Hydra w akcji

Zanim na rynku pojawiła się Hydra, opracowano dwie inne technologie umożliwiające współpracę dwóch czy większej liczby kart graficznych na jednej płycie głównej: SLI oraz CrossFireX. Pierwsza jest przeznaczona do kart z procesorem graficznym Nvidii, a druga – do kart z procesorem AMD/ATI (patrz ramki). To nie wszystko. Zarówno SLI, jak i CrossFireX wymagają kart z tym samym układem graficznym lub należących do tej samej rodziny, co jest mało praktyczne. Oznacza bowiem, że np. GeForce 9600 nie połączymy z GeForce GTX 275.

W wielu przypadkach, chcąc przyspieszyć komputer, znacznie bardziej opłaca się kupić nową, szybszą kartę graficzną niż dokupić drugą taką samą. Aby umożliwić połączenie ze sobą dwóch dowolnych kart – nawet Radeona z GeForce’m – firma Lucid zaprojektowała układ Hydra, który na wybranych płytach głównych instaluje już MSI. Wkrótce takie płyty zaoferuje też Asus i Gigabyte.

Hydra produkowana jest w trzech wersjach: Hydra 100 (oznaczenie LT22114) oraz dwóch modelach Hydra 200 (LT22102 i LT24102). Układy mają taką samą konstrukcję, a różnią się obsługiwanymi przez nie graficznymi złączami PCI Express. Hydra 100 współpracuje z dwoma złączami PCIe x8, Hydra 200 – ze złączami CIe x16 (patrz schematy).

Lucid Hydra to rozwiązanie sprzętowo-programowe. Układ przechwytuje informacje wysyłane z aplikacji graficznej do sterowników kart. Dzięki temu rozkazy np. z gry trafiają w pierwszej kolejności do Hydry, która po ich przeanalizowaniu specjalnymi algorytmami rozdziela zadania i kieruje je do poszczególnych sterowników kart graficznych. Dopiero stamtąd trafiają do poszczególnych kart. Hydra pilnuje jednocześnie spójności przekazywanych danych i łączy w całość przygotowane przez karty graficzne wyniki obliczeń.

Chip Hydra w trakcie pracy mierzy również szybkość wykonywania operacji graficznych przez poszczególne karty i wysyła dane dla każdej z nich w możliwie optymalny sposób. Obliczenia są realizowane wielostopniowo. Najpierw wykonywane są te związane z geometrią sceny, po czym obraz jest składany w całość. Później Hydra ponownie dzieli kadr i na nowo rozdziela zadania, tym razem związane są one z operacjami na pikselach i teksturach, po czym wyniki ponownie powracają do Hydry i są na nowo składane w finalną całość. Wygenerowana klatka wysyłana jest na końcu do bufora tej karty graficznej, która wyświetli ją na monitorze.

Jak twierdzi producent, przy generowaniu scen 3D Hydra bardzo mocno trzyma się specyfikacji DirectX (obecnie wspierane są wersje DX 9, 10, 11, a także PhysX) i narzuca kartom rendering przy użyciu standardowych procedur. Oznacza to, że w danej grze, uruchomionej na konkretnym typie karty, specyficzne metody renderowania, mające przynieść korzyści, np. szybsze generowanie grafiki, na Hydrze nie będą działały. Dodatkowy zaś skutek jest taki, że niepoprawny obraz zostanie wygenerowany jedynie w razie błędnej implementacji danego efektu w bibliotekach DirectX.

Hydra wykorzystuje procesor RISC 300 MHz. Istotnymi elementami są kontrolery PCI Express, przełącznik portów oraz kontrolery magistral przemysłowych standardów, dzięki czemu Hydrę jest łatwo zaimplementować na płycie głównej. Pobiera nie więcej niż 6 W mocy.

Hydra może pracować w jednym z trzech trybów: A-Mode, kiedy połączone są ze sobą karty Radeon, N-Mode do współpracy ze sobą kart GeForce oraz X-Mode, kiedy połączone ze sobą są karty Radeon i GeForce. Dwa pierwsze tryby są rozszerzeniem możliwości technologii CrossFireX i SLI.

