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AMD CrossFire

由AMD开发的双显卡连接技术

CrossFire是AMD/ATI产品所采用的一种多重GPU协同运算技术，中文又称交火，以两张单GPU显卡或双GPU显卡链接的方式，让两颗GPU在一台电脑上协同运算，增加性能，与NVIDIA的SLI技术竞争。CrossFire技术于2005年6月1日，在Computex Taipei 2005正式发布，比SLI迟一年。至首度公开之今，CrossFire经过了数次修订。开始的时候，需要主副卡的配合。之后，开始开放使用软件交火模式。硬件交火方面，亦参考NVIDIA的做法，使用接线将两张显卡连接起来。在2008年时，高端的显卡，例如3870 X2显卡已集成了两颗显示核心。当中，两颗核心的沟通其实是使用了CrossFire技术。

在CrossFire推出的时候，用户要使用此技术，主板亦必需支持CrossFire，以及需要两张AMD PCI Express接口的显卡，要相同等级，并有可能需要购买主卡。例如：如果用家有一片Radoen X850XT PE显卡，必须额外购买一片Radeon X850 CrossFire Edition，才能达成CrossFire。但对X1600来说，只需购买两张一模一样的卡，即可达成CrossFire，因为采用了软件交火技术。由于以往ATi的显卡没有像NVIDIA般预留协同运算，所以在第一代CrossFire，ATi采用Composting Engine和DMS Cable，来仿效NVIDIA的MIO接口。

CrossFire各模式

CrossFire可以下列四种形式执行。

Alternate Frame Rendering
  • 把Frame以单双数分给不同的GPU处理，例如VGA 1负责（1,3,5,7,9），而VGA 2负责（2,4,6,8,10）。
Scissor (SplitFrame Rendering)
  • 将画面分为上下半部，并各自由一颗GPU运算，然后再组合成同一个图面。
SuperTiling
  • 把画面分割成很多小格，让两颗绘图核心梅花间竹地处理小格内的资料。这个方法性能最佳，但此模式只能支持于Direct 3D，不支持OpenGL。
CrossFire Super AA
  • 这模式能增加画面质量，让两个绘图核心同时执行AA运算，然后把结果组合。例如一同执行4x AA运算，结果会是8x AA 画质。

第一代

于2005年9月27日推出，当时的采用的模式是主副卡模式。采用此模式的ATI显卡有Radeon X800，X850，X1800和X1900。副卡是一张普通的显卡，而主卡就多出数颗芯片，成为资料混合引擎。

Radeon X850XT CrossFire Edition，与正常的X850XT的分别在于多出了四颗芯片，构成了Composting Engine:

  • Silcon Image Sil1611, DVI接收芯片
  • Silcon Image Sil1612, DVI输出芯片
  • Analog Devices的ADV7123, Digital to Analog转换芯片
  • XILUNX Spartan XC3S400，系统逻辑DSP芯片

普通的Radeon X850XT会透过一条特别的Cable，将运算结果发送到Radeon X850XT CrossFire Edition（透过特别DMS接口接收结果）。Radeon X850XT CF Edition内的Composting Engine便会把两颗核心的运算结果结合在一起，然后透过同一条Cable上的DVI接口将结果显示在显示器。

优点：

  • 买了普通Radeon X850XT的人，仍可使用CrossFire。
  • 不占据原本的PCI-e的带宽，充分发挥CrossFire的性能。

缺点：

  • 由于DVI接收与输出芯片最高的带宽频率只有165MHz，所以不支持UXGA(1600 x 1200)以上的分辨率。
  • 多出了的四颗芯片，令成本增高，导致CrossFire Edition的显卡售价遍高。四颗芯片的成本亦成了将CrossFire推广的跘脚石。

第二代

由于多出了的硬件令成本增高，ATi决定中低端显卡使用软件Composting Engine，即X1300 Series和X1600 Series。为了充分发挥CrossFire的性能，X1800 Series仍会使用改良后的第二代硬件Composting Engine。

