Trong một thời gian dài, ý tưởng kết hợp hai hoặc thậm chí ba card đồ họa trong một hệ thống duy nhất là một điều vô cùng hấp dẫn đối với nhiều tín đồ PC gaming. Với các công nghệ như SLI (Scalable Link Interface) của Nvidia và CrossFire của AMD, gaming đa GPU hứa hẹn mang lại hiệu năng tối thượng, vượt trội. Tuy nhiên, dù từng gây tiếng vang lớn, khái niệm này dần dần chìm vào quên lãng và đến nay gần như đã biến mất hoàn toàn khỏi dòng chảy gaming chính thống. Điều gì đã thực sự xảy ra? Và liệu công nghệ đa GPU có bao giờ có thể trở lại vị thế dẫn đầu trong phân khúc gaming hiệu năng cao?
Lịch sử hình thành và sự suy tàn của đa GPU trong gaming
Khởi nguồn từ cuối thập niên 1990
Nguồn gốc của công nghệ đa GPU bắt đầu từ cuối thập niên 1990 với 3dfx và những chiếc card Voodoo2 huyền thoại. Chúng sử dụng công nghệ “Scan-Line Interleaving” để chia sẻ tải trọng giữa hai card đồ họa nhằm tăng cường tốc độ khung hình. Đây là một sự đổi mới đầy hứa hẹn, thúc đẩy Nvidia mua lại 3dfx. Tuy nhiên, phải đến giữa những năm 2000, Nvidia mới chính thức hồi sinh khái niệm này dưới tên gọi SLI, và ngay sau đó là CrossFire của AMD.
Hai card đồ họa Nvidia GeForce GTX 690 hoạt động trong cấu hình SLI
Từ khoảng năm 2008 đến 2015, các cấu hình đa GPU đã thu hút một lượng lớn người hâm mộ trong giới game thủ, những người luôn tìm kiếm tốc độ khung hình và độ phân giải cao nhất có thể. Thời điểm đó, màn hình 1440p và 4K bắt đầu trở nên phổ biến, và việc chạy các tựa game mới nhất ở độ phân giải cao với tốc độ khung hình ổn định đòi hỏi một sức mạnh xử lý đáng kể. Nếu bạn là một game thủ không ngại thử nghiệm những công nghệ tiên tiến nhất, bạn có thể đã sở hữu một hệ thống với hai hoặc thậm chí ba card đồ họa.
Thời kỳ hoàng kim và những thách thức
Mặc dù mang lại lợi ích về hiệu suất (khi các trò chơi được tối ưu hóa đúng cách), cấu hình đa GPU vẫn tồn tại những vấn đề dai dẳng: hiện tượng micro-stuttering (khựng hình nhẹ), hỗ trợ driver không nhất quán và sự phụ thuộc lớn vào việc tối ưu hóa của từng game engine cụ thể. Theo thời gian, những hạn chế này dần dần làm lu mờ đi các lợi thế. Trong khi DirectX 12 và Vulkan hỗ trợ tính toán đa bộ điều hợp một cách rõ ràng (mà không cần SLI hoặc CrossFire), cả Nvidia và AMD cuối cùng đều giảm dần sự hỗ trợ và chuyển trọng tâm sang các cấu hình chỉ sử dụng một GPU.
Card đồ họa Nvidia GeForce RTX 4090 với các dây cáp nguồn
Liệu đa GPU có thể “tái xuất” trong tương lai của ngành game?
Khó có khả năng trở lại với thị trường phổ thông
Trước hết, không có gì bí mật khi sự hỗ trợ chính thức cho SLI và CrossFire đã suy yếu đáng kể:
- Nvidia đã hạn chế cấu hình SLI chủ yếu cho các card cũ hơn hoặc các thiết lập hai chiều giới hạn, chuyển sang các công nghệ như NVLink dành cho máy tính chuyên nghiệp.
- AMD cũng đã giảm sự nhấn mạnh vào CrossFire trên dòng sản phẩm tiêu dùng của mình, một lần nữa tập trung vào việc cải thiện hiệu suất trực tiếp của GPU đơn.
Thực tế, card Nvidia cuối cùng hỗ trợ SLI là RTX 3090, và vào đầu năm 2020, công ty đã thông báo ngừng hỗ trợ cấu hình SLI cho các card đời cũ hơn dòng RTX 2000. AMD vẫn hỗ trợ thông qua thương hiệu “mGPU” của mình, nhưng việc triển khai lại phụ thuộc vào nhà phát triển game thông qua các API hiện đại.
Các cấu hình đa GPU vẫn phổ biến trong các lĩnh vực chuyên nghiệp và của những người đam mê công nghệ đặc thù. Học máy (Machine Learning), render 3D và phân tích dữ liệu thường được hưởng lợi rất nhiều từ việc sử dụng nhiều GPU, vì các tác vụ này có thể được chia nhỏ hiệu quả trên nhiều lõi hoặc GPU. Tuy nhiên, trong không gian gaming, rất ít tựa game mới quảng cáo hỗ trợ đa GPU.
