Verkorten Nvidia SLI en AMD Crossfire rendertijden?

teaser-sli-en-crossfire-voor-videobewerking-nvidia_sli_connector

Verkorten Nvidia SLI en AMD Crossfire rendertijden?

Door twee videokaarten in een pc aan elkaar te koppelen kan extra rekenkracht worden verkregen. Voor het spelen van games in hoge resoluties en over meerdere monitoren is dit een uitkomst. Maar zorgt die extra rekenkracht ook voor snellere rendertijden in videobewerking?

Sinds een aantal jaren bestaan er technieken om de processor van de grafische kaart (GPU) in te zetten naast de processor van de pc (CPU) bij het renderen van effecten en het encoderen van mpeg-video in videobewerkingspakketten. Afhankelijk van de applicatie kan dit een snelheidwinst opleveren van ruim vijftig procent.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-crossfire

Inmiddels zijn er moederborden op de markt die het mogelijk maken om twee videokaarten aan elkaar te koppelen, waardoor er extra grafische rekenkracht kan worden verkregen. Vooral game-liefhebbers maken hiervan gebruik, want daardoor zijn deze grafisch veel eisende games te spelen over meerdere monitoren in zeer hoge resoluties. Maar zou u die extra power ook kunnen worden aangewend om de render- en exportprocessen in videobewerking te versnellen? Als dat zou kunnen, zouden de rendertijden misschien wel met 75 procent of meer kunnen worden verkort.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-msi_x58_pro_e

Voordat we gaan kijken naar hoe u die kaarten aan elkaar kunt koppelen en waar u dan op moet letten, staan we eerst even stil bij de termen die gebruikt worden bij GPU-acceleratie.

 

 Nvidia CUDA, AMD APP, OpenCL

De ontwikkeling om de GPU parallel in te zetten bij rekentaken die de computer moet uitvoeren is al ruim vijf jaar aan de gang. Nvidia noemt de technologie om gebruik te maken van de GPU, CUDA (Compute Unified Device Architecture). Eind 2007 verscheen de eerste beta van CUDA en verschenen ook de eerste videokaarten met CUDA-cores om de GPU-acceleratie of hardwareversnelling mogelijk te maken.

AMD lanceerde in december 2008 de eerste kaarten die GPU-acceleratie mogelijk maakten. AMD noemde deze technologie ATI Stream. De AMD videokaarten zijn hiervoor uitgerust met Stream Processoren. In december 2010 veranderde AMD de naam ATI Stream in AMD APP (Accelerated Parallel Processing) en richt zich daarbij voornamelijk op de OpenCL ondersteuning.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-nvidia_sli_connector

Tegelijkertijd met hun eigen ontwikkeling van CUDA en ATI Stream namen NVIDIA en AMD ook deel aan de Khronos Group. Deze groep ontwikkelt een open standaard voor GPU computing onder de naam OpenCL (Open Computing Language). Zowel de NVIDIA als AMD videokaarten ondersteunen OpenCL.

Behalve de hardware moet ook de software geschikt zijn om gebruik te kunnen maken van de GPU-acceleratie van de grafische kaart. De meeste videobewerkingssoftware biedt ondersteuning voor Nvidia’s CUDA en maar een beperkt aantal pakketten voor ATI APP. De ondersteuning voor OpenCL neemt het laatste jaar flink toe. Cyberlink Powerdirector en Sony Vegas Pro zijn de eerste twee videobewerkingspakketten die optimaal gebruik maken van OpenCL voor GPU-acceleratie.

