Alles, was Sie über Nvidia NVLink-kompatible Karten wissen müssen: Von der RTX 3090 bis zur GeForce RTX 30-Grafikserie

Jason Reeves

Jason Reeves

Nvidias NVLink ist ein bedeutender Fortschritt in der Hochleistungsgrafikverarbeitung. Es wurde entwickelt, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der Daten zwischen GPUs übertragen werden, und ermöglicht es Benutzern, die Leistung ihrer Systeme zu entfesseln, wenn ressourcenintensive Anwendungen wie Spiele, KI-Training oder wissenschaftliche Simulationen ausgeführt werden. In diesem Beitrag geben wir einen Überblick über die verschiedenen Arten von NVLink-kompatiblen Karten, die heute erhältlich sind – angefangen bei der massiven RTX 3090 bis hin zu verschiedenen Auswahlmöglichkeiten aus der GeForce RTX 30-Serie – und gehen darauf ein, was jede davon einzigartig macht. Wenn man sich diese Grafikprozessoren genau ansieht (einschließlich Datenblätter), sollten die Leistungszahlen transparenter darüber sein, was sie zusammen leisten können und nicht nur manchmal allein, da es auch einige Kompatibilitätsfunktionen gibt, die von vielen Leuten bisher möglicherweise übersehen wurden! Wenn Sie also Ihr Computererlebnis verbessern möchten, lesen Sie diesen Leitfaden bis zum Ende. Dieser Leitfaden richtet sich an Enthusiasten und Profis, die mehr darüber erfahren möchten, wie sie das Beste aus den neuesten technologischen Fortschritten von Nvidia wie NVlink herausholen können.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Nvidia NVLink und wie funktioniert es?

Die NVidia NVLink Bridge ist ein Hardwareelement, das mehrere GPUs physisch verbindet, beispielsweise die Nvidia GeForce RTX 3090, sodass sie direkt über NVLink kommunizieren können. Im Vergleich zu herkömmlichen PCIe-Verbindungen hat diese Punkt-zu-Punkt-Verbindung eine viel größere Bandbreite, wodurch die Latenzzeit verringert und der Gesamtdatendurchsatz erhöht wird. Damit NVLink funktioniert, muss diese Bridge vorhanden sein, da sie den nahtlosen Informationsaustausch zwischen zwei oder mehr Grafikprozessoren (GPUs) ermöglicht, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Nvidia GeForce RTX 3090, die in Hochleistungsrechenaufgaben verwendet wird. Durch die Verwendung der NVIDIA VR SLI Bridge können Benutzer eine bessere Leistung sowie Effizienz bei Anwendungen erzielen, die enorme Mengen paralleler Verarbeitungskapazitäten erfordern, wie z. B. Spiele, künstliche Intelligenzforschung (KI), komplexe Simulationen und andere.

NVLink steigert die GPU-Beschleunigung durch Multi-GPU-Kommunikation erheblich. Dies ist entscheidend für Aufgaben, die große Datenübertragungen erfordern, wie Deep Learning, Rendering oder Computersimulationen. Im Vergleich zu PCIe bietet NVLink mehr Bandbreite und weniger Latenz, was eine schnellere und reibungslosere Informationsübertragung zwischen GPUs bedeutet. Durch diese Verbesserung der Fähigkeit, Vorgänge gleichzeitig auf verschiedenen Geräten auszuführen, wird die Rechenzeit verkürzt, was zu einer besseren Leistung auf Systemebene führt, da Engpässe bei der Kommunikation zwischen GPUs beseitigt werden, die die Verarbeitungsgeschwindigkeit zwischen Grafikkarten verlangsamen.

