作者 Andrew "Exitios" Dolicho

 

简介

游戏对太多的特性均提出了要求。我们凭借雨点般子弹对战成群的敌人，用一连串魔法斩杀凶猛的怪兽，领导军队战胜邪恶的帝国，消除银河系的威胁，如果我们有时间的话，也许甚至还要拯救一两个公主。 当我们完成了所有这些任务之后要做什么呢? 我们再来一遍，不过这次要增加数量! 我们想要加大难度、更快地完成任务以及获得更强的升级道具。 我们只是想要更好的结果，而玩家期待不仅仅是图形效果: 我们想要明确的光照与阴影、清晰的纹理、细腻的世界、自然的物理效果、干净的边缘，以及最重要的是高帧速率。 说到快速呈现令人毛骨悚然的视觉特效，NVIDIA 的 SLI 技术是一项专门的强化利器。

 

概述

本指南将介绍 NVIDIA 的 SLI 技术，它是一种创新特性，可以在数以千计的 PC 游戏中增强性能和图像质量。 在这篇文章中，我们将了解到 SLI 究竟是什么、看看它是如何发挥作用的、探索各种硬件要求、对不同的视觉设置与 NVIDIA Control Panel 中的组件进行分门别类、了解如何使它最大限度地为我们工作。 虽然这里的详细度不会是极致水平，但是仍然涵盖了大量内容，因此如果你想要看更易于消化的内容，敬请参阅 -{RaptoR}- 发表的 SLI 常见问题。

在继续讲解之前，让我们暂停一下，考虑一下多 GPU 最主要的特点是什么: 扩展。 因此我们的意思是说，我们能从增加的 GPU 上获得多少好处，例如用增加一颗 (双路 SLI) 或三颗 (四路 SLI) 后的性能来与单颗 GPU 的性能进行对比。 理想情况是，性能会随着额外设备的加入而直线上升，这意味着，如果我们加入第二颗 GPU，那么就会看到性能翻一番。 实际上，双路 SLI 的提升幅度与此接近。 三路和四路 SLI 系统也可以得出惊人的结果，然而它们容易表现出性能回报递减的趋势，这是因为增加的 GPU 数量越多，就越受 CPU 的限制。

SLI 扩展效果好不好取决于游戏应付多颗 GPU 的效率有多高、针对该游戏的 SLI 配置文件有多先进、以及我们可以让 GPU 保持在多忙的程度。 最后一部分意味着，我们在影响扩展效果的因素中负有一定的责任: 确保 GPU 是我们系统中的瓶颈。 然而这并不十分直接，因为我们可以通过单单确定哪一个子系统等待的时间最长(例如区区几毫秒或几十毫秒)，来定义硬件的局限性。而扩展无法准确预测或在某一游戏的单一区域内也不完全一致，因为渲染条件可以快速变化，但是正如我们马上就会看到的一样，多 GPU 系统会产生瓶颈效应的另一面。

如果我们要在双路 SLI 系统中大幅简化生成帧的过程，那么就要测量每一个零部件完成自己那份工作所花的时间，可能就像下列图像之一一样。 如图所示，每一帧都首先由 CPU 进行准备，然后递交给 GPU 进行渲染。

 

这些代表情形也许看似极端，但是并不是不现实。 在左图中，我们看到了一台完全受限于 CPU 的双路 SLI 系统，因为 GPU 完成工作的速度远高于 CPU，所以添加第二块显卡当然无法实现性能提升。 在右图中，我们看到了我们的每一颗 GPU 均远比 CPU 渲染所花的时间长，第二块显卡的出现有效地令帧速率实现了翻倍。 CPU 甚至还有足够的停工时间来容纳第三块显卡，增加第三块显卡可以实现更高的性能!

然而如前所述，事情并非一直都是表面那样。 CPU 仅比 GPU 慢一点点是完全有可能的，反之亦然，这足够我们开始看到 GPU 扩展效果较差或额外 GPU 的优化不足了。 虽然在这种情况下依然能够看到性能提升，但问题是我们实际上得到的好处有多少，因此让我们来看一个案例，案例中的系统添加了第二块显卡，在该系统中，CPU 在处理其任务上仅略微比 GPU 强一点点:

 

在我们的系统中采用第二块显卡产生了大约 15% 以上的性能提升，然而我们的 GPU 出现了之前没有过的停工时间。 更重要的是，我们的 CPU 现在不断在忙于准备全新的帧画面，在 CPU 能够为 GPU 提供另一幅帧信息的很久以前，每颗 GPU 均完成了帧渲染，我们又回到了受 CPU 限制的情形。 如果我们想要看到第二块显卡的处理能力被更好地利用，这意味着我们需要进行一些调整。

