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SLI


1. 개요2. 역사3. 상세4. 참고 사항5. 관련 문서

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GTX Titan X 4-Way SLI[1][2].
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GTX 680M/780M/쿼드로 K500M SLI 선택 가능한 유로컴 사의 워크스테이션 노트북.[3]

1. 개요

3dfx에서 Voodoo 그래픽 카드용으로 개발하고 현재 이를 인수한 NVIDIA에서 사용하는 그래픽 카드용 다중연결 방식.

현재 정식 명칭은 Scalable Link Interface로 3dfx 시절엔 Scan-Line Interleave

이래저래 인지도가 크로스파이어에 밀리는 편이었지만 점유율 측면에서 양사가 크게 벌어지자 오히려 AMD CrossFire도 SLI로 부르는 경우가 많아졌다.

2. 역사

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GPU와 그래픽 카드 제조사인 3dfx에서 내놓은 자사의 칩셋을 사용한 동일한 그래픽 카드를 2개 이상 연결하여 비약적인 성능 향상을 얻도록 하는 기술이다. 원래 1998년에 Voodoo 2 그래픽 카드를 통해 공개한 기술로, 당시 이름은 Scan-Line Interleave의 약자였다. 이 명칭에서도 나타나듯이, 이 때 당시의 SLI는 화면을 규칙적인 간격으로 분할하여 두 장의 그래픽카드에 각각 분담시키는 기술이었다. 이후 3dfx가 도산하면서 NVIDIA에서 지적 재산권을 인수하여, 2004년에 지포스 6000 시리즈(NV40 GPU)를 출시하며 선보였으며, 이름도 Scalable Link Interface로 바뀌었다. 그 이유는 더 이상 화면 영역을 1:1로 분담시키는 것이 아니라, 화면에 나타난 오브젝트의 연산량에 따라 적절히 처리량이 비슷해지도록 동적으로 조절하는 방식으로 바뀌었기 때문이다.

GeForce 20부터는 인터페이스가 NV Link로 대체되었다. [4] 기존의 SLI 브리지 대비 두 배가량 넓어진 단자 너비와 50GB/s (양방향 100GB/s) 로 늘어난 대역폭, SLI와 달리 VRAM이 합산되는 것이 특징.[5]

하이엔드급 지포스 SLI 벤치마크: SLI의 현주소 기사 초반에 역대 공식 링크 인터페이스(SLI 브리지, SLI HB 브리지, NVLink 브리지)를 모아놓은 사진을 볼 수 있다.

GeForce 30은 3090만 SLI 구성을 지원한다. 이는 GPU 컴퓨팅 수요를 위한 것으로, NVIDIA와 AMD 양쪽 모두 최근 게이밍 분야에서 멀티GPU 지원을 점차 줄여오고 있었다.[6] 30 시리즈부터 메인스트림 라인업에서 SLI를 배제했다는 것은 엔비디아가 결국 게임용 SLI 지원을 포기했다는 것을 시사했으며, 4090에서는 아예 SLI 포트가 사라지며 이제 작업용으로라도 SLI를 해야한다면 쿼드로를 사야만 한다.[7]

3. 상세

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상단 사진 같이 GPU 끼리 케이블로 연결하거나 좀더 안정적이지만 위치 고정적인 브릿지 형태가 있다.

과거 3dfx 시절엔 이론상 GPU를 32개까지 병열연결 가능하도록 정의 되었다고 하지만 Voodoo 2에서도 2장 즉 6개 정도 였고 현재 엔비디아의 SLI 기술로는 메인보드에 따라 그래픽 카드를 최소 1개에서 최대 4개까지 연결할 수 있다. 단, 어디까지나 GPU를 연결하는 기술로 한 카드에 GPU가 두 개 장착된 듀얼 GPU 카드는 두 개까지만 장착이 된다. 그러나 MARS 760과 같은 예외도 있다.

무엇보다 메인보드가 SLI 기술을 지원해야 사용할 수 있으며, 동급 사양의 그래픽 카드끼리만 연결이 되기에 다른 사양의 카드와도 연결이 되는 AMD의 크로스파이어보다 한 수 뒤처진다는 평이다. 가령 크로스파이어는 상급+하급은 하급 X2로 사용되기는 하나 세대 차이가 크게 나지 않으면 하급 X2가 낫고 APU와 하이브리드 크로스파이어도 된다. GCN 1.1부터는 그냥 PCI-E에 꽂기만 해도 크로스파이어가 된다. 게다가 크로스파이어는 메인스트림급 보드도 많이 지원하는 반면에, SLI는 라이선스 비용 때문인지 고급형 칩셋부터 사용할 수 있다. 때문에 여러 메인보드 커스텀 펌웨어들에서 이 SLI를 지원하게 펌웨어를 살짝 개조해도 잘 된다.