Physische Brücke zwischen den Karten

Was die physische Verbindung zwischen den Karten betrifft, Nvidia NVLink Bridge ist eine unverzichtbare Hardware, die mehrere GPUs verbindet und so eine direkte Kommunikation über NVLink ermöglicht. Diese Bridge stellt Verbindungen mit ultrahoher Bandbreite viel schneller her als herkömmliche PCIe-Schnittstellen. Top-Quellen zufolge kann diese Bridge die verfügbare Bandbreite zwischen verbundenen GPUs verdoppeln oder vervierfachen und so die Latenz erheblich reduzieren. Verschiedene GPU-Modelle wie Nvidia GeForce RTX 3090 und RTX A5000 haben unterschiedliche Bridge-Designs, die auf eine Verbesserung der Konnektivität und Datenübertragungsraten abzielen. Ein solcher direkter Kommunikationspfad ist sehr wichtig für Aufgaben wie umfangreiche KI-Berechnungen, Deep-Learning-Workloads oder hochwertiges 3D-Rendering, bei denen Geschwindigkeit und Effizienz der Kommunikation zwischen GPUs entscheidende Faktoren sind.

Welche Nvidia-GPUs unterstützen NVLink?

Nvidia GeForce RTX-Serie

Beginnend mit der RTX 2070 Super unterstützt die Nvidia GeForce RTX-Serie NVLink. Zu den höherwertigen Modellen gehören die RTX 2080, RTX 2080 Super und RTX 2080 Ti. Modelle wie die RTX 3090 sind auch in der RTX 30-Serie NVLink-kompatibel. Diese GPUs steigern die Leistung für Anwendungen, die eine hohe Parallelverarbeitung erfordern, erheblich, da NVLink eine effiziente Datenübertragung zwischen den GPUs ermöglicht. Gamer, Forscher und Profis können diese Technologie für Echtzeit-Raytracing und andere Aufgaben verwenden, die eine verbesserte Rechenleistung erfordern, wie z. B. Deep Learning oder komplexe Simulationen.

Verschiedene Hochleistungsmodelle, die für professionelle Workloads entwickelt wurden, unterstützen NVLink in der Nvidia Quadro-Serie. Die Quadro RTX 6000 und RTX 8000 sind Beispiele; sie können KI-, VR- und 3D-Rendering-Aufgaben unterstützen, da sie NVLink-kompatibel sind. Diese GPUs unterstützen eine bidirektionale Bandbreite von bis zu 100 GB/s, was eine schnelle Datenübertragung mit reduzierter Latenz ermöglicht und sie somit optimal für die wissenschaftliche Forschung, die Medien- und Unterhaltungsbranche sowie die Architekturvisualisierung geeignet macht, wo leistungsstarke Multi-GPU-Setups enorme Leistungsvorteile bringen.

Wie verbinde ich mehrere GPUs mit NVLink?

Um mehrere GPUs über NVLink zu verbinden, ist eine Nvidia NVLink Bridge erforderlich, die zu Ihren GPU-Modellen passt, beispielsweise zur Nvidia GeForce RTX 3090 oder RTX A5000. Schalten Sie zunächst Ihren Computer aus und nehmen Sie die Seitenabdeckung ab, um an die GPU-Steckplätze zu gelangen, in denen Sie eine Nvidia GeForce RTX 3090- oder RTX A5000-Grafikkarte installieren. Jede GPU sollte sicher in einem PCIe-Steckplatz auf dem Motherboard platziert werden. Befestigen Sie dann eine NVLink Bridge an der Oberseite der GPUs, wo sich ihre NVLink-Anschlüsse befinden. Stellen Sie sicher, dass sie fest angebracht ist, damit eine optimale Datenübertragung schnell erfolgen kann. Sobald dieser Vorgang physisch abgeschlossen ist, schließen Sie Ihr Gehäuse, indem Sie es wieder auf die Seitenabdeckung setzen, bevor Sie es erneut starten. An diesem Punkt sollte das System alle GPUs korrekt erkennen; mit den richtigen Treibern und der richtigen Software kann nVidia so konfiguriert werden, dass die Kommunikation zwischen verschiedenen GPUs durch erhöhte Leistungsstufen möglich ist.