 

 Nvidia SLI en AMD Crossfire

Om twee Nvidia kaarten te kunnen koppelen in een pc wordt de SLI (Scalable Link Interface) methode gebruikt. Deze videokaarten, die meestal precies hetzelfde moeten zijn, worden met elkaar verbonden met een SLI printplaat connector. AMD gebruikt een variant van SLI onder de naam Crossfire en daarvoor hebt u een Crossfire printplaat connector nodig. De SLI- of Crossfire connector wordt geleverd bij de grafische kaart. Uiteraard moet u moederbord wel SLI of Crossfire ondersteunen. Er zijn moederborden die enkel een van beide methoden ondersteunen, maar er zijn er ook die beide ondersteunen. Als u ooit overweegt een moederbord te kopen voor SLI of Crossfire en is het handig het volgende twee punten in overweging te nemen.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-nvidia-config-sli

Als eerste kunt u kijken naar de snelheid van de PCIe-aansluitingen voor de grafische kaarten. Deze hebben namelijk een bepaalde snelheid voor datadoorvoer die wordt uitgedrukt met bijvoorbeeld x4, x8 of x16. Kies bijvoorkeur een moederbord uit met twee maal een x16 slot voor optimale snelheid.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-nvidia-gpuz-slisli-en-crossfire-voor-videobewerking-amd-gpuz-sli

Ten tweede kunt u kijken hoever deze PCIe-sloten uit elkaar liggen. De PCIe-aansluitingen op onze MSI X58 Pro-E moederbord lagen zo dicht bij elkaar dat dit ten koste ging van de koeling van de bovenste kaart, omdat er bijna geen ruimte tussen de kaarten zat. De temperatuur van de bovenste kaart verdubbelde hierdoor. U zult in dat geval rekening moeten houden met de koeling.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-amd-catalist-sli

Als de videokaarten met de bijbehorende connector goed zijn aangesloten, verschijnt er Zowel In het Nvidia controlepaneel als in de AMD Catal Control Center automatisch een optie voor respectievelijk SLI of Crossfire. Met het gratis meetprogramma GPU-z kunt u controleren of de koppeling tot stand is gebracht en kunt u per kaart de gegevens achterhalen.

 

 Testsysteem en test

Wij hebben de tests uitgevoerd op een i7 920@ 2.67 Ghz systeem met 16 GB geheugen en Windows 7 64-bit Home Premium met servicepack 1. De te renderen bestanden worden weggeschreven naar een tweede lege harde schijf. De SLI-methode testte we met twee Nvidia GTX 460 SE videokaarten met 1024 MB geheugen. De Crossfire-methode testte we met twee AMD Radeon 6870 videokaarten met 1024 MB geheugen.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-gpu-effecten

Als videobewerkingspakket gebruiken we Sony Vegas Pro 11 (Build 595) 64-bit, omdat dit programma als één van de weinige pakketten zowel GPU-acceleratie ondersteunt voor Nvidia als AMD videokaarten. Het gaat ons bij deze test niet om verschillen tussen AMD en Nvidia, maar enkel en alleen of er snelheidswinst optreedt bij het gebruik van twee video kaarten bij het renderen of exporteren van video.

 

 Tussentijds renderen

Als u veel met effecten werkt in uw HD-videomontage, dan weet u dat tussentijds renderen vrijwel altijd noodzakelijk is om de videobeelden vloeiend te kunnen afspelen. In de meeste pakketten wordt er gerenderd van H.264/AVC naar mpeg-2 in een lagere resolutie. In Sony Vegas Pro mag je zelf aangeven naar welk formaat je wilt renderen. Wij hebben gekozen om te renderen met de zwaardere H.264/AVC codec in de volledige HD-resolutie van 1920 x 1080.

Als eerste plaatsen we op de tijdlijn een twee minuten durend avchd-filmpje met een resolutie van 1920 x 1080 en met daarop een GPU Gaussian blur effect. Dit effect verandert elke pixel in het beeld en door de GPU-variant te kiezen in Sony Vegas Pro kan deze door de GPU’s worden afgehandeld.

