Multi-GPU in Spielen: Auch 2 × 16 PCIe-Lanes und NVLink retten SLI nicht

tl;dr: CrossFire und SLI konnten im letzten Test auf ComputerBase nicht überzeugen. Allerdings waren beide GPUs nur mit je 8 PCIe-Lanes angebunden, was von Lesern kritisiert wurde. Mit bis zu zwei Mal 16 PCIe-Lanes und erstmals über NVLink testet ComputerBase SLI deshalb erneut. Am Fazit ändert sich aber nichts.

SLI mit 2 × Nvidia Titan RTX

Der letzte Multi-GPU-in-Spielen-Test vor etwas mehr als einem halben Jahr hat gezeigt, dass AMD CrossFire und Nvidia SLI in Spielen heutzutage keine Empfehlung mehr wert sind. Denn egal ob AMD oder Nvidia, CrossFire oder SLI, das Spielerlebnis ist mit zwei Grafikkarten fast immer schlechter als mit nur einer – und bei dieser Betachtung wird schon ignoriert, dass die meisten auch nur halbwegs aktuellen Spielen überhaupt kein Multi-GPU mehr unterstützen.

Eine technische Eigenschaft kann den beiden Techniken aber noch zur Hilfe eilen: Die Redaktion hatte die Tests damals auf einer gewöhnlichen Consumer-Plattform durchgeführt, sodass beiden Grafikkarten nur je 8 anstatt der vollen 16 PCIe-Lanes zur Verfügung gestanden haben. Das wurde von Lesern kritisiert. Und mittlerweile hat sich auch die Technik weiterentwickelt: Mit Turing kann SLI inzwischen auf NVLink als Verbindung zwischen den beiden GPUs zugreifen. Die Bandbreite ist bei SLI mit einer Turing-Grafikkarte daher um bis zu zehnmal so hoch wie mit der alten High-Bandwith-Brücke (SLI-HB).

Grafikkarte	SLI über	Bandbreite je Richtung
GeForce RTX 2080 Ti / Titan RTX	NVLink	50 GB/s
GeForce RTX 2080	NVLink	25 GB/s
GeForce RTX 2070	-	-
GeForce RTX 2060	-	-
GeForce GTX 1080 Ti	SLI-HB	< 5 GB/s
GeForce GTX 1080	SLI-HB	< 5 GB/s
GeForce GTX 1070	SLI-HB	< 5 GB/s

2 × 16 Lanes vs. 2 × 8 Lanes für SLI

ComputerBase hat sich für einen weiteren Test daher erneut den bereits zuvor genutzten Mifcom-Rechner mit zwei Titan-RTX-Grafikkarten geschnappt, der auf ein X299-Mainboard und damit auf Intels Skylake-X-Plattform setzt. Durch den verbauten Core i9-9900X werden beide Grafikkarten mit je 16 PCIe-Lanes angesteuert. Das System muss sich dann gegen einen gewöhnlichen Kaby-Lake-Rechner beweisen, der nur je 8 Lanes bietet. Eine Erkenntnis: Die vollen 16 Lanes je Grafikkarte und NVLink helfen SLI tatsächlich. Am Fazit zu SLI (und CrossFire) ändert das aber nichts.

Zwei verschiedene Testsysteme für x8 und x16

Es gilt zu bedenken, dass für die beiden Konfigurationen zwei verschiedene Systeme eingesetzt werden: Ein Intel Core i7-8700K mit sechs Kernen, Z370-Mainboard und 32 Gigabyte Speicher auf der einen und ein Intel Core i9-9900X mit zehn Kernen, X299-Mainboard und 64 Gigabyte Speicher auf der anderen Seite. Nur so ist der gewünschte Effekt vom Wechsel von zwei Mal 8 PCI-Lanes beim ersten System auf zwei Mal 16 PCIe-Lanes beim zweiten zu erzielen.

Sämtliche Komponenten laufen mit den Werkseinstellungen. Das hat zur Folge, dass das Skylake-X-System zwar deutlich mehr CPU-Kerne und damit bei einigen Programmen eine viel höhere Prozessorleistung als der Kaby-Lake-Rechner hat, in Spielen aber leicht von Nachteil ist.