Einrichten von Multi-GPU-Konfigurationen

Um Multi-GPU-Konfigurationen einzurichten, stellen Sie sicher, dass Ihr System die NVLink-Hardware- und Softwareanforderungen erfüllt. Installieren Sie die Grafikkarten in den PCIe-Steckplätzen und befestigen Sie sie ordnungsgemäß. Schließen Sie dann die NVLink Bridge an die NVLink-Anschlüsse der GPUs an, schalten Sie Ihren PC ein und laden Sie die erforderlichen Treiber von der offiziellen Website von Nvidia herunter.

Öffnen Sie anschließend die Nvidia-Systemsteuerung und wechseln Sie zur Registerkarte „SLI, Surround, PhysX konfigurieren“. Aktivieren Sie SLI, indem Sie den Anweisungen auf dem Bildschirm folgen und sicherstellen, dass Ihr Grafikkarten-Setup NVLink unterstützt. Überprüfen Sie, ob die GPUs richtig miteinander verbunden sind und NVLink aktiv ist. Auf diese Weise können Sie die gesamte verfügbare Leistung mehrerer Grafikprozessoren nutzen, beispielsweise beim Rendering, bei Simulationen oder Deep-Learning-Berechnungen. Firmware-Updates sollten regelmäßig durchgeführt werden, um die Leistung durch Treiberverbesserungen kontinuierlich zu optimieren.

Motherboard- und Steckplatzanforderungen

Für ein Multi-GPU-Setup mit NVLink muss das Motherboard über mehrere PCIe x16-Steckplätze für Ihre Grafikkarten verfügen. Diese sollten PCIe 3.0 oder höher sein, um schnellere Datenübertragungen mit NVLink 2.0 zu ermöglichen. Darüber hinaus muss der Chipsatz des Motherboards NVLink unterstützen, was normalerweise in Gaming- oder Workstation-Motherboards für den professionellen Einsatz zu finden ist. Stellen Sie sicher, dass Ihr Netzteil (PSU) über genügend Watt und Stromanschlüsse (normalerweise 6-polig und 8-polig) für mehr als eine GPU verfügt. Außerdem sollte zwischen den PCI-Express-Steckplätzen genügend Platz sein, damit sie nicht überhitzen und eine ausreichende Luftzirkulation um sie herum gewährleistet ist. Es ist ratsam, das BIOS regelmäßig zu aktualisieren, um die Kompatibilität und Leistungsstabilität zu verbessern.

Welche Arten von NVLink-Brücken sind verfügbar?

Die Nvidia NVLink Bridge ermöglicht die nahtlose Zusammenarbeit mehrerer GPUs und verbessert so die Leistung erheblich. Einige wichtige Funktionen sind:

  1. Hohe Bandbreite: Jede NVLink-Verbindung bietet Datenübertragungsraten von bis zu 25 GB/s, was eine schnelle Kommunikation zwischen den Grafikverarbeitungseinheiten ermöglicht.
  2. Geringe Latenz: Die Brücke reduziert die Latenz im Vergleich zur herkömmlichen PCIe-Kommunikation und gewährleistet so einen schnelleren Informationsaustausch und eine bessere Synchronisierung, die für die Unterstützung von NVLink erforderlich ist.
  3. Flexible Skalierbarkeit: Je nach für NVLink verwendetem Bridge-Modell können unterschiedliche Konfigurationen unterstützt werden, die die Verknüpfung von zwei oder mehr GPUs ermöglichen.
  4. Kompatibilität: NVLink wurde so entwickelt, dass es mit verschiedenen Nvidia-GPUs kompatibel ist, insbesondere mit denen der professionellen Quadro- und GeForce-Familien.
  5. Effiziente Nutzung: FP32- (einfache Genauigkeit) und FP64-Workloads (doppelte Genauigkeit) erzielen erhebliche Gewinne und sind daher für rechenintensive Aufgaben geeignet.
  6. Verbesserte Leistung: NVLink ist eine unverzichtbare Technologie für Multi-GPU-Workloads, bei denen Ressourcen, wie z. B. KI-Trainingssimulationen oder High-End-Gaming, effektiv gebündelt werden müssen, da sie diese erheblich verbessert.