사실 이런 하위 칩셋과 병열연결하는 기술들은 크로스 파이어보다 SLI가 먼저 지원했으나 데스크탑에선 효용이 적다고 판단하여 금방 포기하였다. 노트북에서는 조금 더 지원하였으나 결국 NVIDIA의 메인보드 칩셋 사업과 내장 그래픽이 지지부진해지면서 결국 대세인 인텔 내장과의 스위칭을 위한 Optimus 기술만 남기고 사실상 폐기되었다.

일반적으로 SLI를 구성할 때 SLI 브리지를 사용하지만 이를 이용하지 않고 SLI 구성이 가능한 경우도 있다. GeForce 8500GT가 대표적인 예. 8500GT 자체에는 SLI 브리지를 장착하는 골드핑거가 없지만 PCI-Express 대역폭만으로 SLI 구성이 가능한 듯 하다. #

마이크로스터터링을 크로스파이어보다 먼저 인지하고 몰래 개선하여 훨씬 앞서는 모습을 보이는 것이 장점이다. 자세한 것은 NVIDIA 관련 사건사고 문서의 마이크로스터터링 폭로 사건 참조. 다만 2016년 현재는 크로스파이어도 충분히 개선한 상황이라 타이틀마다 갈리는 수준이며, 옛날 만큼의 심한 차이를 보이진 않는다.

SLI 브리지[8]의 대역폭은 최대 1GB/s로 현세대 GPU의 속도나 PCI-E 대역폭에 비해 크게 떨어지기 때문에, SLI HB(High-Bandwidth) 브리지나 NVLink로 부족한 속도를 보충하고 있다. SLI HB 브리지는 기존 SLI 브리지 2개를 동시에 연결한 모양새다. 굳이 HB 전용 브리지가 아닌 기존의 필름 SLI 브리지를 두 개 연결해도 된다. 다만, 클럭을 400MHz에서 650MHz로 올렸기 때문에(첫번째 댓글 참조) 기존 브리지를 두 개 연결하는 건 오버클럭에 해당되며, 뽑기운이 안 좋으면 정상작동이 잘 안 될 수도 있다. GPU-Z 등의 프로그램에서 high-bandwidth라고 출력 되어야 정상적으로 작동하는 것이다. 모양새와 클럭으로 단순 계산한 대역폭은 3.25GB/s이다. SLI HB 브리지는 대역폭 문제로 인해 최대 2-Way로 제한된다. NVLink는 GPU 간의 통신 대역폭을 높여서, GPGPU 성능을 높이는 목적이 더 크지만, PC에서는 CPU와 메인보드에서 지원 예정이 없기 때문에 SLI에서의 GPU간 고대역 인터페이스로의 역할이 더 기대되고 있는 형편이다.

파스칼 출시 당시에는 3-Way 및 4-Way를 구성하려면 NVIDIA 홈페이지에서 'Enthusiast Key'를 발급 받아야 가능했다고 했지만, 2016년 6월부로 엔비디아가 이 방침을 철회하면서 드라이버 업데이트를 통하여 이전처럼 키 없이도 구성이 가능하게 되었다. 하지만, 3-Way/4-Way SLI를 하더라도 일부 벤치마크에서만 지원하며, 대부분 게임에서는 2-Way 까지는 지원해도 3-Way 이상 지원하지 않는 게임이 태반이기 때문에 잘 쓰이지 않는 편. 게다가 이 정도로 구성하려면 높은 용량의 파워 서플라이가 필요하며, 발열 대책도 철저하게 세워져 있어야 한다.

NVIDIA에서는 공식적으로 2-Way SLI를 하고 나머지는 PhysX용으로 사용하는 것을 권장한다. 이는 DirectX 12에서 3-Way/4-Way SLI 대응이 어려워졌기 때문에 이런 방향으로 선회한 것으로 보인다.

외부 관련 포럼에서 같은 칩셋이 아니어도 SLI가 가능하도록 만든 툴이 돌고 있다 참고링크 이를 적용한 youtube 동영상도 돌고 있음('DifferentSLI' 검색)