Hohe Auflösungen für hohe Grafiklast

Um das auszugleichen, werden sämtliche Spiele in den Auflösungen 3.840 × 2.160 sowie 5.120 × 2.880, erzielt durch Downsampling (DSR), getestet. Daher spielt die unterschiedliche Rechnerkonfiguration in den Tests kaum noch eine Rolle. Für die höchste Spiele-Performance kommt es damit fast nur noch auf die eingesetzten Grafikkarten, die mit zwei Nvidia Titan RTX identisch sind, und die PCIe-Lanes an.

Als Grafikkarten-Treiber ist der GeForce 417.71 installiert. Bei den Spielen wird auf Call of Duty: Black Ops IV, Far Cry 5, Kingdom Come: Deliverance, Mittelerde: Schatten des Krieges, Shadow of the Tomb Raider (DirectX 12) und Star Wars Battlefront II zurückgegriffen. In allen sechs Titeln funktioniert SLI, da ansonsten die Vorteile der doppelten PCIe-Lanes nicht gezeigt werden könnten. Die Details sind maximiert, einzig in Kingdom Come: Deliverance wird auf das Hoch-Preset zurückgeschaltet.

Benchmarks in 3.840 × 2.160 und 5.120 × 2.880

Die erste Erkenntnis beim Blick auf das Rating ist: Im Durchschnitt über alle getesteten Spiele liefert das Testsystem mit zwei Mal 16 PCIe-Lanes in Ultra-HD-Auflösung 3 Prozent weniger FPS als das System mit zwei Mal 8 PCIe-Lanes. Die zwei schwächeren Verbindungen limitieren in der Auflösung also nicht genug, um die geringere Spieleleistung der CPU des X299-Systems zu kompensieren.

Bei den Frametimes sieht es nicht anders aus. Die doppelten PCIe-Lanes bringen zumindest im Durchschnitt nichts und liegen um 4 Prozent hinter dem x8-System zurück. Davon unabhängig ist ein Vorteil bei den Frametimes durch SLI nicht erkennbar: Eine einzelne Titan RTX schneidet in der Messreihe minimal besser ab.

Die Ergebnisse mit SLI schwanken massiv

Ein Blick auf die einzelnen Titel zeigt, wie unterschiedlich das Resultat mit SLI ausfallen kann. Es gibt durchaus Titel, in denen SLI ordentlich funktioniert. So steigert sich die Framerate in Mittelerde: Schatten des Krieges um 55 Prozent durch den Einsatz einer zweiten Titan RTX und die Frametimes klettern immerhin noch um 32 Prozent. Ganz anders dagegen Kingdom Come: Deliverance: Die FPS steigen nur um 24 Prozent und die Frametimes fallen sogar rund 35 Prozent schlechter als mit einer einzelnen Grafikkarte aus.

Mit Call of Duty: Black Ops IV sowie Shadow of the Tomb Raider zeigen sich zudem zwei Spiele, bei denen das System mit zweifach über 16 PCIe-Lanes angebundenen Titan RTX Vorteile hat. Diese betragen in Black Ops IV 11 beziehungsweise 6 Prozent und in SotTR 3 beziehungsweise hohe 25 Prozent.

Noch mehr GPU-Last verbessert die Performance

In 5.120 × 2.880 kann sich das SLI-System etwas besser absetzen. Zwei Titan RTX liefern dann im Durchschnitt 47 Prozent mehr Bilder in der Sekunde, was durchaus ein gutes Ergebnis ist. Es fällt bei x8- und x16-Anbindung gleich aus, letztere konnte also aufholen. Das System mit zwei Mal 16 PCIe-Lanes ist bei den Frametimes im Schnitt jetzt um 12 Prozent besser als mit einer einzelnen Grafikkarte. Das System mit zwei Mal 8 PCIe-Lanes erreicht dagegen genau das Niveau einer einzelnen Grafikkarte.

Frametimes mit großen Problemen

Die angegebenen „99th Percentile“ zeigen das eigentliche Problem außer im Fall von Kingdom Come: Deliverance aber noch nicht auf. Denn auch wenn die Frametimes bei der Turing-Generation mit NVLink tatsächlich besser ausfallen als beim Pascal-Vorgänger mit den klassischen SLI-Brücken, bleiben sie schlecht. Das fällt beim genauen Betrachten des Verlaufs noch viel mehr auf als in den Liniendiagrammen.