Diese Eigenschaften sorgen dafür, dass sich kein Systembauer für etwas Geringeres als eine Nvidia NV Link Bridge entscheiden sollte, wenn er das maximale Potenzial seiner zahlreichen Grafikkarten ausschöpfen möchte.

Unterschiede zwischen 2-Slot-, 3-Slot- und 4-Slot-Brücken

Nach meinen Erkenntnissen aus den wichtigsten Quellen von Google sind die Hauptunterschiede zwischen 4-Slot-, 3-Slot- und 2-Slot-NVLink-Brücken ihre physischen Abmessungen und die Anzahl der Grafikprozessoren, die an sie angeschlossen werden können. Eine 2-Slot-Brücke verbindet zwei GPUs, die auf dem Motherboard eng beieinander platziert sind, genauer gesagt zwei Slots voneinander entfernt. Dies ist ideal für kleine Builds mit begrenztem Platz, die jedoch eine schnelle Datenübertragung zwischen Grafikkarten erfordern.

Eine NVLink Bridge mit drei Steckplätzen eignet sich für Setups mit einem Abstand von drei Steckplätzen zwischen den einzelnen GPUs. Ein solches Design bietet mehr Freiheit bei der Platzierung der GPUs und verbessert die Luftzirkulation und Kühllösungen, die insbesondere bei wärmeerzeugenden Hochleistungssystemen erforderlich sind.

Andererseits funktioniert eine NV Link Bridge mit vier Steckplätzen am besten, wenn die Grafikprozessoren möglichst weit voneinander entfernt sind, also vier Steckplätze voneinander entfernt; dies bietet den größtmöglichen Abstand zwischen den GPUs. Dies ist normalerweise bei größeren Konfigurationen der Fall, wie etwa bei professionellen Workstations oder Rechenzentren, bei denen optimale Kühloptionen neben Erweiterungsmöglichkeiten im Vordergrund stehen, insbesondere bei der Verwendung mehrerer GeForce-Karten.

Diese unterschiedlichen Steckplatzkonfigurationen ermöglichen die Auswahl einer geeigneten Brücke je nach der jeweiligen Systemarchitektur und den Kühlungsanforderungen.

Auswahl der richtigen Brücke für RTX 3090 und 30er-Serie

Bei der Auswahl der richtigen NVLink-Brücke für die RTX 3090 und andere GPUs der 30er-Serie müssen der Abstand der Motherboard-Steckplätze und die Kühlkapazitäten des Systems berücksichtigt werden. Die Top-Ergebnisse bei Google zeigen uns, dass es mehrere Dinge zu beachten gibt:

  1. Steckplatzabstand: Die RTX 3090 benötigt aufgrund ihrer größeren Kühlkörper und Kühllösungen, die für den ordnungsgemäßen Betrieb von NVLink 2.0 erforderlich sind, viel Platz. Je nachdem, ob Sie zwei, drei oder vier Steckplätze zwischen Ihren GPUs haben, benötigen Sie eine NVLink-Brücke, die diesem Abstand entspricht, damit Ihre GPUs richtig passen und optimal funktionieren.
  2. Kühlung: Eine gute Kühlung ist für Hochleistungsgrafikkarten wie die RTX 3090 unerlässlich. Eine 3- oder 4-Slot-Brücke kann den Luftstrom und die Kühleffizienz verbessern, indem sie Staus reduziert, sodass mehr Luft um die Karten zirkulieren und die Wärme besser ableiten kann.
  3. Systemarchitektur: Ihre NVLink-Brücke sollte auch mit Ihrer speziellen Systemarchitektur gut funktionieren. Wenn beispielsweise Platz knapp ist (z. B. bei kleinen Formfaktor-Builds), ist eine 2-Slot-Brücke möglicherweise die beste Wahl. Im Gegensatz dazu würden größere Setups wie professionelle Workstations, die viele Kühloptionen und erweiterte Konfigurierbarkeit erfordern, von der Verwendung einer 4-Slot-Brücke profitieren.

