Перспективы pci express для графических карт

Перспективы pci express для графических карт

Введение

В первую очередь 90-х годов прошлого года случилось много событий: началась первая война с Ираком, СССР распался официально, в Штатах на трон взошёл Билл Клинтон, а в компьютерном мире показалась параллельная шина PCI — она стала непременным атрибутом любого компьютера (x86), заменив шину ISA. Само собой разумеется, в политике очень многое изменилось с того времени, но шина PCI так же, как и прежде имеет сильные позиции. И на другими словами собственные обстоятельства.

До недавнего времени она владела достаточной скоростью для собственных периферийных устройств, начиная от звуковых карт, контроллеров USB, компонентов ввода/вывода и заканчивая контроллерами твёрдых дисков. Потому, что видеокарты начали потребовать громадную пропускную свойство, показался интерфейс AGP, что был ускорен пара раз по окончании собственного первого бенефиса.

Но для современных материнских плат PCI стала узким местом, потому, что она предоставляет (в стандартном варианте) пропускную свойство 132 Мбайт/с, поделённую между всеми слотами в совокупности. Быстродействие периферийных устройств всегда увеличивалось, и всё чаще компоненты типа графических карт, твёрдых дисков, контроллеров USB и гигабитных сетевых карт Ethernet вступали в битву за пропускную свойство — вследствие того что эти по шине PCI хотели в один момент передать пара устройств.

Само собой разумеется, во многих современных чипсетах кое-какие из упомянутых устройств больше не подключаются к совокупности по PCI — заберём, например, интерфейс Intel CSA для гигабитного Ethernet. Так что в дальней возможности необходимо было отыскать новое ответ, которое предоставило бы новый, лучший, стремительный и более эластичный интерфейс для ответа указанной неприятности, — вместо инвестиций в создание каких-то частных ответов.

Современная карта с интерфейсом AGP 8x — ATI Radeon 9800 XT.

Видеоплаты до тех пор пока что далеки от указанной неприятности. Интерфейс AGP, специально разработанный для графических карт в середине 90-х, снабжает 2 Гбайт/с в собственной последней версии (AGP 8x), что даёт достаточно простора кроме того для будущих разработок. Но посмотрите в прошлое.

Когда-то считалось, что 640 кбайт ОЗУ будет достаточно для каждого… Исходя из этого переход на новую шину можно считать разумной инвестицией в будущее.

PCI Express

Новая шина предназначается для замены как PCI, так и AGP. Она именуется PCI Express, не смотря на то, что довольно часто это наименование уменьшают до PCIe либо PCIx. Но, не обращая внимания на схожесть заглавия с PCI-X, она не имеет с ней ничего общего. Отметим, что шина PCI-X употребляется во многих платах для серверов и рабочих станций.

Исходя из этого, для предотвращения кривотолков, в данной статье мы опустим какие-либо сокращения и будем придерживаться полного заглавия: PCI Express.

Линия шины PCI Express разрешает в один момент передавать данные в двух направлениях.

Дизайн архитектуры PCI Express всецело отличается от хорошей шины PCI. Начнём с того, что PCI Express применяет принцип последовательной передачи, что разрешает достигнуть более высоких тактовых частот. Добавим тот факт, что пара каналов PCI Express (либо линий) смогут сочетаться совместно для обеспечения предстоящей маштабируемости — к примеру, вероятны конфигурации x8 и x12.

Наконец, шина PCI Express снабжает одновременную передачу данных в двух направлениях с однообразной скоростью.

Сейчас возможно сказать о том, что слотом расширения для будущих материнских плат станет PCI Express x1. В этом случае x1 свидетельствует, что слот будет применять одну линию PCI Express, снабжающую пропускную свойство 250 Мбайт/с (500 Мбайт/с, если вы станете учитывать пропускную свойство в двух направлениях — полный дуплекс), — практически вдвое стремительнее стандартной PCI.

Помимо этого, периферийным устройствам больше не нужно будет конкурировать за пропускную свойство, потому, что любой слот снабжает личные 250 Мбайт/с.

Архитектура передачи данных PCI Express.

Видеоплаты будут применять слот x16 PCI Express. Да, совсем правильно, это указывает применение 16 линий, что снабжает большую пропускную свойство 4 Гбайт/с либо 8 Гбайт/с, в случае если сложить 4 Гбайт/с в обоих направлениях. Но суммарную пропускную свойство однако направляться разглядывать как маркетинговое значение — оно не через чур актуально для конечных пользователей, потому, что для графики серьёзна пропускная свойство в одном направлении.