W każdym z trybów jedna z kart jest kartą główną i to do jej pamięci kopiowany jest finalny, wygenerowany przez akceleratory obraz. Ona też odpowiada za wyświetlanie go na ekranie. Kartą główną staje się zatem ta, do której podpinamy monitor; producent zaleca, aby była to karta szybsza. W trybie X-Mode Lucid zaleca podpięcie monitora do Radeona, w przeciwnym razie system może nie działać poprawnie.

Jedną z pierwszych płyt głównych z układem Lucid Hydra jest Big Bang Fusion firmy MSI. To nowoczesna konstrukcja z wyższej półki (kosztuje ponad 1200 zł), wyposażona m.in. w ciepłowody, radiatory, kable do pomiaru napięć, zewnętrzny panel overclockerski. Nic dziwnego, wszak dwie karty zazwyczaj kupują przede wszystkim gracze i overclockerzy.

Płyta bazuje na chipsecie Intel P55 i jest przeznaczona do procesorów Intel Core i5 oraz Core i7 z podstawką LGA 1156.

MSI planuje kolejne płyty główne z Hydrą, też z tych drogich. Będą to Big Bang XPower (LGA 1366) oraz MSI 870A-GD60 Hydra do AM3.

• JAK TO DZIAŁA Technologia SLI (Scalable Link Interface) pozwala, by dwie karty graficzne z serii GeForce, znajdujące się w złączach PCI-Express x16 lub x8 i połączone specjalnym mostkiem wspólnie generowały obraz. Możliwa jest współpraca kart bez mostka, ale wówczas niższa jest wydajność. Technologia 3-way SLI pozwala łączyć 3 karty, a Quad SLI – dwie dwukanałowe. Karty najczęściej pracują w trybie Split Frame Rendering (SFR). Obraz dzielony jest na dwie części wymagające podobnej liczby kalkulacji. Każda karta odpowiada za rendering jednej części. Karta nadrzędna (np. szybsza lub ta z podpiętym monitorem) składa przetworzone obrazy w całość.
• WYMAGANIA Oficjalnie SLI wymaga kart graficznych z układem Nvidia GeForce serii 6000, 7000, 8000, 9000 oraz GTX 200 i 400. Płyta główna powinna mieć chipset Nvidia nForce w wersji do procesorów Intel lub AMD bądź chipset Intel X58 do procesorów Intel Core i7.

• JAK TO DZIAŁA Tak jak w SLI, sterowniki dzielą i nadzorują pracę dwóch kart, a następnie nadrzędna z nich scala obraz w całość. Pierwsza wersja CrossFire wymagała specjalnej karty (master) CrossFire Edition oraz dowolnej karty z rodziny Radeon (slave). Do komunikacji między nimi służył przewód DVI. W obecnej wersji CrossFireX nie jest potrzebna karta CrossFire Edition, a kabel DVI zastąpiono elastycznym mostkiem. Możliwe jest łączenie ze sobą trzech lub czterech kart oraz praca bezmostkowa. CrossFireX udostępnia mechanizm automatycznego podkręcenia wszystkich zainstalowanych w komputerze kart graficznych; pozwala też na połączenie możliwości karty graficznej i zintegrowanego w chipsecie rdzenia graficznego.
• WYMAGANIA CrossFireX można wykorzystać dla wybranych kart ATI Radeon HD serii 5000, 4000 i 3000. Najczęściej rekomendowane jest połączenie dwóch identycznych kart. Inne kombinacje są możliwe, ale w obrębie tej samej serii.

W najciekawszym trybie pracy Hydry (X-Mode), gdy współpracują ze sobą karty z procesorami ATI Radeon i Nvidia GeForce, można uzyskać aż 67-procentowy przyrost wydajności w stosunku do pojedynczej karty (patrz wykres). Przy wykorzystaniu dwóch kart graficznych GeForce (tryb N-Mode), jesteśmy w stanie przyspieszyć działanie aplikacji nawet do 65 proc., a dwa radeony (tryb A-Mode) są w stanie osiągnąć 56-proc. wzrost wydajności.

Połączenie Radeona z GeForce’em w grach skutkuje aż 46-proc. wzrostem wydajności (wykres). Najlepiej skaluje się wydajność, gdy współpracują ze sobą karty GeForce (tryb N-Mode) – wzrasta ona dwa razy.