Um maximale Kompatibilität mit der Architektur und den Kühlungsanforderungen Ihres Systems zu gewährleisten, ziehen Sie bei der Auswahl der GPU-Setup-Optimierung, die am dringendsten benötigt wird, entweder das Handbuch der Hauptplatine oder die Herstellerspezifikationen zurate und richten Sie sich dabei auch nach diesen Faktoren.

Vorteile der Verwendung von NVLink im Hochleistungsrechnen

Hochgeschwindigkeitsbandbreite und Datenübertragung

Die NVLink-Innovation ermöglicht einen schnelleren Datenaustausch und geringe Latenzzeiten in High-Performance-Computing-Umgebungen (HPC). NVLink bietet im Vergleich zu herkömmlichen PCIe-Verbindungen schnellere Datenübertragungsraten und bietet daher eine effizientere Möglichkeit für die Kommunikation von GPUs untereinander. Diese größere Bandbreite ist bei Anwendungen, die massive parallele Verarbeitung erfordern, wie wissenschaftliche Simulationen, Deep Learning oder komplexe Datenanalysen, von entscheidender Bedeutung. Indem diese Technologie einen schnelleren Informationsaustausch zwischen Geräten ermöglicht, reduziert sie auch die Rechenzeit und verbessert so die Gesamtleistung des Systems. Allein aufgrund dieser Funktion kann die Verwendung von NVLinks in HPC-Setups die Lösungszeiten für rechenintensive Aufgaben erheblich beschleunigen.

Vorteile gegenüber herkömmlichem SLI

Im Vergleich zu SLI bietet NVLink viele Vorteile. Seine Bandbreite ist besser als bei SLI, was den Datentransfer zwischen GPUs effizienter macht und Engpässe minimiert. Diese Funktion ist praktisch für Aufgaben, die ein hohes Maß an Parallelisierung erfordern, wie KI-Training oder anspruchsvolle wissenschaftliche Berechnungen. Ein weiterer Vorteil von NVLink ist die Unterstützung einer höheren Skalierbarkeit, d. h. die Möglichkeit, mehr GPUs miteinander zu verbinden, ohne in solchen Fällen unter den typischen Leistungseinbußen zu leiden, die mit SLIs verbunden sind. Zusätzlich zu all diesen Vorteilen sorgt NVLink auch für eine verbesserte Datenkohärenz und -synchronisierung und verbessert so die Gesamtleistung erheblich, insbesondere bei Verwendung in Hochleistungs-Computing-Anwendungen.

Verbesserte Grafikleistung und Workload-Management

NVLink kann die Grafikleistung steigern und Arbeitslasten gut bewältigen, da es bessere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und Latenzzeiten bietet. Dies unterstützt sogar hochwertiges Grafik-Rendering in Anwendungen wie Virtual Reality, erweitertem Rendering und komplexen Simulationen, indem eine GPU mit der nächsten kommunizieren kann. Darüber hinaus ermöglicht es einen reibungslosen Informationsaustausch zwischen GPUs, wodurch die Ressourcennutzung optimiert und die Verarbeitungszeit verkürzt wird. Dadurch wird die Ausführung anspruchsvoller Anwendungen nahtlos und effizient, so dass einige sagen könnten, ohne NVLink hätten wir dieses Niveau mit Hochleistungs-Computerumgebungen nicht erreicht.

Referenzquellen

NVLink

Grafikkarte

Nvidia

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

A: Nvidia NVLink ist eine Technologie, die eine Verbindung mit hoher Bandbreite und geringer Latenz für die Kommunikation zwischen mehreren GPUs bietet, die schneller ist als herkömmliche PCIe-Verbindungen. Dies ist für RTX-Karten wie die GeForce RTX 3090 von entscheidender Bedeutung, da es die Leistung bei KI-Trainings-, Simulations- und 3D-Rendering-Workloads erheblich verbessert.

A: Einige Nvidia-Grafikkarten, die NVLink unterstützen, sind GeForce RTX 3090, RTX A6000 und bestimmte Quadro RTX-Modelle. Sie sollten das jeweilige Modell überprüfen, um die Kompatibilität sicherzustellen.