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-nvidia-een-kaart-met-gpu-versnelling-2m-een-stream

sli-en-crossfire-voor-videobewerking-nvidia-een-kaart-met-gpu-versnelling-sli-2m-een-stream

De eerste keer schakelen we de hardware-acceleratie uit om een standaardwaarde te verkrijgen om vervolgens eerst de video te renderen met één kaart en GPU-versnelling. Die waarden zijn leuk om naar te kijken, want zowel bij de Nvidia als AMD videokaart wordt de rendertijd met ongeveer vijftig procent verkort. De teleurstelling is vervolgens groot als we de test nog een keer uitvoeren met zowel SLI als Crossfire aan. Bij de SLI-methode duurt het renderen twintig seconden langer en bij de Crossfire-methode juist 20 seconde sneller. Bij beide tests neemt de processorbelasting van de CPU toe en blijven de gemiddelde waarden van beide GPU’s flink achter. Dat is een tegenvaller!

Verzwaren
Nu kan het zo zijn dat de GPU pas goed gaat werken als deze meer te doen krijgt. We passen de video op de tijdlijn aan met een extra Full Hd videostream, zodat beide beelden tegelijkertijd worden afgespeeld in een splitscreen. En inderdaad bij de test met één GPU zien we dat de gemiddelde GPU- belasting flink stijgt. Dat is ook het geval bij SLI en Crossfire, maar de tijdwinst die ermee wordt behaald is niet enorm en valt in het niet als je deze vergelijkt met de verschillen tussen geen GPU-acceleratie en met GPU-acceleratie met één kaart.

Export
Bij het exporteren zien we een vergelijkbaar iets. Bij de export van één HD-videostream met blur-effect naar MPEG-2 of MP4 met één kaart en GPU-acceleratie aan boekt u de meeste tijdwinst. Gebruikt u SLI of Crossfire bij de export naar MPEG-2, dan gaat dat in alle gevallen tijd kosten ten opzichte van GPU-acceleratie met één kaart. Bij de export naar MP4 met de H.264/avc codec boekt u wel winst, maar die is minimaal.

 

 Conclusie

We hebben nog even geprobeerd de video verder te verzwaren met extra effecten en een derde hd-stream, maar de uitkomsten daarvan gaven hetzelfde beeld. Bij een enkele kaart met GPU-versnelling veel winst en met SLI en Crossfire een te verwaarlozen winst.

Eigenlijk is dit niet heel vreemd, omdat de meeste video-applicaties nog niet eens in staat zijn om met één videokaart goede resultaten te boeken. Maar de ontwikkeling mede door de opmars van OpenCL ziet er goed uit.

De conclusie voor dit moment kan alleen maar zijn, dat het koppelen van videokaarten met SLI of Crossfire geen positieve effecten heeft, in de vorm van tijdwinst bij het tussentijds renderen en exporteren van videobeelden.

 

 Tabel Nvidia SLI

Nvidia SLI
Gem. CPU-belasting (%) Gem. GPU 1-belasting (%) Gem. GPU 2-belasting (%) Duur (uur:min) Opmerking
Vegas Pro 11 tussentijdse rendering 1 full hd stream met 1 gpu Gaussianblur filter
Zonder gpu-versnelling 78 7 0 6:05 Vegas Pro 11 rendering met OpenCL. Twee minuten video. Enkele full hd avchd stream 17 Mbit/s met GPU Gaussianblur filter naar preset Sony AVC, Blu-ray 1920 x 1080-50i 21 Mbit/s
1 kaart met gpu versnelling 45 42 0 3:35
2 x Nvidia GTX 460 SE in Nvidia SLI 53 16 29 3:53
Vegas Pro 11 tussentijdse rendering 2 full hd streams met 1 gpu Gaussianblur filter
Zonder GPU-versnelling 75 8 0 11:32 Vegas Pro 11 rendering met OpenCL. Twee minuten video. Dubbele full hd avchd stream 17 Mbit/s in splitscreen met op één stream een GPU Gaussianblur filter naar preset Sony AVC, Blu-ray 1920 x 1080-50i 21 Mbit/s
1 kaart met gpu versnelling 30 62 0 5:14
2 x Nvidia GTX 460 SE in Nvidia SLI 50 62 35 4:07
Export 1 hd stream met gpu filter met naar mpeg-2
Zonder GPU-versnelling 76 0 0 3:11 Export preset Mainconcept mpeg-2 HDV 720-25p
1 kaart met gpu versnelling 70 34 0 0:59
2 x Nvidia GTX 460 SE in Nvidia SLI 70 33 5 1:06
Export 2 hd streams met gpu filter met naar mpeg-2
Zonder GPU-versnelling 80 0 0 3:51 Export preset Mainconcept mpeg-2 HDV 720-25p
1 kaart met gpu versnelling 50 50 0 1:27
2 x Nvidia GTX 460 SE in Nvidia SLI 50 31 12 1:42
Export 2 hd streams met gpu filter met naar avc
Zonder GPU-versnelling 85 7 0 4:05 Export preset Mainconcept AVC Internet HD 720p
1 kaart met gpu versnelling 52 56 0 1:45
2 x Nvidia GTX 460 SE in Nvidia SLI 55 30 19 1:43
Export 1 hd stream met gpu filter met naar avc
Zonder GPU-versnelling 85 3 0 3:23 Export preset Mainconcept AVC Internet HD 720p
1 kaart met gpu versnelling 50 39 0 1:27
2 x Nvidia GTX 460 SE in Nvidia SLI 63 29 36 1:20

