احتمالا نام تکنولوژی کراس‌فایر «crossfire» را شنیده‌اید؛ ولی ممکن است در مورد کارکرد و سیر پیشرفت آن چیزی ندانید. در این مقاله از ویجیاتو، قصد داریم تا به استفاده از این تکنولوژی و سیر تحول آن بپردازیم.

تکنولوژی crossfire

crossfire، نامی برای تکنولوژی شرکت AMD است که به شما این اجازه را می‌دهد تا در یک کامپیوتر، بتوانید از چند کارت گرافیک استفاده کنید. این امر، توسط چیپست موجود بر روی مادربر صورت می‌گیرد. وظیفه این چیپست کنترل کارت گرافیک‌ها و ادغام آنها برای نمایش بر روی صحفه نمایش است.

نخست، این تکنولوژی توسط «ATI Technologies» توسعه پیدا کرد. فناوریی مرتبط با این تکنولوژی در لپ تاپ‌ها، برای استفاده از کارت گرافیک‌های خارجی استفاده می‌شود که «AMD Hybrid Graphics» نام دارد.

این فناوری در سال ۲۰۰۵، برای رقابت با تکنولوژی SLI انویدیا که یک سال قبل از آن معرفی شده بود، عرضه شد. البته crossfire در سپتامبر سال 2017 (شهریور ۱۳۹۶ ه.ش)، توسط شرکت AMD برچیده شد. البته AMD دست از بروزرسانی و پشتیبانی از این تکنولوژی، برای برنامه‌های (DirectX11) و (DirectX12) بر نداشت.

تصویر استفاده از تکنولوژی SLI

AMD، پس از آن «mGPU» (که به عنوان Multi GPU نیز شناخته می‌شود) را وارد عرصه کرد؛ اما با این تفاوت که دیگر AMD، پروفایل‌ برنامه‌های Directx11 را خودش به وجود نمی‌آورد و توسعه دهندگان نرم‌افزار، خود باید اقدام به توسعه آن می‌کردند.

نسل‌اول، crossfire

این سیستم، به یک مادربرد که با crossfire سازگار باشد و دو عدد کارت گرافیک «ATI Radeon PCI Experess» نیاز داشت تا بتواند شروع به کار کند.

کارت گرافیک‌های Radeon سری «x800s» ،«x850s» ،«x1800s» و «x1900s» همگی، در مدل‌های عادی و مدل‌های «crossfire Edition» عرضه شدند. کارت گرافیک‌هایcrossfire Edition دارای قابلیت «master capability» همراه با کارت گرافیک بودند.

master capability، اصلاحی است که برای ترکیب ۵ چیپست پردازش تصویر اضافی به کار می‌رود. master capability، خروجی دو کارت گرافیک‌ را با یکدیگر ترکیب می‌کند و در آخر از طریق صحفه نمایش پخش می‌کند.

crossfire چگونه کار می‌کرد؟

شما برای استفاده از crossfire، باید یک کارت گرافیک master خریداری می‌کردید و آن را با یک کارت گرافیک عادی از مدل مشابه، pair می‌کردید. کارت گرافیک master با یک دانگل DVI-Y اختصاصی همراه بود که باید به درگاه‌های اولیه DVI هر دو گرافیک و کابل مانیتور متصل می‌شد. این دانگل، نقش اتصال بین دو کارت گرافیک و ارسال تصاویر ناقص به کارت گرافیک‌ها را داشت. در آخر نیز تصویر کامل را به سمت مانیتور ارسال می‌کرد.

مدل‌های پایین رده Radeon x1300 و Radeon x1600، نسخه crossfire Edition را نداشتند ولی می‌توانستید این قابلیت را از طریق نرم‌افزار فعال کنید. ارتباط آنها نیز از طریق اسلات‌های استاندارد PCIe بر روی مادربرد انجام می‌شد.

تصویری از کارت گرافیک Radeon x1300

نمونه‌ای از محدودیت در ساختار کارت گرافیک‌های master، کارت گرافیک Radeon x850xd بود. به دلیل استفاده از چیپست «Sil 163B TMDS»، حداکثر رزولوشن در کارت گرافیک‌های x850 بین 1600X1200/60Hz و یا 1920×1440/52Hz بود. این محدودیت، باعث ایجاد مشکلاتی برا دارندگان مانیتور‌های CRT که خواهان استفاده از crossfire، برای بازی کردن در رزولوشن بالاتری بودند یا کسانی که نمایشگر‌هایLCD عریضی داشتند شد.

در آن زمان بسیاری از مردم دریافتند، استفاده 60Hz از مانیتور‌های CRT، باعث خستگی چشم در آنها می‌شود. به همین دلیل رزولوشن به 1024×1280 محدود شد که به اندازه کافی هزینه‌های خرید crossfire را توجیه نمی‌کرد.

crossfire به کار رفته در کارت گرافیک‌های سری x1800 master، دارای دو مجموعه از چیپست‌ها و یک دانگل DVI-Y، برای دو برابر کردن پهنای باند میان دو کارت گرافیک بود که حداکثر رزولوشن و فریم ریت را به اعداد خیلی بالاتری رساند.

