تقنية AMD CrossFire

أُتيحت تقنية CrossFire للجمهور لأول مرة في 27 سبتمبر 2005. ^{[ 5 ]} تطلّب النظام لوحة أم متوافقة مع CrossFire مزودة ببطاقتي رسومات ATI Radeon PCI Express (PCIe). توفرت بطاقات Radeon x800s وx850s وx1800s وx1900s بإصدار عادي، وإصدار "CrossFire" مزود بخاصية "Master" المدمجة. تشير خاصية "Master" إلى خمس رقاقات إضافية لدمج الصور، تعمل على دمج مخرجات البطاقتين. ^{[ 6 ]} كان على المستخدم شراء بطاقة Master، وربطها ببطاقة عادية من نفس السلسلة. تأتي بطاقة Master مزودة بمحول DVI Y خاص، يُوصل بمنافذ DVI الرئيسية في كلتا البطاقتين، وبكابل الشاشة . يعمل هذا المحول كحلقة وصل رئيسية بين البطاقتين، حيث يرسل صورًا غير مكتملة بينهما، وصورًا مكتملة إلى الشاشة. لا تحتوي بطاقات Radeon x1300 و x1600 منخفضة الأداء على "إصدار CrossFire"، ولكن يتم تفعيلها برمجياً، حيث يتم توجيه الاتصال عبر فتحات PCI Express القياسية على اللوحة الأم. لم تُنشئ ATI حالياً البنية التحتية اللازمة لتكوين بطاقات FireGL في وضع CrossFire. يجب أن تكون بطاقة الرسومات "التابعة" من نفس عائلة بطاقة الرسومات "الرئيسية".

من الأمثلة على القيود المتعلقة بتكوين بطاقة ماستر كارد، تطبيق CrossFire من الجيل الأول في بطاقة Radeon X850 XT Master Card . بسبب استخدامها لشريحة دمج الصور من شركة Silicon Image (SiI 163B TMDS)، اقتصرت الدقة القصوى في إعداد X850 CrossFire على 1600×1200 بكسل بتردد 60  هرتز، أو 1920×1440 بكسل بتردد 52  هرتز. شكّل هذا مشكلةً لمستخدمي شاشات CRT الراغبين في استخدام CrossFire لتشغيل الألعاب بدقة عالية، أو لمستخدمي شاشات LCD عريضة . ونظرًا لأن الكثيرين وجدوا أن  معدل التحديث 60 هرتز مع شاشات CRT يُرهق العين، أصبح الحد العملي للدقة 1280×1024 بكسل، وهو ما لم يُستغلّ كامل إمكانيات CrossFire بما يكفي لتبرير التكلفة. ^{[ 7 ]} استخدم الجيل التالي من CrossFire، كما هو مستخدم في بطاقات X1800 Master، مجموعتين من رقائق التركيب وجهاز DVI Y-dongle مزدوج الكثافة مخصص لمضاعفة عرض النطاق الترددي بين البطاقات، مما رفع الحد الأقصى للدقة ومعدل التحديث إلى مستويات أعلى بكثير.

عند استخدام شريحة اللوحة الأم "CrossFire Xpress 3200 " من ATI، لم تعد البطاقة الرئيسية مطلوبة لكل بطاقة "CrossFire Ready" (باستثناء سلسلة Radeon X1900). مع CrossFire Xpress 3200، يمكن تشغيل بطاقتين عاديتين في إعداد Crossfire، باستخدام ناقل PCI Express للاتصالات. يشبه هذا X1300 CrossFire، الذي يستخدم أيضًا PCI Express، إلا أن Xpress 3200 صُمم خصيصًا للاتصالات منخفضة زمن الوصول وعالية السرعة بين بطاقات الرسومات. ^{[ 8 ]} على الرغم من تأثر الأداء، اعتُبرت هذه الخطوة تحسينًا شاملًا في استراتيجية التسويق، نظرًا لارتفاع أسعار بطاقات Crossfire الرئيسية، وكثرة الطلب عليها، وقلة توفرها في متاجر التجزئة.

على الرغم من أن شريحة CrossFire Xpress 3200 تدعم تقنية CrossFire عبر ناقل PCI Express لجميع سلاسل Radeon الأقل من X1900، إلا أن برامج التشغيل الخاصة بهذه التقنية لم تُصدر بعد لسلسلة X1800. وقد صرّحت ATI بأن الإصدارات المستقبلية من حزمة برامج تشغيل Catalyst ستتضمن المتطلبات اللازمة لتقنية CrossFire بدون استخدام محول X1800 ، لكنها لم تُحدد تاريخًا مُعينًا لذلك. ^{[ 9 ]}