4. 참고 사항

  • 다른 칩셋을 가진 그래픽 카드로 SLI 구성이 되는가?
    불가능하다. GTX 970 모델과 GTX 980 모델은 SLI 구성이 안되는 것이 예로, 원칙적으로는 오직 똑같은 칩셋을 탑재한 모델만 SLI가 된다. 그러나 앞 문단 내용과 같이 유사한 칩셋의 경우 가능하도록 별도의 툴이 돌고 있다.
    그런데 퀘이사존에 서로 다른 칩셋의 그래픽카드+인텔 내장그래픽까지 3way SLI로 작동하는 PC가 등장했다.
    GTX 960과 GTX 650이 SLI가 되는것만 해도 충분히 미스터리한데, 거기에 내장그래픽까지 합세해서 작동한다. 단순히 인식만 되는게 아니라 벤치마크 결과에서도 그래픽카드 3개가 한번에 작동한다. 유사한 칩셋이 SLI가 가능하다고 해도 GTX 650과 960은 세대차이도 상당히 큰데다가 650은 원래 자체적으로도 SLI를 지원하지 않는다. 심지어 해당 PC의 주인은 하드웨어에 관한걸 거의 모르는 초보라고 한다(...). # 제일 유력한 의견은 Z77칩셋 메인보드에 탑재된 Virtu Lucid MVP 기술인데 이 기술은 내장그래픽과 외장그래픽을 SLI시키는 기술이며 서로 다른 아키텍처의 그래픽카드도 SLI가 된다. 불안정한 기술이라 지금은 사장되었지만 이게 작동하고 있었을 확률이 높다. 로스트 테크놀로지
  • 칩셋은 같지만 제조사가 다른 경우에 SLI 구성이 되는가?
    안되는 경우가 간혹 있지만 일반적으로 된다. 대표적인 제조사인 ASUS GTX 970 모델과 GIGABYTE GTX 970 모델은 SLI가 되고, 이외의 제조사들 제품도 된다. 다만 사양이 제조사별로 다르므로 되도록이면 동일한 모델을 사용하는 것을 추천한다.
  • 비디오 메모리가 다른 제품 두 개로 SLI 구성이 되는가?
    안 되는 경우가 간혹 있지만 일반적으로 된다. 다만 GDDR5 2GB 모델과 4GB 모델 두 개로 SLI 구성하는 경우에 낮은 사양인 2GB에 맞춰진다. 그래서 해상도가 높은 모니터를 쓰거나 작업을 하는 때에는 4GB 모델과 2GB 모델로 SLI 구성을 하는 바에 4GB 모델만 싱글로 쓰는 게 낫다.
  • SLI 구성을 하면 성능이 배가 되는가?
    그렇지는 않다. SLI 구성을 할 때는 '그래픽 카드가 2개니까 성능도 2배'라는 생각을 할 수 있지만 실제로 효율이 매우 떨어진다. 2-Way 구성 시에는 단일 그래픽 카드에 비해 성능이 160~180% 수준, 3-Way 구성 시는 220~240%, 4-Way 구성 시에는 270~300% 정도밖에 향상되지 않는다. 역으로 보면 그래픽 카드 1개 추가에 그래픽 카드 1개 기준 대략 30%, 70%, 110%씩 성능이 손실되는 셈이다. 문제는 이런 성능향상 수치 조차도 대개 벤치에서나 나타나지 실제 게임에서는 향상치가 그 반도 안나오는 일이 태반이다. 10세대에 들어서 3-way 이상 지원을 중단하면서 2-way 효율이 급등했는데 그게 게임상 160~170% 정도로 측정된다. 그 전까진 SLI 하면 뻘짓 취급 받을 정도(...) SLI 미지원 프로그램인 경우엔 답이 없다. 성능 향상이 일어나더라도 공식 SLI 지원이 아닌 경우에는 프레임 스킵 현상도 일어날 수 있다.
  • SLI 구성을 하면 비디오 메모리는 배로 늘어나는가?
    GeForce 20 이후 세대(NV Link) 또는 DX12를 지원하는 그래픽 카드만 된다. NV Link는 규격 상 VRAM을 병합할 수 있으며, DX12를 지원하지 않는 그래픽 카드는 VRAM이 4GB인 그래픽 카드 2개를 SLI 한다고 할 때, 더해지지 않아서 8GB가 되지 않는다. 3개, 4개를 SLI 하든 사용할 수 있는 VRAM은 마찬가지로 4GB만 사용할 수 있다. 이는 SLI로 구성된 그래픽 카드의 VRAM에 모두 동일한 데이터를 저장하는 그래픽 API의 한계로, 2015년에 DirectX 12가 나오고 멀티-GPU 기술이 개선된 뒤에야 해결되었다.
  • SLI 구성을 하면 사용 가능 모니터의 개수가 늘어나는가?
    설정에 따라 다르다. GPU 자원을 3D에 몰빵시키거나 각자 따로 놀게 할 수 있는데, 각자 따로 놀게 하면 사용 가능 모니터의 개수가 늘어날 수 있다.
  • GPGPU 연산용으로 SLI를 활성화 시켜야 하는가?
    켜게 되면 오히려 손해만 본다. 그리고 단순히 그래픽카드를 2개 이상 장착하는 것은 SLI가 아니라 그냥 mGPU이다. 기본적으로 DirectX나 OpenGL과 같은 그래픽 API에서 렌더링 하는 경우 별도의 처리를 하지 않는 이상 한 개의 그래픽 어댑터만 사용하게 되기 때문에 이 때 2개 이상의 그래픽 어댑터를 인식시키기 위해 한 개의 디바이스처럼 동작할 수 있도록 하는것이 SLI의 근본적인 목적이다. 그에 반해 DirectX 12, Vulkan과 같은 Low-Level API나 CUDA, OpenCL과 같은 환경에서는 한 개의 프로그램 안에서 다수의 그래픽 어댑터 자원을 할당하고 사용하는 것이 가능하기 때문에 필요하지도 않으며(SLI가 켜져 있어도 각각의 장치들이 별도로 열거된다) SLI가 활성화 된 상태에서는 각 그래픽카드의 메모리에 동일한 데이터가 항상 올라가 있는 상태가 되기 때문에 GPGPU 연산과 같이 그래픽의 메모리 사용이 중요한 환경에서 사실상 손해를 보게 된다.