نسل دوم، software crossfire

در نسل دوم crossfire، مادربرد‌ها با چیپست «crossfire Xpress 3200» دیگر نیازی به کارت گرافیک master برای قابلیت crossfire Ready نبودند (به جز سری کارت گرافیک Radeon X1900).

با چیپست crossfire Xpress 3200، دو کارت گرافیک عادی می‌توانستند از قابلیت crossfire استفاده کنند و از اسلات PCIe با یک‌دیگر ارتباط برقرار کنند، همانند کارت گرافیک سری X1300 که از همین روش استفاده می‌کرد.

اما Xpress 3200 برای تأخیر‌ کم و سرعت بالا در تبادل اطلاعات بین کارت گرافیک‌ها ساخته شده بود. زمانی که عملکرد و قدرت نیز تحت تأثیر این اتفاق افزایش یافت، این کار به عنوان یک بهبود کلی در استراتژی فروش، تلقی شد. دلیل این اتفاق نیز این بود که کارت گرافیک‌های crossfire گران بودند، تقاضای بالای زیادی داشتند و در بسیاری از فروشگاه‌ها در دسترس نبودند.

گرچه Xpress 3200 قابل استفاده از crossfire از طریق اسلات PCIe برای تمام کارت گرافیک‌های Radeon قبل از X1900s است؛ اما Driver مشخصی برای استفاده از crossfire در سری X1800 وجود ندارد.

نسل سوم، crossfireX

با عرضه کارت گرافیک‌های جدید Radeon X1950 Pro، نحوه اتصال crossfire دچار تغییر و بازبینی از سمت ATI شد. دیگر نیاز به استفاده از کارت گرافیک master و دانگل DVI-Y نبود.

«ATI crossfire Bridge Interconnect» (به اختصار CFBI link)، حال مانند نواری است که از بالای هر کارت گرافیک متصل می‌شود، همانند «Nvidia SLI Bridge» ولی با منطق و ساختاری متفاوت. بعد از این، کارت گرافیک‌های master برای رسیدن به بالا‌ترین توان گرافیکی، دیگر مورد نیاز نبودند.

کارت گرافیک‌های سری Radeon HD 2900 و HD3000 از نوار کانکتور یکسانی برا اتصال استفاده می‌کردند، ولی کارت گرافیک‌های HD3800، تنها به یک کانکتور برای اتصال نیازمند بودند تا از crossfireX استفاده کنند.

نحوه کارکرد crossfirex

برخلاف سری‌ کارت گرافیک‌های گذشته، مدل‌های متفاوت کارت گرافیک Radeon HD3800 می‌توانند با crossfireX ترکیب شوند و هر کدام با کنترل Clock متفاوت کار کنند.

از زمان انتشار پلتفرم دسکتاپ با اسم رمز «Spider» از سوی AMD در سال 2007، تکنولوژی crossfire با چیپست «790FX»، توانست به قابلیت پشتیبانی از چهار کارت گرافیک به صورت همزمان دست پیدا کند. در همان زمان اسم برند crossfire به «ATI crossfireX» تبدیل شد.

بر اساس آزمایش‌های اجرا انجام شده توسط AMD، استفاده از ۴ کارت گرافیک باعث افزایش قدرت سه برابری شده بود. این تغییر در چندین بازی و برنامه مختلف که نیازمند به قدرت گرافیکی بالایی بودند اتفاق افتاد.

نحوه اتصال دو کارت گرافیک با استفاده از Bridge port

در اوایل سال 2008، توسعه‌های صورت گرفته بر روی زیر ساخت crossfire اتصال دو کارت گرافیک با PCIe بر روی مادربرد را ممکن ساخت. کارت گرافیک‌های Radeon HD 3870 X2 و بعد‌ها Radeon HD 4870 X2، قابلیت اتصال به یک کانکتور crossfire برای دو کارت گرافیک را داشتند. زمانی که از دو کارت گرافیک بر روی یک سیستم استفاده می‌شد، خروجی‌های HDMI بر روی دو کارت، نمی‌توانستند به صورت همزمان کار کنند.

نسل چهارم،XDMA

کارت گرافیک‌های Radeon R9 290 و Radeon R9 290X، در سال 2013 معرفی شدند، مانند کارت گرافیک‌های به روز که از ورژن جدید «GCN» استفاده می‌کردند، دیگر پورت بالای کارت گرافیک (Bridging Ports) را نداشتند. در عوض، آنها از «XDMA» استفاده می‌کردند تا بتواند کانال‌های ارتباطی مستقیم به سمت دیگر کارت گرافیک‌های سیستم ایجاد کنند. این کار بر روی اسلات‌های PCIe که توسط کارت‌های گرافیک Radeon استفاده می‌شد، اتفاق می‌افتاد.

