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桥接/原生PCI-E孰更好?

来源:互联网 作者:佚名 时间:2015-01-30 10:27
转接的PCI Express显卡还能保证性能吗?但如果彻底抛弃AGP是否又让你心有不甘?来看看新一代显卡的两大争议,这会决定你将购买什么样的下一代显卡。 ATi和nVIDIA在PCI Express x16的部署上采用了两种截然不同的方式。ATi使用GPU内建控制器,即原生方式;nVID
转接的PCI Express显卡还能保证性能吗?但如果彻底抛弃AGP是否又让你心有不甘?来看看新一代显卡的两大争议,这会决定你将购买什么样的下一代显卡。
ATi和nVIDIA在PCI Express x16的部署上采用了两种截然不同的方式。ATi使用GPU内建控制器,即原生方式;nVIDIA则在显示卡PCB上集成单独的桥接芯片,配合AGP8x规格GPU,支持PCI Express 16x。前者称桥接会带来兼容性问题,导致性能下降,而后者坚持桥接方式更符合过渡环境,到底谁能够挥发新接口的特点呢?
一、桥接不经济?
原生可以让GPU充分利用PCI Express的带宽,免去桥接方案数据传输响应的延迟性。提供上行4GB/s和下行4GB/s的数据传输带宽,ATi表示桥接方式无法提供如此之大的数据传输带宽,而且原生方式更加经济,因为它无需添加桥接芯片的生产成本
是,ATi没有说明AGP8x、PCI Express x16兼容产品所产生的成本。对PCI Express显示卡制造厂商来说,设计原生显示卡,无需考量集成桥接芯片的难度和成本,也无需考虑因为桥接芯片所导致的兼容性问题。ATi认为,PCI Express桥接显示卡在开机通电启动过程当中,会产生延迟反应,并不支持PCI Express所有的特性,特别是不支持高阶电源管理。但这一点却被nVIDIA否认了。
二、原生会变慢?
nVIDIA认为,所有的桥接芯片至少可以维持“AGP12X”的速度,也就是实现3.1GB/s的数据传输带宽。nVIDIA认为,有效PCI Express带宽比理论PCI Express带宽更加重要。为此,nVIDIA还专门给出计算有效PCI Express带宽的公式,即有效PCI Express带宽=理论PCI Express带宽×(请求数据尺寸/(请求数据尺寸 封包数据超出尺寸)×效率。Geforce PCX系列GPU的请求数据尺寸是64-byte,封包数据超出尺寸是20 bytes,因此有效PCI Express带宽是3GB/s
如果按照这个算法的话,ATi原生PCI Express GPU的请求数据尺寸是32-byte,有效PCI Express带宽降低到2.5GB/s,甚至低于“AGP12X”提供的数据传输带宽。
nVIDIA PCI Express桥接方案细节也回击了ATi对数据传输响应延迟性的说法。nVIDIA认为,GPU对响应延迟性的适应能力,大大超越芯片组和总线对显卡的延迟。
在成本上,nVIDIA宣称桥接方案才让显示卡厂商节省成本,更加经济。尽管显示卡厂商需要在PCB上再添加一颗HSI芯片,但是nVIDIA表示,HSI芯片避免了为PCI Express专门开发原生PCI Express 图形芯片,节省费用高达2千万美元,因此显示卡厂商可以获得比原生PCI Express 图形芯片价格更低的图形芯片,另外,HSI芯片也可以反向使用,让原生PCI Express 图形芯片支持AGP8X显示卡插槽,进一步降低显示卡厂商的生产成本。
三、桥接让产品更灵活
ATi的PCI Express战略依赖于一系列采用原生PCI Express方案的GPU产品,如即将发布的R423、RV380等等。除去内建PCI Express控制器和数据传输界面,ATi的PCI Express x16 GPU产品的3D架构和AGP8x产品完全一致。
nVIDIA PCI Express桥接方案的直接产物,就是GeForce PCX系列图形芯片,GeForce PCX系列产品采用High-Speed Interconnect(HIS)高速互连桥接芯片,简称HIS桥接芯片。HSI桥接是AGP到PCI Express之间的可逆传输接口,对软件完全透明。HSI桥接目前提供将AGP图形芯片连接到PCI Express总线的功能,不过HSI桥接未来也可以提供将PCI Express图形芯片连接到AGP总线的功能。
nVIDIA的GeForce PCX显示卡利用HSI桥接,将GPU的AGP界面连接到PCI Express x16显示卡插槽。为了尽可能地保留PCI Express传输带宽,nVIDIA将旗下NV3x系列GPU的AGP界面工作频率提升2倍,从AGP8X提升到“AGP16X”。HSI桥接采用“AGP16X”工作频率和GPU进行数据交换,提供总共4.2GB/s的数据传输带宽,并且支持双向数据传输虽然HSI桥接提供的带宽只及PCI Express x16的一半,但是GPU在大多数情况下,都是从CPU下载数据。虽然PCI Express数据传输采用串行数据包模式,还需要承担寻址、信号控制、纠错等等控制功能,以64KB数据包计算,单向下载带宽实际上也只有3GB/s,无法到达理论上的4GB/s水准,但是GPU通常只需要1GB/s的带宽来上传数据到CPU。因此,nVIDIA的HSI桥接模式理论上还是可以满足PCI Express GPU数据传输对带宽需求的。
四、缺乏手段验证
在PCI Express图形芯片第一轮较量当中,ATi似乎通过原生方案占据了技术上的主动。但是,nVIDIA凭借HSI桥接方式,在大幅度降低研发和显示卡生产成本的同时,也以有效传输带宽的概念,巧妙地避开了ATi原生方案的攻击。让HSI桥接实现GeForce PCX系列对PCI Express 16X的支持。
长远来看,新一代图形芯片都将采用PCI Express 16X原生方案,HSI桥接模式只是nVIDIA用来抢占PCI Express显示卡市场的手段,nVIDIA新一代NV4x图形芯片都将采用PCI Express 16X原生方案(NV40依然采用旧有的AGP8X)。
尽管ATi、nVIDIA最终都将走到PCI Express 16X原生道路上,尽管PCI Express 16X原生方案可以提供双向8GB/s的理论数据传输带宽,但是就目前情况来看,还没有应用软件或者游戏可以充分利用到PCI Express 16X的数据传输带宽。我们看到当年AGP4X过渡到AGP8X,而图形子系统性能提升微乎其微的一幕再度上演。看来,应用软件和游戏还需要重新设计,充分挖掘利用PCI Express 16X数据传输带宽,而这个过程可能长达几年时间。
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