在这幅插图的情况中: 对于双路 SLI 系统来说，目的是在与单 GPU 渲染相比之下，让我们的 CPU 最多仅用一半的时间便完成某一帧的预渲染。 任何一个零部件都不一定要限制另一个，我们将看到第二颗 GPU 所带来的全部好处。 然而如果你想要随后添加一颗或两颗 GPU，我们就必须大幅裁剪 CPU 的时间或增加 GPU 渲染时间。 与单 GPU 配置相比，对于三路和四路 SLI 配置来说，CPU 应该最多要 (分别) 花费三分之一或四分之一的时间。

无论我们想要试图管理多少颗 GPU，结论都将是，这并不一定是一个很差的情形。 GPU 停工时间意味着我们以更低的帧速率代价或者也许根本不用任何代价便能够提升游戏画质，如果我们要不断提出这一理念，那么我们便能够强迫 GPU 成为系统瓶颈，进一步提高 GPU 扩展能力。

我们可以尝试对 CPU 进行超频以便试图减少 GPU 闲置时间，然而这种方法最多只在某种程度上有好处，它不一定是每个人的首选。 一些简单得多的选项包括提高游戏分辨率 (例如在多台显示器上玩游戏)、提升图形设置或启用新设置 (环境光遮蔽、抗锯齿、景深、绘图距离、视野、高动态范围、光照特效、运动模糊、PhysX、反射、阴影质量、曲面细分以及纹理质量等等) 或升级至 3D Vision。 所有这些选项不仅会让我们的游戏视觉效果更好，而且会增加 GPU 的渲染时间，这可以演变为更好的扩展表现。

除了开始使用 SLI 和开始微调我们的系统以获得最佳性能和画质以外，也没什么可说的了。 我们将从设置和启用 SLI 开始讲起，最后大家会了解到，NVIDIA Control Panel 中的哪些设置会在我们的游戏中带来大不同。

 

桥接器的安装

在显卡安装到主板上并接好电源之后，我们强烈鼓励用户同时安装 SLI 桥接器 (所有支持 SLI 技术的主板都具备)。双路 SLI 配置需要使用一个双插头式桥接器，而六插头式桥接器是用于三路 SLI 系统的。 超高端主板可能会额外提供一个八插头式桥接器，它用于以四块独立显卡组成四路 SLI 配置 (与使用两块 GTX 690 这样的双 GPU 显卡组成四路 SLI 相对)。双路桥接器并不存在技术上「正确」的朝向问题，如果 SLI 配置中的两块显卡有两个金手指端口 (表示支持三路 SLI)，那么桥接器就不需要安装到特定的显卡上，也可以使用两个单独的双路桥接器，但是这纯粹属于美学问题了，因为并不会实现性能提升。 虽然在大多数 GPU 上，并没有明确要求使用桥接器来启用双路 SLI，但是它能够为 GPU 之间交换数据提供专门的通信路径。 当没有这一链路时，PCIe 总线就会成为通信途径，这会降低性能。 由于共享的数据量非常大，因此三路和四路 SLI 配置必须使用桥接器。

 

激活

应该首先指出哪些操作系统支持哪些类型的 SLI。 所有 32 位和 64 位的 Windows Vista、Windows 7、Windows 8 以及 Linux 均支持双路 SLI。 所有 32 位和 64 位的 Windows Vista、Windows 7 以及 Windows 8 均支持三路和四路 SLI。 如果你要使用多台显示器，敬请点此查看要求和连接图。

当操作系统检测到你安装了新显卡时，NVIDIA GeForce 图形驱动程序就会检查它们的 SLI 兼容性。 如果通过了检查，那么 NVIDIA Control Panel 就会通过新增或更新一个名为「Configure SLI, Surround, Physx」的新的 3D Settings 树状部分，来反映出这一点。点击该链接即可打开配置面板，其中会包含多个单选按钮 (如果你没有使用一台以上的显示器，那么某些按钮可能是灰色的)。如下图所示，你需要的只是选择「Maximize 3D Performance」选项并点击 NVIDIA Control Panel 右下角的「Apply」即可。 当图形驱动程序为 SLI 而重新配置自身和 GPU 时，你的屏幕会变黑并闪烁，可能会闪烁若干次。 一旦回到桌面状态，在接下来的几秒内，系统就会问你想要保存设置还是恢复原状。如果你在规定时间之前不选择某一选项的话，安全起见，驱动程序就会恢复至非 SLI 状态，以防你的显示器在这一过程结束时无法恢复。

