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AMD CrossFire

由AMD开发的双显卡连接技术

CrossFire是AMD/ATI產品所採用的一種多重GPU協同運算技術，中文又稱交火，以兩張單GPU顯示卡或雙GPU顯示卡連結的方式，讓兩顆GPU在一台電腦上協同運算，增加效能，與NVIDIA的SLI技術競爭。CrossFire技術於2005年6月1日，在Computex Taipei 2005正式發佈，比SLI遲一年。至首度公開之今，CrossFire經過了數次修訂。開始的時候，需要主副卡的配合。之後，開始開放使用軟體交火模式。硬體交火方面，亦參考NVIDIA的做法，使用接線將兩張顯示卡連接起來。在2008年時，高端的顯示卡，例如3870 X2顯示卡已集成了兩顆顯示核心。當中，兩顆核心的溝通其實是使用了CrossFire技術。

在CrossFire推出的時候，使用者要使用此技術，主機板亦必需支援CrossFire，以及需要兩張AMD PCI Express介面的顯示卡，要相同等級，並有可能需要購買主卡。例如：如果用家有一片Radoen X850XT PE顯示卡，必須額外購買一片Radeon X850 CrossFire Edition，才能達成CrossFire。但對X1600來說，只需購買兩張一模一樣的卡，即可達成CrossFire，因為採用了軟體交火技術。由於以往ATi的顯示卡沒有像NVIDIA般預留協同運算，所以在第一代CrossFire，ATi採用Composting Engine和DMS Cable，來仿效NVIDIA的MIO接口。

CrossFire各模式

CrossFire可以下列四種形式執行。

Alternate Frame Rendering
  • 把Frame以單雙數分給不同的GPU處理，例如VGA 1負責（1,3,5,7,9），而VGA 2負責（2,4,6,8,10）。
Scissor (SplitFrame Rendering)
  • 將畫面分為上下半部，並各自由一顆GPU運算，然後再組合成同一個圖面。
SuperTiling
  • 把畫面分割成很多小格，讓兩顆繪圖核心梅花間竹地處理小格內的資料。這個方法效能最佳，但此模式只能支援於Direct 3D，不支援OpenGL。
CrossFire Super AA
  • 這模式能增加畫面質素，讓兩個繪圖核心同時執行AA運算，然後把結果組合。例如一同執行4x AA運算，結果會是8x AA 畫質。

第一代

於2005年9月27日推出，當時的採用的模式是主副卡模式。採用此模式的ATI顯示卡有Radeon X800，X850，X1800和X1900。副卡是一張普通的顯示卡，而主卡就多出數顆晶片，成為資料混合引擎。

Radeon X850XT CrossFire Edition，與正常的X850XT的分別在於多出了四顆晶片，構成了Composting Engine:

  • Silcon Image Sil1611, DVI接收晶片
  • Silcon Image Sil1612, DVI輸出晶片
  • Analog Devices的ADV7123, Digital to Analog轉換晶片
  • XILUNX Spartan XC3S400，系統邏輯DSP晶片

普通的Radeon X850XT會透過一條特別的Cable，將運算結果傳送到Radeon X850XT CrossFire Edition（透過特別DMS接口接收結果）。Radeon X850XT CF Edition內的Composting Engine便會把兩顆核心的運算結果結合在一起，然後透過同一條Cable上的DVI接口將結果顯示在顯示器。

優點：

  • 買了普通Radeon X850XT的人，仍可使用CrossFire。
  • 不佔據原本的PCI-e的頻寬，充分發揮CrossFire的性能。

缺點：

  • 由於DVI接收與輸出晶片最高的頻寬頻率只有165MHz，所以不支援UXGA(1600 x 1200)以上的解析度。
  • 多出了的四顆晶片，令成本增高，導致CrossFire Edition的顯示卡售價遍高。四顆晶片的成本亦成了將CrossFire推廣的跘腳石。

第二代

由於多出了的硬體令成本增高，ATi決定中低階顯示卡使用軟體Composting Engine，即X1300 Series和X1600 Series。為了充分發揮CrossFire的效能，X1800 Series仍會使用改良後的第二代硬體Composting Engine。

  • 第二代硬體Composting Engine

R520高達2048 x 1536@70+的CrossFire模式，相信就是改用比Silicon Image Sil1611更高解析度的晶片代替，此外ATi亦決定推出X1800版本的CrossFire Edition，期望把CrossFire進一步普及。

  • 軟體Composting Engine

應用於中階和低階顯視卡。顯視卡中現集成Composting Engine。副卡的資料傳送會透過PCI-E，不是採用DMS Cable，到主卡。若高階顯視卡採用軟體Composting Engine，效能比硬體Composting Engine下降60%。而低階顯視卡不用處理太複雜資料，霸佔的PCI-E頻寬不太嚴重，中階則因霸佔的PCI-E頻寬而令性能增長減少。

第三代

  • 原生交叉火網Native CrossFire

新一代的X1650XT、X1950Pro顯卡集成了CrossFire合成引擎，並有接口將雙卡互連，情況猶如NVIDIA的SLi。而Catalyst 6.11驅動程式亦開放了X1900 Series的顯示卡的軟體Composting Engine模式，不再需要主卡和接線，但必需配合擁有雙PCI Express x16的主機版使用。