5. 관련 문서


[1] 당시 가격 약 800만원짜리 시스템으로, 엔비디아 지포스 라인업을 이용해서 4-Way SLI를 구성할 때 만들어낼 수 있는 시스템 중 최고가/최상위 구성이다. 왜냐하면 이 다음 세대부터 4-Way SLI가 불가능해졌기 때문이다. RTX 3090을 사용하여 4-Way 시스템을 구성하는 경우를 볼 수도 있지만, 이는 단순 병렬연산용으로 NV LINK에 연결할 경우 2-Way까지만 지원한다. 물론 5년전 4-Way보다 현세대 2-Way의 컴퓨팅 파워가 더 뛰어나고 가격은 저렴한 것은 자명하다. [2] Nvidia의 쿼드로와 같이 전문가용으로 출시되는 워크스테이션 라인업에서 SLI를 구성할 경우엔 당연히 훨씬 더 비싸고 좋은 성능의 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들면, DGX STATION A100와 같이 데이터 센터에 납품되는 수준의 컴퓨터는 가격 단위가 천만원대로 움직인다. [3] 차라리 데스크톱을 사는 것이 낫다는 생각이 들 수도 있지만 이런 고성능의 PC를 이동하며 사용해야 하는 분야가 있다.(외부에서의 금형 제품 품질 검사나 이동하면서 3D 도면을 띄워놓고 작업해야 하는 현장, 그리고 건설 현장 등이 해당한다.) 모바일 워크스테이션 라인업이 바로 이런 분야를 노린 제품군이다. 다만 이렇게되면 무게가 보통이 아니니 일반 노트북으로 쓰기는 뭐하다. [4] 사용하는 인터페이스는 더 이상 SLI 브리지가 아니지만, NVIDIA에서 본 기술을 일컫는 명칭 자체는 여전히 SLI이므로 유의할 것. [5] # "TITAN RTX NVLINK™ BRIDGE Double the effective GPU memory capacity to 48 GB and scale performance with up to 100 GB/s in total bandwidth of data transfer utilizing the NVIDIA NVLink™ technology." 단, 100GB/s 명시는 타이탄 한정이고 정작 20시리즈 페이지에는 "50X the transfer bandwidth of previous technologies."(기존 기술 대비 50배)라고 애매하게 적어놨다. #, NVLINK 자체는 풀스펙 기준 1세대 100GB/s, 2세대 300GB/s #지만, GeForce 20에 SLI 대체용으로 적용된 것은 2세대 2링크이기 때문에 알려진 스펙으로 역산하면 단방향 50GB/s, 양방향 100GB/s가 나온다. 동세대의 쿼드로끼리 연결했을 때 2세대 4링크라서 단방향 100GB/s, 양방향 200GB/s라는 스펙이 나오긴 한다. # 다만 링크한 pugetsystems.com에서 실측한 값은 단방향 대역폭 보다도 좀 낮은 값이 나왔다(2링크 34.14GB/s, 4링크 67.87GB/s). [6] 멀티GPU를 제대로 지원하는 게임은 손에 꼽고, 멀티GPU가 성능을 선형적으로 증가시켜주지 않는데다가 전력 소비량이 무지막지하게 증가하기 때문에 전성비, 가성비가 떨어지는 이유로 게임용으로 멀티 GPU를 구성해서 사용하는 사람은 원래부터 극히 일부였다. [7] 3090, 3090TI가 24기가라는 엄청난 VRAM + SLI 유일 지원이라는 AI 연산같은 작업용으로 가성비가 좋았기 때문에 더욱 더 아쉽게 느껴지는 부분이다. [8] 최상위 사진에서 그래픽카드들을 연결하고 있는 ASUS ROG 마크가 보이는 커넥터

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