مع إطلاق بطاقة Radeon X1950 Pro ( معالج الرسوميات RV570 )، قامت ATI بتحديث بنية اتصال CrossFire بالكامل، مما قلل الحاجة إلى تكوينات بطاقة رئيسية وبطاقة تابعة ( على شكل حرف Y ) لتشغيل CrossFire. أصبح موصل CrossFire من ATI (رابط CrossFire Bridge Interconnect أو CFBI) الآن عبارة عن موصل شريطي الشكل مُثبّت أعلى كل بطاقة رسومات، على غرار جسور SLI من nVidia ، ولكنه يختلف عنها في طبيعته الفيزيائية والمنطقية. ^{[ 10 ]} وبذلك، لم تعد البطاقات الرئيسية موجودة، وليست ضرورية لتحقيق أقصى أداء. يمكن استخدام موصلين لكل بطاقة؛ وقد تم استغلال هذه الميزة بالكامل مع إطلاق CrossFireX. تستخدم بطاقات Radeon HD 2900 وHD 3000 نفس الموصلات الشريطية، بينما تتطلب بطاقات HD 3800 موصلًا شريطيًا واحدًا فقط، لتسهيل تشغيل CrossFireX. ^{[ 11 ]} على عكس سلسلة بطاقات Radeon القديمة، يمكن دمج بطاقات سلسلة HD 3800 المختلفة في CrossFireX، كل منها بتحكم منفصل في الساعة.

منذ إطلاق منصة سطح المكتب Spider من AMD في 19 نوفمبر 2007، تم تحديث نظام CrossFire ليدعم ما يصل إلى أربع بطاقات رسومات مزودة بشريحة 790FX ؛ ثم تغير اسم CrossFire إلى " ATI CrossFireX ". ويستهدف هذا النظام، الذي يُفترض أن يُحسّن الأداء بمقدار 3.2 ضعف على الأقل في العديد من الألعاب والتطبيقات التي تتطلب قدرات رسومية عالية، سوق المستخدمين المتحمسين، وذلك وفقًا لاختبارات AMD الداخلية. ^{[ 12 ]}

تضمنت التطورات اللاحقة لبنية CrossFire معالجَي رسومات مزودين بجسر PCI Express مدمج، تم إصدارهما في أوائل عام 2008، وهما Radeon HD 3870 X2، ولاحقًا Radeon HD 4870 X2، اللذان يتميزان بموصل CrossFire واحد فقط لتوسيع نطاق النظام إلى أربع وحدات معالجة رسومات. عند استخدام معالجَي رسومات على نفس النظام، لا يمكن لمنفذي HDMI في كليهما العمل في الوقت نفسه.

يُعرض هنا مخطط توافق سابق لتقنية CrossFireX مع الشرائح: ^{[ 13 ]} تُظهر أحدث مخططات التوافق، اعتبارًا من أبريل 2014، أن شرائح AMD 890 و990 وA75 - والعديد من شرائح Intel بما في ذلك شرائح Z68 وX79 - متوافقة مع تقنية CrossFireX؛ كما تُظهر أيضًا بطاقات معالجة الرسومات التي يمكن إقرانها بجسر خارجي (يمكن إقران بطاقات HD 7750 وHD 5750 وHD 4350 وHD 4550 وHD 4650 وHD 4670 بدون جسر خارجي، على الرغم من أن المخططات تُشير أيضًا إلى أن بعض الطرازات المصنعة من قِبل شركات أخرى غير AMD قد تتطلب الجسر). ^{[ 14 ]}

لم تعد بطاقات الرسومات Radeon R9 290 وR9 290X (التي صدرت في 24 أكتوبر 2013 ^{[ 15 ]} والمبنية على معمارية Graphics Core Next 1.1 "Volcanic Islands" )، بالإضافة إلى وحدات معالجة الرسومات التي تستخدم إصدارات أحدث من معمارية GCN، مزودة بمنافذ ربط. وبدلاً من ذلك، تستخدم هذه البطاقات تقنية XDMA لفتح قناة اتصال مباشرة بين وحدات معالجة الرسومات المتعددة في النظام، وذلك عبر ناقل PCI Express نفسه الذي تستخدمه بطاقات رسومات AMD Radeon. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

توفر مسارات PCI Express 3.0 نطاقًا تردديًا أعلى يصل إلى 17.5 مرة (15.754  جيجابايت/ثانية لفتحة ×16) مقارنةً بالجسور الخارجية الحالية (900  ميجابايت/ثانية)، مما يجعل استخدام جسر CrossFire غير ضروري. ولذلك، تم اختيار XDMA لتلبية متطلبات النطاق الترددي العالي لربط وحدات معالجة الرسومات (GPU) الناتجة عن تقنية AMD Eyefinity ، ومؤخرًا عن شاشات العرض بدقة 4K . يتميز النطاق الترددي لقناة البيانات التي يفتحها XDMA بديناميكية كاملة، حيث يتكيف تلقائيًا مع متطلبات اللعبة قيد التشغيل، بالإضافة إلى التكيف مع إعدادات المستخدم المتقدمة مثل المزامنة الرأسية (vsync). ^{[ 16 ] [ 20 ]}