第三代CrossFire能支持五個顯示器輸出，但需配合ATI的集成顯示卡晶片組，例如RX 480和RX 580。

第四代

新一代交火技術在R9 290和R9 290X引入，不再需要CF接橋。DMA引擎已整合在顯示卡，透過PCI Express總線直接存取其他GPU，即可實現多重GPU協同運算。雖然沒有使用接橋，但AMD表示這不是軟件交火，因為顯示卡上是有專門負責交火的硬件。

相比傳統接橋(900 MB/s)，PCIe 3.0總線提供了近35倍的頻寬 (16 GB/s)，而且不需要接橋。滿足Eyefinity多螢幕技術和4K顯示的高頻寬需求，XDMA因此成為了新一代多重GPU協同運算解決方案。

支援卡種

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集成顯示核心）
  • HD6700/6800/6900 Series（不需主卡）
  • HD7700/7800/7900 Series（不需主卡）
第四代
  • R9 290 Series 及以後（不需主卡，現時的英特爾芯片組主板不提供AMD CrossFire
  • RX 5700與RX 5700XT之後的顯卡不支持CrossFire

支援晶片組

Intel

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

此外，華碩和EVGA等主板廠商生產的個別版本Z77/Z87/Z97已經開始支持x16/x16、x16/x8/x8和x8/x8/x8/x8規格，甚至X79/C602/C604/C606主板也支持x16/x16/x16/x16或x16/x8/x8/x8/x8/x8/x8規格，儘管英特爾官方發布的C600芯片組不支持NVIDIA SLI/AMD Crossfire，但同樣支持NVIDIA Tesla或Maximus技術。

AMD

  • AMD 990FX - 能達到PCI-E 2.0 x16/x16或x8/x8/x8/x8規格
  • AMD 990X - 能達到PCI-E 2.0 x8/x8規格
  • AMD 970FX - 能達到PCI-E 2.0 x8/x8規格
  • AMD 890FX - 能達到PCI-E 2.0 x16/x16或x8/x8/x8/x8規格
  • AMD 890GX - 能達到Hybrid CrossFire+PCI-E 2.0 x8/x8規格
  • AMD 790FX - 能達到PCI-E 2.0 x16/x16或x8/x8/x8/x8規格
  • AMD 790GX - 能達到Hybrid CrossFire+PCI-E 2.0 x8/x8規格
  • AMD 790X - 能達到PCI-E 2.0 x8/x8規格

主板廠商生產的實質產品（指AMD 990FX）僅提供x16/x16規格，另外一條/兩條x16以x4模式運行。

有部分廠商在主機板張自行添加PCI-E 2.0的頻寬控制器來達到以上晶片組的目的，如華擎科技的970 Extreme4即為此項應用。AMD 970的晶片組原本只可行單條x16，但經過祥碩科技的頻寬控制器後，可實現x8/x8來達成CrossFire及SLI。

CrossFireX

AMD於2007年11月19日發佈蜘蛛平臺時同時發表了接替CrossFire的下一代技術CrossFireX，CrossFireX基礎原理相同，但擴充支援三到四顆GPU共同運算，截至2008年1月21日確定AMD 700 晶片組系列中的790FX會支援，也有消息[1]指出Intel的P45晶片組將支援CrossFireX。驅動程式方面，CrossFireX最初只支援Windows Vista作業系統，原因是驅動本身已經複雜，而Windows XP遲早會被淘汰，所以集中資源開發Vista驅動比較划算[2] 。

但在2008年8月20日，ATI發布了Catalyst 8.8驅動程式，讓其也在Windows XP中提供對CrossFireX的支持 。[3]

AMD 雙重圖形技術

讓系統同時利用主機板整合顯示和獨立顯示卡的技術，有兩種訴求不同的模式，目前確定AMD 700 晶片組系列中的780G會支援，與NVIDIA的Hybrid SLI技術競爭。

PowerXpress

當系統不需要大量GPU計算，獨立顯示卡將進入類似休眠的狀態，而需要時可立即啟動，毋須重新開機。僅應用於移動芯片組平臺。

Dual Graphics

當系統需要大量GPU計算，獨立顯示卡和整合式顯示晶片將共同運算。

只限HD 2400和HD 3400系列顯示卡與780G或790GX北橋顯示晶片組支援此模式。

2012年，AMD推出採用Socket FM2的第二代加速處理器，最高可配合HD 6670進行混合交火。至2014年，核心代號「Karveri」加速處理器上市後，A10-5800K/6800K/7850K等型號最高可配合Radeon HD 7750實作Dual Graphics，但效能提升相較於Radeon HD 6670的要不明顯，然而AMD並沒有公開說明Radeon HD 7000系列（基於GCN架構之核心）可以支援Dual Graphics[4]。

注釋及參考資料

  1. ^ Crossfire X destekli P45 yonga seti. [2008-01-21]. （原始內容存檔於2008-01-03）. 
  2. ^ 3月来!探寻CrossFireX背后的一些秘密. [2011-03-31]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2021-06-03） （美國英語）. 
  4. ^ Strike. 好看不实用，A10-6800K与HD 7750混交测试. expreview.com. [2014-08-27]. （原始內容存檔於2014-09-03）. 
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