Nvidias Hybrid-SLI spart Strom

Nachdem Multi-GPU seit der PCIe-Version der GeForce 6800 Ultra wieder Einzug in den Desktop-PC-Markt gefunden hat und mittlerweile auch als größtenteils ausgereift bezeichnet werden kann, erfreut sich vor allem Nvidias SLI-Technologie immer größerer Beliebtheit.

Die dafür benötigten Mainboards werden nicht nur immer zahlreicher, die Preise gehen ebenfalls stark nach unten. Kein Wunder, dass Nvidia der Multi-GPU-Technologie dementsprechend immer mehr Aufmerksamkeit widmet. Allerdings wird auch immer mehr ein großer Schwachpunkt deutlich: Der Stromverbrauch der Grafikkarten steigt unaufhaltsam an und liegt mittlerweile selbst im einfach darzustellenden Windows-Desktop höher als es noch vor einigen Jahren unter Last üblich war. Falls man nun ein SLI- oder gar 3-Way-SLI-System aufgebaut hat, liegt die Leistungsaufnahme noch einiges über der einer Einzelkarte – obwohl der Rechenaufwand nicht größer geworden ist. Nvidia möchte dem entgegenwirken und präsentiert am heutigen Tag „Hybrid-SLI“. Dass die Kalifornier an solch einer Technologie arbeiten, ist bereits seit längerer Zeit bekannt. Wie genau Hybrid-SLI funktionieren soll, konnte man bis jetzt aber nur erahnen. Soviel schon mal vorweg, derzeit wird noch keiner Hybrid-SLI benutzen können, denn dazu ist eine angepasste Hardware notwendig.

Hybrid-SLI besteht aus zwei verschiedenen Modi: „Hybrid Power“ und „GeForce Boost“. Während ersteres die Leistungsaufnahme senken soll, ist letzteres für eine Leistungssteigerung zuständig. Beide Varianten funktionieren nur, wenn ein Nvidia-Mainboard mit einer integrierten Grafikeinheit (GeForce 8200) vorhanden ist. Dabei muss es sich um ein „nForce 730a“-, „nForce 750a“, „nForce 780a“- oder ein µATX–Mainboard mit einer integrierten GeForce-8200-Grafikeinheit handeln. Für GeForce Boost gilt dabei die Voraussetzung, dass als diskrete Grafikkarte eine GeForce 8400 GS oder eine GeForce 8500 GT eingesetzt wird. Schnellere Grafikkarte können GeForce Boost nicht nutzen – später dazu mehr. Für Hybrid Power ist nicht nur ein neues Mainboard aus der nForce-700a-Serie Voraussetzung, darüber hinaus muss die Grafikkarte mit der neuen SLI-Technologie umgehen können. Derzeit kann dies aber kein einziger auf dem Markt erhältlicher 3D-Beschleuniger, erst eine noch nicht vorgestellte Next-Gen-GPU wird hier Abhilfe schaffen. Intel-Mainboards, die mit Hybrid-SLI kompatibel sind, folgen erst im zweiten Quartal dieses Jahres.

Hybrid Power integriert sich in die Energieoptionen von Windows Vista und ist auch ausschließlich unter Microsofts neuestem Betriebssystem funktionsfähig. Wie schon erwähnt, soll Hybrid Power den Stromverbrauch senken, indem die diskrete Grafikkarte vollständig abgeschaltet wird. Es ist für Hybrid Power unwichtig, ob nur eine einzelne Grafikkarte, zwei oder gar derer drei eingebaut sind. Diese kann Hybrid Power komplett deaktivieren. Es ist aber nicht möglich, bei einem SLI-System nur eine einzelne Grafikkarte abzuschalten oder einzelne Chipteile, die nicht genutzt werden. Dies wird aber eventuell in Zukunft möglich sein. Derzeit muss man Hybrid Power noch manuell mit einem Softwaretool de- oder aktivieren, später soll der Treiber von selbst entscheiden können, ob die diskrete Grafikkarte abgeschaltet werden kann. Nvidia präsentierte die Funktionalität von Hybrid Power mit Hilfe einer modifizierten GeForce 8800 GT. Die Leistungsaufnahme des Rechners ging von 122 Watt auf 80 Watt zurück. Je nach Grafikkarte fällt diese Differenz logischerweise unterschiedlich aus.

