattform laut ATI bis zu 80 Prozent Performance-Gewinn gegenüber einer Einzellösung. Allerdings reduziert sich die Leistungssteigerung deutlich, wenn CPU-lastige Spiele verwendet werden. Die Benchmark-Ergebnisse von Splinter Cell konnten wir auf einem Demosystem nachvollziehen.

Neben einem hauseigenen Performance-Vergleich zeigt ATI auch das Leistungspotenzial der CrossFire-Architektur gegenüber NVIDIAs SLI-Technologie. In diesem Kräftemessen duellieren sich ein RADEON-X850-XT-CrossFire-System und eine NVIDIA-SLI-Plattform, zusammengesetzt aus zwei GeForce-6800-Ultra-Grafikkarten.

Wie nicht anders bei einer solchen Präsentation zu erwarten, schlägt das ATI-CrossFire-System die NVIDIA-Konkurrenz. Die Leistungsdifferenz liegt je nach Benchmark zwischen 10 und 65 Prozent.

Alle Benchmark-Ergebnisse sind vorerst mit Vorsicht zu bewerten, denn sie wurden vom Hersteller oder auf herstellerspezifischen Systemen durchgeführt. Erst objektive unabhängige Tests werden zeigen, was die ATI-CrossFire-Plattform wirklich leistet. Allerdings kann man anhand dieser Ergebnisse durchaus Tendenzen erkennen.

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CrossFire vs. SLI

Ein entscheidender Vorteil neben den bereits erwähnten Unterschieden zwischen der CrossFire- und der SLI-Technologie ist ATIs flexible Hardware-Unterstützung. So kann eine CrossFire-Karte mit einem X800- oder X8500-Chip mit allen unterschiedlichen Varianten der gleichen Chipsatzfamilie zusammenarbeiten. Anders als bei NVIDIA spielen die Unterschiede wie Chipfrequenz, BIOS-Version, Architektur oder Speicherkonfiguration keine Rolle. Auch Karten verschiedener Hersteller können laut ATI problemlos verwendet werden. Die Einschränkung auf die Verwendung eines bestimmten Mainboards hat sowohl ATI als auch NVIDIA.

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Fazit

Die ATI-CrossFire-Plattform bietet im Vergleich zu NVIDIAs SLI-Lösung mehr Flexibilität in der Hardware- und Software-Unterstützung. Zusätzlich lassen einige Benchmark-Ergebnisse ein hohes Leistungspotenzial erkennen. Wer letzten Endes in der Gunst der Käufer vorne liegt, bleibt abzuwarten. Sowohl CrossFire als auch SLI beschränken sich vorwiegend auf den Gaming-Bereich. Wann und ob die Grafikchip-Hersteller die Technologien auch für den professionellen Einsatz modifizieren, steht noch nicht fest.

Die Grafikkarte ATI RADEON X850 CrossFire Edition soll mit 256 MByte Speicher zirka 549 US-Dollar kosten und Ende Juni 2005 verfügbar sein. Die Preisempfehlung für die RADEON X800 CrossFire Edition mit 256 MByte liegt bei 299 US-Dollar und für die 128-MByte-Variante bei 249 US-Dollar. Laut dem Hersteller erscheinen diese Varianten erst Anfang Juli 2005 im Handel. (hal)

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