 

SLI Visual Indicators

了解 SLI 扩展效果如何并不一定要确切地了解一颗 GPU 提供了每秒多少帧的帧速率。 NVIDIA Control Panel 包含了一款专门用于测量 SLI 扩展效果的工具: Visual Indicators。 在启用 SLI 的情况下，只要点击「3D Settings」树中的任意链接即可，在顶端也会有一个叫做「3D Settings」的菜单。还会有一个「Show SLI Visual Indicators」的选项，点击它就能够启用 Visual Indicators。 如果旁边有一个对勾的话，就表示它已经启用。 如果没有对勾，表示它已经关闭。 两个白色的竖条将出现在屏幕的左侧，中间会有一个绿色方框。 随着 SLI 扩展效果的提升，该方框会增大，因此方框越高，表示 GPU 扩展效果越好。而方框越短，则表示性能提升越有限。

 

配置

剩下的就是逐一详解我们一直谈论的这些应用配置文件。 在 NVIDIA Control Panel 的「Manage 3D Settings」标签页中，我们有一个选项，可以在全局配置文件和某一应用程序配置文件之间进行选择。 全局配置文件会影响 GPU 的默认渲染效果。 除非某一应用程序配置文件已经更改以使用特定的设置，否则就应用这一全局设置 (以下情形除外: 如果我们在全局配置文件中使用 16x AF，那么所有游戏都将以 16x AF 设置运行)。应用程序配置文件可以控制针对特定游戏或应用程序的视觉设置，这些设置可令全局设置失效，从而允许更精细的控制水平，以便让该应用程序实现最佳性能与画质。 为了破译大量的选项，让我们首先将视觉设置与功能性设置分开。 视觉设置能够产生可观察到的差异，让游戏中的对象或表面看起来有所不同。而功能性设置会改变 GPU 的行为方式。

 

视觉设置

 

• 环境光遮蔽: 通常写作 AO，它是一种着色技术，近似某一对象上或周围边缘造成的阴影，例如一名骑士的铠甲或桌子上的一个马克杯。 结果是阴影效果更佳逼真了，虽然产生这种特效会让 GPU 工作起来明显难度更高。 对环境光遮蔽提供原生支持的应用程序也许还支持驱动程序级环境光遮蔽，但是一定要小心，一次只能启用一项，应为两种 AO 均会彼此重叠，造成消耗额外的性能，也许还会产生伪影。 想要了解更多信息? 敬请参阅 GeForce.cn 网站上的环境光遮蔽指南。

 



 

• 各向异性过滤 (AF): 当你的 GPU 在一个对象周围包裹纹理时，其表面几乎永远都不会表现得非常平。 相反，任何特定表面都可能会处于一定的角度，有时角度相当明显，这意味着，一端大于另一端。 对于这一对象来说，仅使用一个纹理就变得不够了，即便它的分辨率极高也是如此。因为角度更陡的表面不会得到足够的细节因此会呈现出模糊状。 为此，我们依赖于 Mipmaps，它是某一纹理的预先渲染、差异化伸展的版本，可根据某一对象表面的角度和距离而使用。 各向异性过滤能够调整这些 Mipmaps 的使用量，更高的水平会逐渐锐化远处的纹理或哪些角度更锐利的纹理。 一般这对现代硬件的性能只有一点点影响。

 



 

• 抗锯齿 - FXAA: 我们在下面进行了详细的解释，抗锯齿过去可令对象的边缘变得光滑，其做法是通过在光栅化之前在单一像素之内非常精确的点上进行多种色彩和深度采样，来实现这一功能。 FXAA 是 NVIDIA 全新的抗锯齿方式，它拥有许多独一无二的优势: 游戏可以很容易地支持 FXAA，与标准的多重采样抗锯齿相比，FXAA 可大幅提升性能、大大降低显存占用率，可令边缘变得光滑并使纹理变得透明，还能让几乎任意角度的边缘都变得光滑。 通过 NVIDIA Control Panel 来启用这一功能会令文本看起来模糊，因此我们建议在全局配置文件中关闭该选项，要么在单独的应用程序配置文件上启用它，要么通过应用程序本身启用它。

 



 