  • 第二代硬体Composting Engine

R520高达2048 x 1536@70+的CrossFire模式，相信就是改用比Silicon Image Sil1611更高清晰度的芯片代替，此外ATi亦决定推出X1800版本的CrossFire Edition，期望把CrossFire进一步普及。

  • 软体Composting Engine

应用于中端和低端显视卡。显视卡中现集成Composting Engine。副卡的资料发送会透过PCI-E，不是采用DMS Cable，到主卡。若高阶显视卡采用软件Composting Engine，性能比硬件Composting Engine下降60%。而低端显视卡不用处理太复杂资料，霸占的PCI-E带宽不太严重，中端则因霸占的PCI-E带宽而令性能增长减少。

第三代

  • 原生交叉火网Native CrossFire

新一代的X1650XT、X1950Pro显卡集成了CrossFire合成引擎，并有接口将双卡互连，情况犹如NVIDIA的SLi。而Catalyst 6.11驱动程序亦开放了X1900 Series的显卡的软件Composting Engine模式，不再需要主卡和接线，但必需配合拥有双PCI Express x16的主机版使用。

第三代CrossFire能支持五个显示器输出，但需配合ATI的集成显卡芯片组，例如RX 480和RX 580。

第四代

新一代交火技术在R9 290和R9 290X引入，不再需要CF接桥。DMA引擎已集成在显卡，透过PCI Express总线直接访问其他GPU，即可实现多重GPU协同运算。虽然没有使用接桥，但AMD表示这不是软件交火，因为显卡上是有专门负责交火的硬件。

相比传统接桥(900 MB/s)，PCIe 3.0总线提供了近35倍的带宽 (16 GB/s)，而且不需要接桥。满足Eyefinity多屏幕技术和4K显示的高带宽需求，XDMA因此成为了新一代多重GPU协同运算解决方案。

支持卡种

第一代
  • X850 XT PE（需要主卡）
第二代
  • X1300 Series（不需主卡）
  • X1600 Series（不需主卡）
  • X1800 Series（需要主卡）
  • X1900 Series（需要主卡）
  • X1950 XTX（需要主卡）
第三代
  • X1650 GT/XT（不需主卡）
  • X1950 GT/Pro（不需主卡）
  • HD2000 Series（不需主卡）
  • HD3000 Series（不需主卡）
  • HD4000 Series（不需主卡）
  • HD5400/5500 Series（不需主卡）
  • HD5600/5700/5800/5900 Series（不需主卡）
  • HD6400/6500/6600 Series（需CPU集成显示核心）
  • HD6700/6800/6900 Series（不需主卡）
  • HD7700/7800/7900 Series（不需主卡）
第四代
  • R9 290 Series 及以后（不需主卡，现时的英特尔芯片组主板不提供AMD CrossFire
  • RX 5700与RX 5700XT之后的显卡不支持CrossFire

支持芯片组

Intel

  • Intel X99 - 能达到PCI-E 3.0 x16/x16、x16/x16/x8、x16/x8/x8/x8和x8/x8/x8/x8/x8规格
  • Intel Z97 - 能达到PCI-E 3.0 x8/x8和x8/x4/x4规格
  • Intel Z87 - 能达到PCI-E 3.0 x8/x8和x8/x4/x4规格
  • Intel X79 - 能达到PCI-E 3.0 x16/x16、x16/x16/x8和x16/x8/x8/x8/规格
  • Intel Z77 - 能达到PCI-E 3.0 x8/x8规格
  • Intel Z75 - 能达到PCI-E 3.0 x8/x8规格
  • Intel Z68 - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • Intel P67 - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • Intel X58 - 能达到PCI-E 2.0 x16/x16、x16/x8/x8、x8/x8/x8/x8规格
  • Intel P55 - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • Intel X48 - 能达到PCI-E 2.0 x16/x16规格
  • Intel P45 - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • Intel X38 - 能达到PCI-E 2.0 x16/x16规格
  • Intel P35 - 能达到PCI-E 1.0 x16/x4规格
  • Intel 975X - 能达到PCI-E 1.0 x8/x8规格