Hình ảnh hai card đồ họa Nvidia GeForce RTX 4070 Ti và AMD Radeon RX 7700 XT trên bàn làm việc
Những yếu tố công nghệ tiềm năng và các rào cản lớn
Mặc dù vậy, một số người tin rằng với những tiến bộ mới như PCIe 6.0 hoặc các giao diện kết nối tiên tiến như NVLink của Nvidia hay Infinity Fabric của AMD, vẫn có cơ hội để cấu hình đa GPU phát triển mạnh mẽ trở lại. Những công nghệ này cung cấp khả năng chia sẻ dữ liệu nhanh hơn nhiều. Các công nghệ cấp doanh nghiệp về mặt lý thuyết có thể “chảy” xuống các sản phẩm tiêu dùng và cho phép giao tiếp hiệu quả, giúp giảm thiểu các nút thắt cổ chai lớn của các thiết kế đa GPU cũ. Các phương pháp bộ nhớ hợp nhất (unified memory), nơi nhiều GPU gộp VRAM thành một tài nguyên lớn hơn, cũng có thể giải quyết các vấn đề trùng lặp bộ nhớ từng cản trở việc tăng hiệu suất.
Những người đam mê công nghệ có thể sẽ cân nhắc lại cấu hình đa GPU nếu những trở ngại kỹ thuật này được khắc phục. Một số tựa game nổi tiếng sử dụng DirectX 12 hoặc Vulkan để đạt được điều này đã tồn tại, chẳng hạn như Deus Ex: Mankind Divided, Rise of the Tomb Raider và Ashes of the Singularity (tựa game này thậm chí còn hỗ trợ cấu hình đa GPU kết hợp cả AMD và Nvidia).
Ảnh cận cảnh card đồ họa ASUS ROG STRIX GeForce GTX 1080 Ti và EVGA GeForce RTX 3080
Tuy nhiên, có một vài vấn đề cản trở những cấu hình này quay trở lại. Thứ nhất, vấn đề giá thành GPU hiện nay khiến việc mua một GPU thứ hai để tăng hiệu suất một phần trở nên khó biện minh, đặc biệt khi hầu hết các game thậm chí không hỗ trợ. Tệ hơn nữa, vấn đề về điện năng và nhiệt độ cũng trở nên nghiêm trọng hơn đáng kể, vì các GPU hiện đại dễ dàng tiêu thụ hàng trăm watt và tạo ra lượng nhiệt đáng kể. Đó là chưa kể đến kích thước của các GPU ngày nay.
Đối với các nhà phát triển, tại sao họ phải dành thời gian cho việc này? Với rất nhiều game thủ đang chơi trên console hoặc sử dụng phần cứng tầm trung, có rất ít động lực tài chính để dành nhiều thời gian phát triển cho tối ưu hóa đa GPU chuyên biệt. Mặc dù DirectX 12 và Vulkan về mặt kỹ thuật cho phép hỗ trợ đa bộ điều hợp rõ ràng, nhưng việc thực sự sử dụng các tính năng đó lại rất phức tạp và làm tăng đáng kể chi phí phát triển.
Hình ảnh sản phẩm chính thức của card đồ họa Nvidia GeForce RTX 5090
Kết luận: Tương lai nào cho công nghệ đa GPU trong gaming?
Một sự trở lại thực sự, rộng rãi của gaming đa GPU, giống như thời kỳ SLI và CrossFire, là điều cực kỳ khó xảy ra. Các card đồ họa đơn vẫn tiếp tục phát triển về hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng, và các chi phí bổ sung, sự phức tạp cùng sự hỗ trợ hạn chế cho cấu hình đa GPU là những trở ngại lớn. Mặc dù có những tiến bộ công nghệ để làm cho nó đáng giá hơn, nhưng chính những tiến bộ công nghệ đó – như cải thiện API, kết nối nhanh hơn và bộ nhớ hợp nhất – lại là một phần lý do khiến chúng ta không còn cần nó nữa.
Bộ PC gaming hiện đại với màn hình hiển thị trò chơi Cyberpunk 2077
Dù vậy, điều này không phải là không thể. Cấu hình nhiều GPU đã là một lợi thế lớn khi nói đến năng suất, và không phải là không có khả năng khi với chi phí GPU ngày càng tăng, nhiều nhà phát triển sẽ dành thời gian tối ưu hóa cho cấu hình nhiều GPU để game thủ có thể kết hợp hai card đồ họa cũ hơn thay vì mua một chiếc mới đắt đỏ. Điều đó lại đòi hỏi một bo mạch chủ có hỗ trợ, và đó lại là một vấn đề khác. Hãy cùng chờ xem những diễn biến tiếp theo của công nghệ đồ họa trong tương lai!