Eingefleischte Spieler schwören auf Grafik-Performance. Nvidia bietet Gamern deshalb spezielle Grafikkarten für den Dual-Betrieb an – mit aktuellen Treibern auch für Linux.

Grafikkarten mit zwei Monitorausgängen werkeln bereits seit mehreren Jahren zuverlässig unter Linux. Auch Systeme mit einer AGP- und einer PCI-Grafikkarte funktionieren unter Linux mit ein wenig Handarbeit. Von Nvidia gibt es nun seit rund einem Jahr einen neuen Ansatz: Mainboards mit zwei PCI-Express Grafikkarten-Slots. Die Technik nennt sich Scalabe Link Interface (SLI) und benötigt spezielle Grafikkarten, die sich über die so genannte SLI-Brücke zusammenkoppeln lassen (siehe Abbildung 1). Damit verdoppeln einige Spiele ihre Performance. Im Januar hat Nvidia auch schon ein System mit vier Grafikkarten vorgestellt. Details zu SLI finden Sie in der “SLI-Zone” [1] und im Nvidia Programmer Guide [2].

Installation

Unter Linux funktioniert der SLI-Modus der Nvidia-Karten seit Version 8174 der proprietären Treiber; ohne diese lassen sich zwar beide Grafikkarten nutzen, aber nicht im Performance-steigernden Parallel-Modus. Mainboards mit SLI-Support arbeiten auch mit lediglich einer Grafikkarte – der Hersteller der Hauptplatine liefert dazu einen Ersatzdongle, der die zweite GPU ersetzt. Auf dem MSI-Testboard (siehe Kasten “Testsystem”) befindet sich dieser Dongle zwischen den zwei PCI-Express-Slots. Je nachdem, wie er eingesteckt ist, arbeitet das System mit einer oder beiden Grafik-Boards.

Die Installation von Suse Linux 10.0 verläuft auf dem Testsystem problemlos. Suse erkennt beide Karten und richtet die grafische Oberfläche ohne Nvidia-Treiber perfekt ein. Auch ein Dualsystem mit zwei Monitoren lässt sich problemlos ohne proprietäre Treiber aufsetzen. Allerdings gelingt es dann nicht, unter der grafischen Oberfläche gleichzeitig VGA- und DVI-Ausgang einer Karte zu benutzen. Das Bild des DVI-Ausgangs weist enorme Artefakte auf. Auf der Konsole und im Vesa-Modus funktionieren hingegen beide Anschlüsse problemlos. Um mit der vorgestellten Konfiguration ein Dual-Monitor-System zu betreiben, sind also zwei Karten nötig. Vier Monitore optimal anzusteuern vermag das Testsystem nur im Textmodus.

Nach der Installation des Nvidia-Treibers ist der SLI-Modus zunächst deaktiviert. Um ihn einzuschalten geben Sie als Root den Befehl nvidia-xconfig --sli=on ein und starten danach den X-Server neu. SLI-Karten kennen vier verschiedene Modi:

• off – keine SLI-Unterstützung, jede Karte arbeitet für sich,
• AFR (Alternate Frame Rendering) – die Karten berechnen die einzelnen Bilder abwechslungsweise,
• SFR (Split Frame Rendering) – die Karten berechnen je die Hälfte eines Bildes,
• SLIAA (SLI Antialiasing) – Frame-Rendering mit einer von Nvidia entwickelten Antialiasing-Methode für eine besonders effektive Kantenglättung.

Schalten Sie SLI mit dem Befehl nvidia-xconfig --sli=on ein, so benutzt der Treiber automatisch eine der drei Frame-Rendering-Varianten. Möchten Sie den Rendering-Modus selbst bestimmen, dann wählen Sie als Parameter das entsprechende Kürzel, zum Beispiel --sli=AFR. Eine detaillierte Dokumentation zum aktuellen proprietären Treiber von Nvidia finden Sie in der SLI-Dokumentation [3].

SLI- und Multihead-Modus schließen sich gegenseitig aus. Möchten Sie also zwei Bildschirme im Xinerama- oder TwinView-Modus benutzen, müssen Sie auf SLI verzichten – beziehungsweise den X-Server ohne SLI neu starten.