此外，华硕和EVGA等主板厂商生产的个别版本Z77/Z87/Z97已经开始支持x16/x16、x16/x8/x8和x8/x8/x8/x8规格，甚至X79/C602/C604/C606主板也支持x16/x16/x16/x16或x16/x8/x8/x8/x8/x8/x8规格，尽管英特尔官方发布的C600芯片组不支持NVIDIA SLI/AMD Crossfire，但同样支持NVIDIA Tesla或Maximus技术。

AMD

  • AMD 990FX - 能达到PCI-E 2.0 x16/x16或x8/x8/x8/x8规格
  • AMD 990X - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • AMD 970FX - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • AMD 890FX - 能达到PCI-E 2.0 x16/x16或x8/x8/x8/x8规格
  • AMD 890GX - 能达到Hybrid CrossFire+PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • AMD 790FX - 能达到PCI-E 2.0 x16/x16或x8/x8/x8/x8规格
  • AMD 790GX - 能达到Hybrid CrossFire+PCI-E 2.0 x8/x8规格
  • AMD 790X - 能达到PCI-E 2.0 x8/x8规格

主板厂商生产的实质产品（指AMD 990FX）仅提供x16/x16规格，另外一条/两条x16以x4模式运行。

有部分厂商在主板张自行添加PCI-E 2.0的带宽控制器来达到以上芯片组的目的，如华擎科技的970 Extreme4即为此项应用。AMD 970的芯片组原本只可行单条x16，但经过祥硕科技的带宽控制器后，可实现x8/x8来达成CrossFire及SLI。

CrossFireX

AMD于2007年11月19日发布蜘蛛平台时同时发表了接替CrossFire的下一代技术CrossFireX，CrossFireX基础原理相同，但扩展支持三到四颗GPU共同运算，截至2008年1月21日确定AMD 700 芯片组系列中的790FX会支持，也有消息[1]指出Intel的P45芯片组将支持CrossFireX。驱动程序方面，CrossFireX最初只支持Windows Vista操作系统，原因是驱动本身已经复杂，而Windows XP迟早会被淘汰，所以集中资源开发Vista驱动比较划算[2] 。

但在2008年8月20日，ATI发布了Catalyst 8.8驱动程序，让其也在Windows XP中提供对CrossFireX的支持 。[3]

AMD 双重图形技术

让系统同时利用主板集成显示和独立显卡的技术，有两种诉求不同的模式，目前确定AMD 700 芯片组系列中的780G会支持，与NVIDIA的Hybrid SLI技术竞争。

PowerXpress

当系统不需要大量GPU计算，独立显卡将进入类似休眠的状态，而需要时可立即启动，毋须重启。仅应用于移动芯片组平台。

Dual Graphics

当系统需要大量GPU计算，独立显卡和集成式显示芯片将共同运算。

只限HD 2400和HD 3400系列显卡与780G或790GX北桥显示芯片组支持此模式。

2012年，AMD推出采用Socket FM2的第二代加速处理器，最高可配合HD 6670进行混合交火。至2014年，核心代号“Karveri”加速处理器上市后，A10-5800K/6800K/7850K等型号最高可配合Radeon HD 7750实现Dual Graphics，但性能提升相较于Radeon HD 6670的要不明显，然而AMD并没有公开说明Radeon HD 7000系列（基于GCN架构之核心）可以支持Dual Graphics[4]。

注释及参考资料

  1. ^ Crossfire X destekli P45 yonga seti. [2008-01-21]. （原始内容存档于2008-01-03）. 
  2. ^ 3月来!探寻CrossFireX背后的一些秘密. [2011-03-31]. （原始内容存档于2019-09-19）. 
  3. ^ Hruska, Joel. ATI Cat 8.8 drivers include Hybrid Graphics in Windows XP. Ars Technica. 2008-08-22 [2021-06-03]. （原始内容存档于2021-06-03） （美国英语）. 
  4. ^ Strike. 好看不实用，A10-6800K与HD 7750混交测试. expreview.com. [2014-08-27]. （原始内容存档于2014-09-03）. 
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