نحوه اتصال دو کارت گرافیک با استفاده از PCIe3.0

PCIe 3.0، سرعت پهنای باند ۱۷ برابری نسبت به Bridge تأمین می‌کرد که در مقایسه با یک دیگر استفاده از پورت Bridge غیر معمول به نظر می‌رسید. XDMA به دلیل نیاز‌ بیشتر به پهنای باند در کارت گرافیک که از سمت «AMD Eyefinity» و مانیتور‌های 4K ایجاد می شد، انتخاب شد.

پهنای باندی که توسط XDMA استفاده می‌شود کاملا پویا است. XDMA می‌تواند مقیاس خود را نسبت به بازی و یا برنامه مورد نظر تغییر می‌دهد و همچنین به راحتی می‌تواند به تنظیمات پیشرفته از سمت کاربر مانند «vertical synchronization» (که با نام Vsync شناخته می‌شود) نیز همگام شود.

برخی از کارت گرافیک‌های جدید نیز با کارت گرافیک‌های سری 7000 که دارای معماری «Core Next 1.0» هستند، قابلیت برقراری ارتباط دارند.

Hybrid CrossfireX (Dual Graphics)

یک مدل Hybrid نیز از crossfireX وجود دارد که توسط معماری «AMD northbridge»، با کارت گرافیک‌های انتخاب شده، گرافیک مجمع را برا افزایش قدرت ترکیب می‌کند. نسل فعلی آن با نام Hybrid crossfire شناخته می‌شود و برای مادربرد‌های با چیپست AMD که سازگار با سری 7 و 8 کارت گرافیک‌های AMD هستند، در دسترس است.

تفاوت‌های crossfire با Nvidia SLI

در بعضی موارد ممکن است که crossfire قدرت پردازش 3D را افزایش ندهد. در موارد دیگر که بسیار کم بوده، ممکن است باعث کاهش فریم ریت به دلیل نوع خاص برنامه شود. این مسئله برای Nvidia SLI نیز وجود دارد. این مشکل در سیستم‌های دارای چند کارت گرافیک ذاتی است. بیشتر اوقات زمانی شاهد چنین اتفاقی هستیم که برنامه در رزولوشن پایین استفاده شود.

زمانی که از crossfire در کنار «AFR» استفاده می‌کنیم، احتمال دارد فریم ریت تصویر، از عددی که در برنامه بنچمارک نشان داده می‌شود پایین‌تر باشد. در برخی موارد نیز ممکن است این عدد کمتر از یک کارت گرافیک تک نیز باشد. این پدیده با نام «micro stuttering» شناخته می‌شود و روی کارت گرافیک‌های SLI نیز رخ می‌دهد. این مشکل نیز یکی دیگر از ایرادات استفاده از چند کارت گرافیک است.

مزیت‌های crossfire

از crossfire می‌توانید روی یک نسل از کارت گرافیک و از یک برند سازنده مختلف استفاده کنید. این به شما اجازه می‌دهد تا بتوانید با دستی باز اقدام به خرید کارت گرافیک بکنید و از مزیت افزایش قدرت نیز بهرمند شوید. در مقایسه با SLI، شما تنها زمانی می‌توانید از این تکنولوژی استفاده کنید که تمام کارت گرافیک‌ها مانند هم باشند و از یک برند سازنده نیز باشند.

از دیگر مزیت‌های تکنولوژی crossfire و همچنین SLI، پشتیبانی از ۴ مانیتور 8K و ۸ مانیتور 4K است.

معایب crossfire

یکی از اصلی‌ترین مشکلات این تکنولوژی این است که فقط بر روی حالت تمام صحفه «Fullscreen mode» به درستی کار می‌کند. زمانی که شما از حالات (borderless/windowed) استفاده می‌کنید، نیازمند به یک برنامه پشتیبان برای استفاده از آنها دارید.

نسل اول crossfire، به دلیل پایین بودن سرعت باند اسلات PCIe، شما نیاز به یک دانگل یا Y-cable دارید تا بتوانید از تمام قدرت کارت گرافیک‌های خود استفاده کنید.

سخن پایانی

تکنولوژی crossfire که در حال حاضر با نام‌ AMD Hybrid Graphics شناخته می‌شود، مسیر پر فراز و نشیبی را طی کرده است تا به حال حاضر خود برسد. پیشرفت تکنولوژی و وجود رقیب سر سختی از تیم سبز، باعث شد تا AMD این تکنولوژی را روز به روز بهتر و جذاب‌تر کند تا بتوانیم از نهایت قدرت گرافیکی در سیستم‌های خانگی بهرمند شویم.