 

 Tabel AMD Crossfire

AMD Crossfire
Gem. CPU-belasting (%) Gem. GPU 1-belasting (%) Gem. GPU 2-belasting (%) Duur (uur:min) Opmerking
Vegas Pro 11 tussentijdse rendering 1 full hd stream met 1 gpu Gaussianblur filter
Zonder gpu-versnelling 77 1 0 6:06 Vegas Pro 11 rendering met OpenCL. Twee minuten video. Enkele full hd avchd stream 17 Mbit/s met GPU Gaussianblur filter naar preset Sony AVC, Blu-ray 1920 x 1080-50i 21 Mbit/s
1 kaart met gpu versnelling 33 35 0 3:46
2 x AMD Radeon 6870  in AMD Crossfire 79 1 18 3:23
Vegas Pro 11 tussentijdse rendering 2 full hd streams met 1 gpu Gaussianblur filter
Zonder GPU-versnelling 76 0 0 11:32 Vegas Pro 11 rendering met OpenCL. Twee minuten video. Dubbele full hd avchd stream 17 Mbit/s in splitscreen met op één stream een GPU Gaussianblur filter naar preset Sony AVC, Blu-ray 1920 x 1080-50i 21 Mbit/s
1 kaart met gpu versnelling 28 49 0 4:30
2 x AMD Radeon 6870  in AMD Crossfire 38 1 51 3:11
Export 1 hd stream met gpu filter met naar mpeg-2
Zonder GPU-versnelling 77 4 0 3:02 Export preset Mainconcept mpeg-2 HDV 720-25p
1 kaart met gpu versnelling 65 32 0 0:52
2 x AMD Radeon 6870  in AMD Crossfire 68 5 28 0:53
Export 2 hd streams met gpu filter met naar mpeg-2
Zonder GPU-versnelling 77 11 0 3:51 Export preset Mainconcept mpeg-2 HDV 720-25p
1 kaart met gpu versnelling 62 34 0 0:59
2 x AMD Radeon 6870  in AMD Crossfire 58 4 34 1:00
Export 2 hd streams met gpu filter met naar avc
Zonder GPU-versnelling 73 2 0 3:40 Export preset Mainconcept AVC Internet HD 720p
1 kaart met gpu versnelling 33 50 0 1:07
2 x AMD Radeon 6870  in AMD Crossfire 50 19 39 0:52
Export 1 hd stream met gpu filter met naar avc
Zonder GPU-versnelling 73 2 0 3:02 Export preset Mainconcept AVC Internet HD 720p
1 kaart met gpu versnelling 28 34 0 1:03
2 x AMD Radeon 6870  in AMD Crossfire 32 28 38 0:45
Alles over 50p video
Video archiveren is niet zo eenvoudig als het lijkt
Spring naar toolbar