• 抗锯齿 - 伽玛矫正 (Gamma Correction): 当对某一对象的边缘进行抗锯齿处理时，色彩采样组合不会始终在显示器上呈现得很完美，因此有时候抗锯齿会在边缘周围产生异常上色的「光环」。 这项设置通过改变色彩组合的方式，可减少这种情形，同时不消耗额外的性能。 仅影响 OpenGL 应用程序。

 

• 抗锯齿 - 模式: 这让用户能够确定是否由应用程序来决定所使用的抗锯齿类型 (由应用程序控制)，如果驱动程序强制使用应用程序配置文件中的设置 (超驰)，如果驱动程序除了游戏中的抗锯齿以外还应用了抗锯齿 (增强) 的话，或者如果完全禁用了抗锯齿 (关闭) 的话，超驰/增强抗锯齿可能会要求应用程序至少已经使用了 2x MSAA。 增强游戏的抗锯齿模式会提升画质，这是通过应用额外的采样来实现的，这会造成更高的性能代价。

 

• 抗锯齿 - 设置: 一台显示器中只有这么多像素，细节水平有限。 虽然对我们来说，这样呈现清晰的文本和锐利的线条是件好事，但是当我们尝试以某个不完全垂直或水平的角度观察线条或边缘时，这就会成为问题，因为抗锯齿的处理必须从一列或一行像素到下一列或下一行。 这样便形成了尖锐而有锯齿的外观，这非常容易令人分心，在边缘变得更加复杂时尤为如此。 这就是传说中的「锯齿」。正如大家所想的一样，抗锯齿是一种减少这种锯齿边缘的方法。 这是通过下列做法来实现的: 在每个像素内采集多个数据点，然后将其合成在一起，让两个对象之间的过渡显得更加平滑而自然。 随着设置的使用，对性能与画质的影响会增大。 点击此处即可看到不同模式的视觉效果对比。

 



 

• 抗锯齿 - 透明度: 虽然抗锯齿在实际对象上效果非常好，但是它无法对具有透明度的纹理边缘进行色彩采样，例如钢丝网围栏或树上的叶子。 透明度多重采样虽然使用起来的性能代价比任何一种超级采样模式都小，但是只在 DirectX 9 应用程序中发挥作用，而且不会大幅提升图像质量。

 



 

• 纹理过滤 - 各向异性采样优化: 当未使用「High Quality」纹理过滤 (参见下方) 时，你可以在各向异性过滤中选择牺牲少量的图像质量以换取性能。 这通常不会对视觉效果有任何影响，但是当你在游戏中移动时如果纹理看起来就像在「蠕动」的话，那么尝试一下关闭这一选项。

 

• 纹理过滤 - 负细节水平偏好 (Negative LOD Bias): 细节水平偏好或称 LOD bias 是一个数字，当在某一表面上绘制纹理时，GPU 用它来确定使用哪些 Mipmaps。 某些游戏会尝试使用负细节水平偏好来锐化纹理 (因为这会要求使用更大的 Mipmaps)，但是这也会导致纹理蠕动或闪烁。 将其设置为「Allow」会允许使用负细节水平偏好。 将其设置为「Clamp」将防止细节水平偏好降为负数。 仅影响 OpenGL 应用程序。

 

• 纹理过滤 - 质量: 该选项可控制对纹理应用多少优化，你可以从四个级别中进行选择: High Quality、Quality、Performance 以及 High Performance。 High Quality 无论如何都不会对纹理应用优化，而 Quality 则仅使用那些不影响纹理外观的优化。 Performance 和 High Performance 都会应用更强的优化，以图像质量为代价换取更好的性能。

 

功能性设置

 

• CUDA - GPU: 如果你想要的话，可以专门指定哪一颗 CUDA GPU 可用于计算用途 (包括 PhysX)。

 

• 最大预渲染帧数: CPU 至少必须始终比 GPU 早一步，这样它才有时间准备每一帧，然而当有足够的时间时，CPU 在 GPU 之前最多可以准备 8 帧 (通过 NVIDIA Control Panel 最多可选 4 帧)。设置到如此高的水平可以在低帧速率时令性能变得流畅，然而会导致鼠标键盘动作有所延迟。 较低的值 (默认为 3) 意味着 CPU 会提前绘制越来越少的帧，这会降低输入延迟。 仅对非 SLI 配置有效。

 