Eine absolute Katastrophe bleiben die Frametimes unabhängig vom SLI-System in Kingdom Come: Deliverance. Auch die einer einzelnen Grafikkarte sind nicht perfekt, mit zwei Titan RTX ist der Titel so aber schlicht nicht spielbar. Mit nur zwei x8-Lanes sind die Ausreißer sehr groß, doch auch bei zwei Mal 16 PCIe-Lanes gibt es arge Probleme. Am besten schneiden die zwei Grafikkarten in Call of Duty: Black Ops IV ab. Zwar zeigt das x8-System einen großen und gut spürbaren Hänger, mit zwei x16-Lanes gibt es diesen aber nicht. Black Ops IV läuft damit durchaus ordentlich.

Alle anderen Spiele liegen dann irgendwo zwischen den beiden Extremfällen. Allerdings haben alle drei Titel gemein, dass die Frametimes schlechter als mit einer einzelnen Titan RTX sind. Es zeigen sich in jedem Spiel große Ausreißer, die auch immer spürbar sind. Das hat zur Folge, dass sich ein Spiel auf zwei Grafikkarten womöglich die meiste Zeit besser als mit einer anfühlt, dann aber plötzlich das Bild stockt.

Darüber hinaus zeigen die Diagramme, dass in den meisten Fällen SLI mit zwei Mal 16 PCIe-Lanes etwas bessere Frametimes als mit zwei mal 8 PCIe-Lanes bietet. Das gilt aber nicht immer, denn es gibt auch Titel, bei denen die Ergebnisse andersherum ausfallen. Daher ist zum Beispiel ein Skylake-X-System mit mehr Lanes für SLI (und CrossFire) nicht immer besser als ein schnelleres Kaby-Lake-System mit nur zwei Mal acht Lanes.

Fazit

„Man muss es so knallhart sagen: Sowohl CrossFire als auch SLI hinterlassen in modernen Spielen einen schlicht katastrophalen Eindruck“, lautete das Fazit im letzten Multi-GPU-in-Spielen-Test im Jahr 2018. Zu wenig Spiele boten die entsprechende Unterstützung und die, die damit umgehen konnten, zeigten nur selten ein zufriedenstellendes Resultat.

Damals wurden allerdings noch ältere Pascal-Grafikkarten mit klassischen SLI-Brücken in zwei jeweils mit nur acht PCIe-Lanes angebundene PCIe-Slots genutzt, was von der Community durchaus kritisiert wurde. ComputerBase hat den Test deshalb mit der Turing-Architektur, die erstmals bei GeForce auf NVLink als Verbindung zwischen zwei GPUs setzt, wiederholt. Und auch der Unterschied zwischen 2 × 8 und 2 × 16 PCIe-Lanes wurde noch einmal unter die Lupe genommen. Am Fazit ändert das aber nichts.

Zwar läuft SLI auf Turing ein wenig besser als SLI auf Pascal, was in erster Linie an der höheren Bandbreite über den NVLink liegt, und die doppelten PCIe-Lanes pro GPU bringen in manchen Spielen auch nochmal einen kleinen Schub. Das ändert aber nichts daran, dass die meisten neuen Spiele – und das gilt auch für Triple-A-Titel – Multi-GPU überhaupt nicht mehr unterstützen. Und bei den Titeln, die damit umgehen können, zeigen sich oft sehr schlechte Frametimes. So bleibt das Spielgefühl schlechter als mit einer einzelnen Grafikkarte.

Multi-GPU: In der Regel gibt es Probleme

Von zehn Spielen, die CrossFire und SLI überhaupt noch unterstützen, laufen vielleicht zwei ganz ok. Die anderen Titel zeigen kleine bis sehr große Probleme. Auch Enthusiasten sollten von SLI oder CrossFire deshalb weiterhin Abstand halten. Man muss schon sehr genau wissen, in welchen Spielen oder Benchmarks die Technik noch von Vorteil ist, um die Anschaffung einer zweiten Grafikkarte über diese Titel dann auch noch rechtfertigen zu können.

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