Die Benchmarks

SLI soll in erster Linie die Performance von Spielen steigern. Wir testeten deshalb das Dualkarten-System mit Nexuiz – einem freien First Person Shooter, der auf der Quake1-Engine aufbaut – sowie den Linux-Versionen von Doom3 und Quake4. Der Versuch, auch Windows-Spiele über den Emulator Cedega zu testen, schlug fehl, da Cedega Probleme mit 64-Bit-Rechnern hat. Es gelang uns zwar, Civilization IV und Need for Speed zu installieren. Die Spiele zu starten, schlug jedoch selbst im 32-Bit-Modus fehl.

Mit glxgears erzielte unser System eine Frame-Rate von 7628 FPS und 663 FPS im Vollbildmodus 1280 x 1204. Diese Angaben dienen als Referenz für Ihre Grafikkarte. Glxgears arbeitet ohne SLI leicht schneller, da bei derart hohen Frame-Raten der so genannte Overhead – die Koordinationsarbeiten zwischen den beiden Grafikkarten – auf Kosten der Performance gehen.

Abbildung 2 zeigt die Bildwiederholraten der drei Spiele mit einer Auflösung von 1280 x 1204. Bei sämtlichen Spielen schalteten wir den besten visuellen Modus mit 16-fachem Antialiasing ein. Das auf der Quake1-Engine basierende Nexuiz verdoppelt seine Frame-Rate mit SLI. Anscheinend ist dies dem SDL-Support der Linux-Version zu verdanken. Auch andere SDL-Spiele – etwa der 3D-Breakout-Klon Briquolo – verdoppelten Ihre Frame-Rate mit SLI. Bei Quake4 bringt SLI nur einen leichten Performance-Gewinn. Mit Doom3 sind keine Unterschied mess- oder spürbar. Das hängt damit zusammen, dass Quake und Doom in den aktuellen Versionen die maximale Bildwiederholrate auf 63 FPS beschränken.

Abbildung 2: Frame-Raten von Nexuiz, Doom3 und Quake4 bei einer Auflösung von 1280 x 1024 Pixeln mit und ohne SLI.

Subjektiv konnten wir auch bei Quake4 keinen Unterschied zwischen dem SLI- und dem Ein-Grafikkarten-Modus feststellen: mit 40 Frames pro Sekunde lässt sich der Shooter flüssig spielen. Sinken die Frame-Raten bei Doom3 oder Quake4 mit SLI, müssen Sie vor dem Start des Spiels erst in der Konsole mit dem Befehl export __GL_DOOM3=1 die entsprechende Variable setzen, damit der Nvidia-Treiber den passenden SLI-Modus wählt, dann im gleichen Terminal-Fenster das Spiel starten.

Auch bei der 1600er-Auflösung (Abbildung 3) gelang es Doom3 nicht, unsere Grafikkarte auszureizen. Es ließ sich weiterhin mit 63 FPS spielen. Quake4 kam ohne SLI bereits nahe an die erträgliche Grenze von 25 FPS, jetzt merkten wir auch im Spiel die Performance-Vorteile von SLI. Nexuiz lieferte zwar deutlich geringere Frame-Raten als bei einer Auflösung von 1280 x 1024, den Spielfluss beeinflusste die höhere Auflösung jedoch nicht.

Abbildung 3: Frame-Raten von Nexuiz, Doom3 und Quake4 bei einer Auflösung von 1600 x 1200 Pixeln mit und ohne SLI.

Fazit

SLI kann unter Linux nicht wirklich überzeugen. Zwar lassen sich deutliche Performance-Steigerungen nachweisen, diese beginnen jedoch erst bei Auflösungen von 1600 x 1200. Auf der anderen Seite spielen Sie mit zwei relativ günstigen SLI-Karten (je 100 Euro) immer noch billiger, als mit einer Karte aus dem oberen Preissegment . Für Bildgrößen bis 1280 x 1024 bietet aber die zusätzliche Geforce GT6600 kein Performance-Plus.

Negativ fiel auch auf, dass der Dualhead-Modus nur mit zwei Karten funktionierte und nicht über DVI und VGA. Hier handelt es sich aber vermutlich um ein Linux-Problem. Möchten Sie zwei Bildschirme benutzen, dann fahren Sie deshalb mit einer traditionellen Multihead-Karte besser.