Auf einem nForce-700-Mainboard sind die PCIe(-2.0)-Slots über einen weiteren PCIe-2.0-Link mit der Northbridge verbunden. Ebenso gibt es einen so genannten „SMBUS“, der bei Hybrid-SLI eine entscheidende Rolle spielt. Denn durch diesen kann die Northbridge die diskrete Grafikkarte abschalten und falls nötig wieder reaktivieren, wenn Hybrid Power aktiv ist. Wenn Hybrid Power die Grafikkarte abschaltet, kopiert diese den Inhalt des eigenen Framebuffers in den der integrierten Grafikeinheit. Dieser wird bei der GeForce 8200 durch den Systemspeicher verkörpert. Dabei kann man im BIOS eines nForce-700a-Mainboards einstellen, wie groß dieser sein soll. Je mehr Freiraum man dem Onboard-Chip lässt, desto mehr Speicher steht der GeForce 8200 zur Verfügung, aber umso kleiner wird der Systemspeicher. Für Hybrid Power ist es nicht nötig, dass der Framebuffer der Grafikkarte identisch groß mit dem der GeForce 8200 ist.

GeForce Boost, die Alternative zu Hybrid Power, ist nichts anderes als das gleichzeitige Rendern der integrierten Grafikeinheit und der diskreten Grafikkarte im SLI-Modus. Dies ist aber zum Beispiel nicht mit einer GeForce 8800 Ultra möglich, sondern einzig mit einer GeForce 8400 GS und einer GeForce 8500 GT. Der Grund dafür liegt im AFR-Modus (Alternate Frame Rendering) begründet. AFR bedeutet, dass jede Grafikkarte an einem eigenen Frame rendert. Würde man nun die integrierte Grafikkarte mit einer GeForce 8800 Ultra im SLI-Modus arbeiten lassen, müsste letztere dermaßen lange auf die GeForce 8200 warten (da nur Befehle für eine gewisse Anzahl an Frames im Voraus angenommen werden können), dass eine sehr große Latenz entstehen würde, die das System eventuell gar noch langsamer als mit nur einer GeForce 8800 Ultra machen könnte.

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Deswegen muss das Leistungsniveau der diskreten Grafikkarte in etwa auf dem Niveau der GeForce 8200 liegen, was nur mit einer GeForce 8400 GS und GeForce 8500 GT gewährleistet ist. Während sich Hybrid Power also vor allem an Enthusiasten mit leistungsstarken und stromfressenden Grafikkarten wendet, ist GeForce Boost eher für die Einsteigerklasse gedacht. Für Notebooks sind beide Features gleichermaßen wichtig, wobei natürlich zuerst kompatible diskrete Grafikkarten erscheinen müssen.

Auf sämtlichen Hybrid-SLI-kompatiblen Mainboards wird ein digitaler (DVI oder HDMI) sowie ein analoger (D-Sub) Videoausgang verbaut. Um Hybrid Power nutzen zu können, muss man den Bildschirm an diese Ausgänge anschließen. Die Grafikkarte schickt die Rechenergebnisse der Grafikkarte an die integrierte Grafikeinheit, die wiederum das endgültige Bild auf dem Monitor wiedergibt. Falls die diskrete Grafikkarte abgeschaltet ist, übernimmt die Onboard-Grafik (GeForce 8200) sämtliche Berechnungen. Für GeForce Boost ist es dagegen gleichgültig, ob der Monitor an die Grafikkarte oder an den Onboard-Chip angeschlossen ist. Falls man mehr als einen Bildschirm betreibt, muss man sich entscheiden, welche Ausgänge man benutzen möchte – gleichzeitig die integrierte Grafikeinheit und die diskrete Grafikkarte kann man nicht verwenden. Falls man Hybrid-SLI abschaltet, kann man dagegen an jedem Ausgang einen Bildschirm getrennt ansteuern.