بالإضافة إلى ذلك، تتميز بعض البطاقات الأحدث بإمكانية التوافق مع بطاقات سلسلة 7000 المبنية على معمارية Graphics Core Next 1.0 "Southern Islands" . على سبيل المثال، يمكن استخدام بطاقة R9-280X في إعداد CrossFireX مع بطاقة HD 7970، ويعود ذلك بشكل أساسي إلى كونهما نفس المنتج بترددات ساعة مختلفة. ^{[ 21 ]}

يُقدّم مشروع GPUOpen بعض أكواد المصدر المرخصة بموجب ترخيص MIT لتطبيقات DirectGMA التي تعمل مع وحدات معالجة رسومية متعددة من AMD بالتزامن مع Direct3D 11 وOpenGL وOpenCL: https://github.com/GPUOpen-LibrariesAndSDKs/DirectGMA_P2P

في بعض الحالات، لا تُحسّن تقنية CrossFire أداء الرسومات ثلاثية الأبعاد، بل قد تُخفّض معدل الإطارات في بعض الحالات القصوى بسبب خصائص برمجة التطبيق. وينطبق هذا أيضًا على تقنية SLI من Nvidia، حيث أن المشكلة متأصلة في أنظمة المعالجات الرسومية المتعددة. ويُلاحظ هذا غالبًا عند تشغيل تطبيق بدقة عرض منخفضة. ^{[ 31 ]}

عند استخدام تقنية CrossFire مع AFR ، قد يكون معدل الإطارات الفعلي أقل من معدل الإطارات المُسجّل في تطبيقات قياس الأداء، بل وقد يكون أسوأ من معدل الإطارات في حالة استخدام وحدة معالجة رسومية واحدة. تُعرف هذه الظاهرة بالتقطع الدقيق ، وهي تنطبق أيضًا على تقنية SLI لأنها متأصلة في تكوينات وحدات معالجة الرسوميات المتعددة. ^{[ 32 ]} تتطلب كل من تقنية AMD CrossFireX وتقنية NVIDIA SLI جسورًا ووحدة تزويد طاقة قادرة على توفير الطاقة الكافية لوحدات معالجة الرسوميات. تُعدّ موصلات الطاقة ذات 6 دبابيس (75 واط، 3 × 12 فولت + 3 أسلاك أرضية، وهي نادرة الآن)، و8 دبابيس (150 واط، 6 دبابيس + 2 موصل استشعار إضافي)، و16 دبوسًا (حتى 600 واط، 6 × 12 فولت و6 أسلاك أرضية + 4 دبابيس استشعار) شائعة في بطاقات الرسومات الحديثة.

يمكن تطبيق تقنية CrossFire مع بطاقات معالجة الرسومات من نفس الجيل والشركة المصنعة (مقارنةً بتقنية SLI من Nvidia، التي تعمل عادةً فقط إذا كانت جميع البطاقات مزودة بنفس وحدة معالجة الرسومات ومن نفس العلامة التجارية). يتيح هذا للمشترين ذوي الميزانيات المختلفة شراء بطاقات متنوعة مع الاستفادة من تحسين الأداء. مع بطاقات الجيل الأحدث، تعمل تقنية CrossFire فقط مع البطاقات الأخرى ضمن نفس السلسلة الفرعية. على سبيل المثال، يمكن استخدام وحدات معالجة الرسومات من نفس السلسلة معًا. لذا، يمكن تشغيل وحدة معالجة رسومات من سلسلة 5800 (مثل 5830) مع وحدة معالجة رسومات أخرى من نفس السلسلة (مثل 5870). مع ذلك، لا يمكن استخدام وحدات معالجة الرسومات من سلاسل مختلفة بنجاح (مثل 5770 مع 5870). الاستثناء الوحيد هو إمكانية استخدام بطاقات HD  7870  XT مع وحدات  معالجة رسومات من سلسلة HD 7900 (مثل 7950) في تكوين CrossFire نظرًا لاحتوائها على نفس وحدة معالجة الرسومات. ^{[ 33 ]}

تتيح تقنيتا AMD CrossFire وSLI تشغيل العديد من الشاشات بأحجام ودقة عرض مختلفة. وتسمح كلتا التقنيتين بأربع شاشات بدقة 8K (7680×4320) كحد أقصى، أو ثماني شاشات بدقة 4K (3840×2160). وتتطلب كل شاشة بطاقة رسومات مخصصة (باستثناء شاشات 4K وHD القياسية)، حيث يمكن في هذه الحالة توصيل شاشتين ببطاقة رسومات واحدة.

من أبرز عيوب تقنية CrossFire أنها تعمل فقط في وضع ملء الشاشة، مما يتطلب دعمًا خارجيًا للبرامج أو الألعاب عند تشغيلها في وضع النافذة/بدون إطار. ^{[ 34 ]}

تتطلب تطبيقات الجيل الأول من CrossFire (سلسلة Radeon X800 إلى X1900) كابل Y خارجي / دونجل للعمل في وضع CrossFire نظرًا لأن ناقل PCI Express غير قادر على توفير عرض نطاق ترددي كافٍ لتشغيل CrossFire دون فقدان قدر كبير من الأداء.