Итак, мы взяли двукратное повышение пропускной свойстве если сравнивать с AGP 8x для графических карт. Звучит прекрасно? Но пройдёт достаточно большое количество времени, перед тем как мы заметим данный прирост в каких-либо приложениях, в особенности в играх.

Если вы не забывайте, переход от AGP 4x на AGP 8x не дал ощутимого прироста производительности — это подтверждают отечественные тесты.

Следующие тесты проводились на материнской плате Gigabyte GA-8IG1000 Pro (i865G) с установленными 1024 Мбайт памяти и процессором Intel Pentium 4 на частоте 3,2 ГГц. BIOS платы разрешает устанавливать скорость AGP 4x либо 8x.

Мы применяли драйверы Catalyst v4.2 для ATi и Forceware v53.03 для nVidia.

Инструмент VARMemBench разрешает нам протестировать дешёвую пропускную свойство AGP. Достаточно страно, но он не работает нормально с новейшими драйверами nVidia v55.06.

Что касается графических карт, то мы выбрали ATi Radeon 9800XT и nVidia GeForce FX 5950 Ultra с 256 Мбайт памяти любая и GeForce FX 5700 Ultra с 128 Мбайт. Сейчас память меньшего количества, к примеру 64 Мбайт, устанавливается лишь на карты начального уровня — они всё равняется не смогут обеспечить хорошую производительность в использованных нами приложениях.

В данной игре мы устанавливали максимальное уровень качества. Как вы имеете возможность подметить, производительность шины по большому счету ни на что не воздействует.

После этого мы запустили тот же самый тест с включением 4x FSAA и 8x анизотропной фильтрации. Эта конфигурация потребляет больший количество памяти, но кроме того 128-Мбайт FX 5700 Ultra не продемонстрировала каких-либо значимых отличий. Примечание: к сожалению, мы замечали постоянные провалы игры на карте Radeon 9800 XT в разрешении 1600×1200. Мы не знаем, виновата ли в этом аппаратная, либо программная часть.

Следующая протестированная нами игра — Halo. Будет ли отличие при более активном применении программ-шейдеров? Нет, к сожалению, — по крайней мере, на картах nVidia. ATi Radeon трудится мало медленнее с AGP 4x.

взглянуть на результаты AquaMark 3. Данный тест применяет много шейдеров и геометрии. И тут мы замечаем только маленькое отличие.

Те же самые результаты наблюдаются при включении анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания.

nVidia GeForce FX 5700
nVidia GeForce FX 5950U
ATi Radeon 9800 XT AGP 4x
AGP 8x
AGP 4x
AGP 8x
AGP 4x
AGP 8x
3dsmax-02 17.22 17.11 17.45 17.67 13.88 13.93
drv-09 63.55 64.13 68.44 68.84 35.23 35.15
dx-08 90.81 90.91 94.23 94.24 82.16 83.69
light-06 16.61 16.65 16.72 16.72 15.81 15.87
proe-02 17.18 17.73 17.4 18.22 14.56 14.66
ugs-03 9.41 9.41 9.46 9.46 22.95 22.96

В случае если мы не можем найти значительную отличие между AGP 4x и 8x в играх, то, быть может, другая события будут в 3D-приложениях для рабочих станций? Но, как вы имеете возможность подметить, и тут всё то же самое. FX 5950U чуть стремительнее в тесте proe-02 при применении AGP 8x, и на этом всё.

Каковы будут выводы? Результаты тестов говорят о том, что в сегодняшних приложениях нет особенного различия при применении AGP 4x либо 8x. Так что в случае если мы не видим отличия между пропускными свойствами 1 Гбайт/с и 2 Гбайт/с, то из-за чего мы ожидаем какого-либо улучшения от перехода к 4 Гбайт/с у PCI Express? Быть может, различные задержки шин и окажут влияние на производительность, но пока что, как мы видим, PCI Express не активизирует ничего, что относилось бы к графике.