• 多显示器/混搭 GPU 加速: 这项设置的目的是为了确保单显示器或多显示器配置的兼容性。 当使用单显示器时，除非看到了严重的视觉伪影(与 GPU 超频或过热无关)，否则该选项应设置为「Single Display Performance Mode」。出现上述情况时，应选择「Compatibility Performance Mode」。 如果使用一台以上的显示器，那么该选项应设置为「Multiple monitor Performance Mode」。如果你在多显示器配置上注意到了伪影，那么可以选择兼容模式来纠正这一情形。

 

• 功率管理模式: 现代 GPU 的设计目的是以多种「功率状态」中的一种进行工作，这些功率状态就是预先确定好的多种时钟频率，它们旨在与 GPU 所执行的工作量相关联。 如果 GPU 的利用率不高，那么就会选择低功率状态，GPU 将慢下来以消耗更低的功率和产生更少的热量。 当 GPU 开始尽力工作时，最高性能状态便可以激活，这会应用更高的时钟频率以产生更好的性能。 通过按照所做的工作量来调整 GPU 的性能，我们的系统可以更高效地管理资源。 这就是「自适应」功率管理模式的工作方式，虽然这一过程一般觉察不到，但是性能发烧友可能更喜欢让自己的 GPU 始终处于高性能状态。 如果那样的话，应该有「Prefer Maximum Performance」设置，当应用程序运行时，该选项可以将 GPU 锁定在其最高功率状态。 当在全局配置文件中更改这一设置时，该设置对台式机闲置速度和温度并无影响。

 

• SLI 性能模式: 这项设置可控制全局或特定程序使用的 SLI 渲染模式。 双路 SLI 配置将能够用到单 GPU、交替帧渲染 1 以及交替帧渲染 2 模式。 除了双路模式以外，三路和四路 SLI 配置将能够用到三路和四路交替帧渲染 (AFR) 模式。 在诸多游戏与应用中，渲染模式被 NVIDIA Control Panel 中无法直接用到的选项设置为预配置和优化的设置。 如果已针对某一款游戏而对这项设置进行更改的话，那么按恢复按钮则可以回到 NVIDIA 的自定义模式。

 

• 线程优化: 该驱动程序可以让多线程 3D 应用程序利用第二颗物理处理器，以便获得更好的性能和工作负荷均衡度。 我们推荐使用「Auto」选项，以实现最佳的兼容性，不论程序新旧。如果出现问题，那么可能需要关闭该选项。

 

• 三重缓冲: 许多显卡利用一种叫做双重缓冲的技术来渲染帧画面。 GPU 可将屏幕上当前显示的帧存储到其「前置缓冲区」中，而当前正在渲染的帧则呆在「后置缓冲区」内。当 GPU 在后置缓冲区完成渲染帧画面时，前置缓冲区就会清空，而后置缓冲区中的内容就会拷贝到前置缓冲区内，准备好了要在显示器上显示出来。 这一过程中可能会出现的问题是由于垂直同步的工作情况 (下面进行了描述) 造成的。当 GPU 在前置缓冲区中有一帧，而且已经完成了后置缓冲区中的帧渲染时，它必须在后置缓冲区能够拷贝到前置缓冲区之前等待显示器刷新和准备好展示新一帧。 在这个时候，GPU 什么工作都没有做。 三重缓冲可强迫显卡创建第三个缓冲区，即「中间缓冲区」，以用作第二个后置缓冲区。 在等待显示器刷新时，GPU 现在能够持续工作，因为它能够在后置缓冲区中完成该帧的渲染，然后在中间缓冲区内立即开始处理下一帧。 在较低的帧速率下，这会带来略高一点的输入延迟。 这只能与垂直同步一起使用。

 

• 垂直同步: 垂直同步是限制 GPU 每秒生成帧数量的行为，通常设为显示器的刷新率。 例如，一台刷新率为 60 Hz 的显示器意味着，你最高可以实现 60 FPS。 这样有好处，可以消除「撕裂效果」或不完整的帧的明显重叠，虽然会有可能会影响流畅度。 垂直同步可强制打开或关闭，凭借 Release 300 驱动程序，垂直同步可设为自适应。 自适应垂直同步可动态地开关同步，在帧速率与显示器刷新率相同时打开它以避免撕裂效果，当帧速率低于刷新率时关闭它以避免卡壳。 对于那些帧速率约为显示器刷新率一半的应用程序来说 (例如在一台 60 Hz 的显示器上帧速率为 25-35 FPS) ，自适应垂直同步还可以设置为在刷新率达到一半时即开始工作，以便在处理起来更吃力的情况下提供更流畅的游戏体验。