A: Sie können NVLink mit Ihrer Grafikkarte der GeForce RTX 30-Serie verwenden. Insbesondere können Sie es auf Ihrer GeForce RTX 3090 oder RTX A5000 verwenden. Allerdings unterstützen nicht alle Karten der 30-Serie NVLink. Sehen Sie sich daher die Kompatibilitätstabelle an und bestätigen Sie dies anhand Ihres spezifischen Kartenmodells.

A: Um NVLink auf Ihrer GeForce RTX 3090 zu aktivieren, benötigen Sie zwei identische GeForce RTX 3090-Grafikkarten, eine NVIDIA SLI HB Bridge (empfohlen) oder eine NVIDIA SLI Bridge (in verschiedenen Größen erhältlich) und ein Motherboard, das SLI/NVLink unterstützt.

A: Die Hauptunterschiede zwischen den verschiedenen Modellen der NVIDIA NVLINK BRIDGE sind die Anzahl der Steckplätze und die unterstützten GPU-Konfigurationen. Beispielsweise sind NVIDIA SLI HB-Brücken mit einem Steckplatzabstand (40.64 mm) erhältlich, die zwei passende Quadro GV100s verbinden, mit vier Steckplätzen (81.28 mm) die zwei passende GeForce RTX 2080Ti-, TITAN RTX- und Quadro RTX 8000-Karten verbinden, und mit drei Steckplätzen (60.96 mm) die zwei passende GeForce RTX 2080 Super-, 2070 Super- oder 2080-Karten verbinden.

A: Durch die doppelte Bandbreite von PCIe 3.0 ermöglicht PCIe 4.0 eine schnellere Datenübertragung zwischen CPUs und GPUs. In Kombination mit NVLink kann dies die Gesamtleistung mehrerer GPUs in Anwendungen steigern, die Hochgeschwindigkeitskommunikation erfordern, wie z. B. Deep Learning, Simulationen oder komplexe Rendering-Aufgaben. Es könnte auch dazu beitragen, Systemengpässe zu beseitigen, um die Leistung von NVLink zu ergänzen.

A: Die GeForce RTX 3090 verfügt über etwa 112.5 GB/s der neuesten Grafikkartenverbindung von NVIDIA, NVLink Version 3.0 (NVLink XNUMX). Sie ist für schnelle und effiziente Datenübertragungen zwischen mehreren GPUs konzipiert, was Anwendungen, die eine hohe Rechenleistung erfordern, enorm zugutekommt.

F: Benötige ich eine spezielle GeForce RTX 3090 OC Edition-Brücke?

A: Sie benötigen die spezielle Bridge, die nur für die GeForce RTX 3090 OC Edition hergestellt wurde. Es handelt sich um eine „GeForce RTX NVLink Bridge 4-Slot für Grafikkarten der Serien 3090 und 30“. Sie wurde entwickelt, um maximale Kompatibilität mit dieser bestimmten Karte zu gewährleisten und gleichzeitig ihre potenzielle Leistung zu maximieren.

A: Nein, beide GPUs müssen gemäß den Anforderungen der NVLink-Technologie identische Modelle sein. Daher ist es nicht möglich, verschiedene Typen wie diese beiden Karten zu kombinieren – eine davon ist aus einer älteren Generation als die andere, die möglicherweise auch unterschiedliche Fähigkeiten hat, wie Speicherkapazität oder Anzahl der verfügbaren CUDA-Kerne usw. (falls zutreffend). Mit anderen Worten: Sie können keine Nvidia-Link-Verbindung zwischen diesen beiden Grafikbeschleunigern herstellen, da es sich nicht um Geräte desselben Typs handelt.

A: Über die Nvidia-Systemsteuerung und Softwaretools können Sie überprüfen, ob Ihr Computer erfolgreich über den Link verbunden wurde. Stellen Sie sicher, dass das System beide GPUs erkennt und die NVLink-Brücke korrekt installiert ist. Darüber hinaus können einige Benchmarking- oder Diagnosesoftware die Leistung von NVLink testen, um zu bestätigen, dass es wie erwartet funktioniert.

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