Обстоятельство таковой ситуации несложна. Игры разрабатываются так, дабы не отправлять на видеоплату больше информации, чем с ней сможет совладать шина AGP. В противном случае в играх были бы заметны рывки. Кроме того, количество памяти, которым оснащаются современные карты (до 256 Мбайт), необходимость в нередкой подкачке данных, типа текстур, по AGP. И с внедрением PCI Express обстановка вряд ли изменится. В итоге, снабжаемые данной шиной 4 Гбайт/с кажутся забавными если сравнивать с пропускной свойством 30 Гбайт/с внутренней шины памяти карты. В общем, сброс текстур в оперативную память и их подкачка, будь то по AGP либо PCI Express, просто не через чур значимы.

Если вы включите функцию отображения графика производительности, которая реализована в заключительных драйверах nVidia v55.56 (без сертификата WHQL), то имеете возможность подметить, что Nascar Thunder 2004 сейчас есть одной из самых тяжёлых игр по геометрии и текстурам. Но кроме того эта игра не адресует больше, чем 64 Мбайт памяти в разрешении 1600×1200. Мы кроме этого совершили тесты AGP 4x/8x в данной игре — и не нашли отличий!

Так для чего же нам нужна шина PCI Express для графики? Фактически, основное её назначение в том, что она новая. И PR-отделы любимых компаний не прекращают повторять, что новое — значит лучшее. Вероятнее, как раз таким будет рекламный лозунг новой разработке. И тут запрещено будет заявить, что карты ниссан микра ниссан микро будут не стремительнее собственных собратьев AGP, — вероятнее, они будут стремительнее. Но вопрос содержится в том — как стремительнее?

На базе отечественных измерений AGP, совершённых выше, не нужно ожидать драматического прироста скорости — вероятнее, он будет мало ощутим. Изменится ли обстановка в будущем — зависит от того, как скоро шина PCI Express возьмёт признание рынка (и потребителей). Как в большинстве случаев, в случае если в совокупности присутствует дополнительная пропускная свойство, то разработчики будут искать методы её применять, осуществляя предстоящее продвижение данной технологии.

В следствии всё, что мы до тех пор пока имеем, — будущие возможности.

На сравнительно не так давно совершённом IDF, где PCI Express была одной из самых тёплых тем, нам стало достаточно скоро ясно: PCI Express будет тяжело реализовывать потребителям. Следовательно, основной вопрос таков: Как я смогу убедить потребителя, что ему нужна эта разработка?.

Чувство было таково, что специалисты заняты поиском доводов для продвижения PCI Express — по крайней мере, на графическом рынке. Наконец, показалось эргономичное использование: кодирование HDTV-потока в настоящем времени. Но вряд ли данный довод достаточно весом, дабы потребители помчались поменять собственные видеокарты и материнские платы на компоненты с PCI Express.

Кстати, из-за чего как раз редактирование видео? Да легко вследствие того что оно может применять высокую пропускную свойство по направлению от видеоплаты. Так как пропускная свойство в обратном направлении (upstream) у шины AGP была очень сильно ограничена. Да и при её применении дешёвая пропускная свойство в прямом направлении (downstream) понижалась. Мы чуть позднее ещё остановимся на этом подробнее.

Производитель графических чипов nVidia объявила на IDF первые видеоплаты с помощью PCI Express. Вместо разработки всецело новой линейки чипов, nVidia будет попросту применять текущую линейку собственных графических чипов AGP для первой волны карт PCI Express. Эти карты, названные GeForce PCX, будут взаимодействовать с интерфейсом PCI Express через мостовой чип, названный HSI (High Speed Interconnect).

На первый взгляд может показаться, что графические чипы не смогут взять преимущество от новых функций PCI Express, потому, что соединение AGP между мостом и графическим процессором будет узким местом.

Презентация на IDF, посвящённая редактированию видео. Тут продемонстрирована пропускная свойство НЕСЖАТОГО потока HD.

По большому счету, будет сложно отыскать жёсткий диск, что сможет записывать эти на таковой скорости…

ATi отправилась вторым путём, решив сначала реализовать помощь PCI Express в чипах. Родной вариант вернее с позиций долговременной возможности. Но сейчас применение мостового чипа HIS думается более оптимальной стратегией, даже в том случае, если ATi прилагает все усилия к аргументированию собственного решения тем, что обратная пропускная свойство будет нужна для редактирования HDTV.

Случайная статья:

PCIE 2.0 vs 3.0. Какая скорость нужна вашей видеокарте?


Похожие статьи:

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Обсуждение закрыто.