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amd crossfirex技术

什么是 AMD CrossFireX 技术?

CrossFireX(简称 CF)是 AMD(前身为 ATI)开发的一项多显卡并行处理技术,其核心思想是:将两块、三块甚至四块相同的 AMD 显卡通过特殊的连接方式协同工作,将它们的渲染能力叠加起来,从而获得比单块显卡更高的图形性能,以在更高分辨率、更高画质设置下流畅运行大型游戏或进行高性能计算。

amd crossfirex技术-图1
(图片来源网络,侵删)

它就像给电脑装了多颗“图形心脏”,让它们一起分担渲染任务。


工作原理

CrossFireX 技术主要有两种工作模式,这也是其技术演进的关键:

AFR (Alternate Frame Rendering) - 交替帧渲染

这是最经典、最常见的模式。

  • 工作方式:两块显卡交替渲染完整的游戏帧
    • 显卡 A 负责渲染奇数帧(第 1、3、5...帧)。
    • 显卡 B 负责渲染偶数帧(第 2、4、6...帧)。
  • 优点:理论上可以将性能翻倍,因为它能最大程度地利用两张显卡的全部计算资源。
  • 缺点
    • 帧生成时间不均衡:如果某一帧特别复杂(比如出现大量爆炸、烟雾),负责渲染该帧的显卡就会延迟,导致下一帧必须等待,从而产生微卡顿帧率不稳定的问题。
    • 需要强大的 CPU:CPU 需要同时为两张显卡准备好渲染数据,CPU 成为瓶颈,性能提升会大打折扣。

SFR (Split Frame Rendering) - 分割帧渲染

为了解决 AFR 的帧生成时间不均衡问题,AMD 后来引入了 SFR。

amd crossfirex技术-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 工作方式:每一帧的图像被水平或垂直分割成多个部分,然后由不同的显卡分别渲染一个部分,最后再拼接成完整的图像。

    在双卡模式下,每一帧被分成上下两部分,显卡 A 渲染上半部分,显卡 B 渲染下半部分。

  • 优点
    • 帧生成时间更均衡:因为每一帧的复杂度被分摊了,所以微卡顿问题比 AFR 好得多,帧率更稳定。
    • 对 CPU 的压力相对较小
  • 缺点
    • 性能提升不如 AFR:因为渲染任务在分割和拼接过程中会产生额外的开销,通常无法达到 AFR 那样的理论翻倍性能。

现代 CrossFireX 通常会智能地在这两种模式之间切换,或者根据游戏场景采用混合渲染模式,以在性能和流畅度之间取得最佳平衡。


技术实现方式

CrossFireX 技术的实现经历了几个阶段:

主板桥接器

这是 CrossFireX 早期(如 Radeon X1000/X2000 系列)的实现方式,它需要在两张显卡之间安装一个物理的桥接器,通过专用的数据线直接连接显卡,实现高速通信,这种方式成本较高,安装也比较麻烦。

amd crossfirex技术-图3
(图片来源网络,侵删)

CrossFireX Over Bridge (CFB)

这是 AMD 最具代表性的创新,从 Radeon HD 4000 系列开始普及。

  • 工作方式:两张高端显卡(如 HD 4870, HD 5870)通过显卡 PCB 板上预留的一个金手指桥接接口直接连接,无需任何外部线缆
  • 优点:连接极其方便,美观,且数据传输带宽非常高,延迟低。

无桥 CrossFireX (Bridgeless CrossFireX)

这是最终的演进形态,从 Radeon HD 7000 系列开始成为主流。

  • 工作方式完全不需要任何物理桥接器,两张显卡之间的通信完全通过 PCIe 总线来完成。
  • 优点
    • 兼容性极好:任何支持 CrossFireX 的主板,只要有足够的 PCIe 插槽,就可以组建多卡系统。
    • 安装简单:只需把显卡插上就行。
  • 缺点
    • 性能受限:PCIe 总线的带宽远低于专用的桥接接口,尤其是在高分辨率(如 4K)和高画质下,总线带宽可能会成为瓶颈,导致性能增益不如有桥接方案。
    • 通常仅支持双卡:无桥方案下,组建三卡或四卡系统的效果和稳定性远不如有桥方案。

优点与缺点

优点:

  1. 性能提升:在支持的优化良好的游戏中,可以显著提升帧率,获得更流畅的体验。
  2. 高性价比(当时):相比购买一块顶级旗舰显卡,购买两张次一级的显卡组建 CrossFireX,有时能以更低的价格获得接近甚至超越顶级卡的性能。
  3. 扩展性强:理论上可以扩展到三卡、四卡,提供极致的性能。

缺点:

  1. 游戏支持不佳:这是 CrossFireX 最大的致命伤,很多新游戏、尤其是小众游戏,并没有针对 CrossFireX 进行优化,导致性能不升反降,或者出现各种渲染错误(如闪烁、贴图错误等)。
  2. 微卡顿和帧率不稳定:即使是在支持的游戏中,AFR 模式下的微卡顿问题也一直存在,影响游戏体验的顺滑感。
  3. 功耗和发热巨大:多张显卡意味着成倍的功耗和发热量,对电源和机箱散热提出了极高的要求。
  4. 成本增加:除了显卡本身,还需要更大功率的电源、更大的机箱,综合成本并不低。
  5. 兼容性问题:驱动程序是另一大难题,AMD 对旧技术的支持力度逐渐减弱,新驱动可能不再优化老型号 CrossFireX 的性能。

现状与未来:已被淘汰

CrossFireX 技术已经基本被 AMD 官方放弃。

  1. 官方停止支持:近年来,AMD 已经在其官方驱动中移除了对多显卡 CrossFireX 的支持,在最新的 Adrenalin 驱动中,你再也找不到 CrossFireX 的设置选项。
  2. 被新技术取代:AMD 的重心已经转向了更先进、更高效的技术:
    • AMD FSR (FidelityFX Super Resolution):一种空间升频技术,通过算法将低分辨率图像 upscale 到高分辨率,同时尽可能保持图像清晰度,它不增加硬件负担,反而能提升帧率,并且对所有显卡(包括 NVIDIA 和 AMD)都开放,是目前的主流方案。
    • Smart Access Memory (SAM):一项提升 GPU 访问系统内存效率的技术,可以在一定程度上提升单卡性能。
  3. 市场趋势:整个 PC 行业都在向单卡高性能方向发展,随着制程工艺的进步,单块旗舰显卡的性能越来越强大,功耗和发热控制得越来越好,已经能满足绝大多数用户的需求,多显卡方案因为其固有的复杂性、不稳定性和高成本,逐渐失去了市场。

AMD CrossFireX 是 PC 图形发展史上一个重要的里程碑,它代表了通过“堆料”来提升性能的一种思路,对于当年的硬件发烧友和追求极致性能的用户来说,它是一种极具吸引力的选择。

由于游戏支持差、驱动不稳定、微卡顿以及功耗发热巨大等先天缺陷,再加上 AMD 自身战略转向,它最终被历史所淘汰,我们谈论提升游戏性能,更多地是关注更强大的单卡性能DLSS/FSR 这类 AI 升频技术,以及更高效的多卡并行计算技术(如用于 AI 训练的 NVLink 或 Infinity Fabric),CrossFireX 的故事,已然成为一段经典的回忆。

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