显卡接口类型(显卡总线接口类型)

图形接口类型(图形总线接口类型)

总线接口类型是指用于连接显卡和主板的接口类型。显卡的接口决定了显卡和系统之间数据传输的最大带宽,也就是可以瞬间传输的最大数据量。不同的接口决定了主板是否可以使用显卡。只有主板上有相应的接口才能使用显卡,不同的接口可以给显卡带来不同的性能。

目前各种3D游戏和软件对显卡的要求越来越高,主板和显卡之间需要交换的数据量也越来越大。过去的显卡接口已经不能满足这么大的数据交换量了,所以主板上通常都会提供插显卡的插槽。如果显卡接口的传输速度无法满足显卡的需求,那么显卡的性能会受到很大的限制,即使是最好的显卡也无法发挥。到目前为止,显卡的发展已经出现了ISA、PCI、AGP、PCI Express等几种接口,它们提供的数据带宽也依次增加。其中,2004年推出的PCI Express接口成为解决显卡与系统之间数据传输瓶颈问题的主流,而带有ISA和PCI接口的显卡已基本淘汰。

PCI接口

PCI是外设部件互连(外设部件互连标准)的缩写。它是目前个人电脑中使用最广泛的接口,几乎所有主板产品都有这个插槽。插槽也是主板上插槽数量最多的类型。在流行的台式机主板上,ATX结构的主板一般有5 ~ 6个PCI插槽,而较小的MATX主板也有2 ~ 3个PCI插槽,可见其应用的广泛性。

PCI是英特尔公司于1991年推出的本地总线。从结构上看,PCI是插在CPU和原系统总线之间的主总线。具体来说,一个桥接电路实现了这一层的管理,并实现了上下接口协调数据传输。管理器提供信号缓冲,使其能够支持10种外设,并在高时钟频率下保持高性能。为显卡、声卡、网卡、MODEM等设备提供连接接口,工作频率为33MHz/66MHz。

最早提出的PCI总线工作在33MHz频率,传输带宽达到133MB/s(33MHz X 32bit/8),基本满足了当时处理器的发展需求。随着对更高性能的要求,1993年64位PCI总线被提出,随后PCI总线的频率被提高到66MHz。目前广泛使用的是32位、33MHz的PCI总线,服务器产品更多使用的是64位的PCI插槽。

由于PCI总线只有133MB/s的带宽,对于声卡、网卡、显卡等大多数输入输出设备来说,已经绰绰有余,但无法满足日益强大的显卡需求。目前PCI接口显卡比较少见,只在较老的PC上才有,厂商很少推出这样的接口产品。当然,很多服务器不需要好的显卡,所以就用老的PCI显卡。一般只有一些没有显卡专用插槽的主板(如AGP或PCI Express)才考虑使用PCI显卡,例如升级845GL主板。PCI显卡性能受到很大限制,而且因为数量稀少,价格也不便宜,所以PCI显卡应该只在必要的时候才考虑。

AGP界面

AGP(加速图形端口),加速图形界面。随着显示芯片的发展,PCI总线越来越不能满足其需求。1996年7月,英特尔正式推出AGP接口,这是一种专用于显示卡的本地总线。严格来说,AGP不能称之为总线,它与PCI总线不同,因为它是点对点的连接,即连接控制芯片和AGP显示卡,但我们还是习惯称之为AGP总线。AGP接口基于PCI 2.1版规范,经过扩展和修改,工作频率为66MHz。

AGP总线直接与主板的北桥芯片相连,显示芯片通过这个接口直接与系统的主存相连,避免了窄带宽PCI总线带来的系统瓶颈,提高了3D图形数据的传输速度,在显示内存不足时也能调用系统的主存。因此,它具有较高的传输速率,这是PCI总线无法比拟的。

由于数据读写的流水线操作减少了内存等待时间,数据传输速度有了很大的提高。数据传输频率为133MHz及以上;地址和数据信号的分离可以提高随机存储器存取的速度。并行操作允许AGP显示卡访问AGP内存,而中央处理器访问系统内存。显示带宽不与其他设备共享,这进一步提高了系统性能。

使用32位总线时,AGP标准有66MHz和133MHz两种工作频率,最高数据传输速率为266Mbps和533Mbps,而PCI总线的理论最大传输速率仅为133Mbps。目前在最高规格的AGP 8X模式下,数据传输速度已经达到了2.1GB/s..

AGP接口的发展经历了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGP Pro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等阶段。,而且它的传输速度也从最早的AGP1X的266MB/S提升到了AGP8X的2.1GB/S。

AGP 1.0(AGP1X、AGP2X)

1996年7月,AGP 1.0图形标准问世,分为1X和2X两种模式。数据传输带宽分别达到266兆字节/秒和533兆字节/秒。本图形接口规范是在66 MHz PCI 2.1规范的基础上形成的。其工作频率为66 MHz,工作电压为3.3v,基本满足一段时间内显示设备与系统之间的数据交换需求。这个规格的AGP带宽很小,现在已经淘汰了,只是在前几年的旧主板上。

AGP2.0(AGP4X)

随着显示芯片的快速发展,单位时间内显卡能够处理的数据呈指数级增长,AGP 1.0图形标准越来越难以满足技术进步,于是AGP 2.0应运而生。1998年5月,AGP 2.0正式发布。工作频率仍为66MHz,但工作电压降至1.5v,增加了4x模式。结果,其数据传输带宽达到1066兆字节/秒,数据传输能力大大增强。

AGP专业版

AGP Pro界面与AGP 2.0同时推出,是为满足显示设备功耗不断增加的现实而开发的图形界面标准。采用该技术的图形接口主要特点是比AGP 4x稍长,其扩展部分可以容纳更多的电源引脚,使该接口可以驱动功耗更大(25-110w)或处理能力更强的AGP显卡。其实这个标准是专门为高端图形工作站设计的,完全兼容AGP 4x规格,这样AGP 4x显卡也可以插入这个插槽正常使用。AGP Pro在原始AGP插槽的两侧进行扩展,以提供额外的电源。它旨在增强而不是取代现有AGP插槽的功能。根据可用能量的不同,AGP Pro可以细分为AGP Pro110和AGP Pro50。AGP Pro插槽也可以在一些高端台式机主板上找到,比如华硕的很多主板。

AGP 3.0(AGP8X)

2000年8月,英特尔推出AGP3.0规范,将工作电压降至0.8V,并加入8x模式,使其数据传输带宽达到2133 MB/秒,数据传输容量相比AGP 4X呈指数级增长,能够更好地满足当前显示设备的带宽需求。

AGP接口的模式传输模式。

不同的AGP接口有不同的传输模式。1X模式下AGP的工作频率是PCI总线的两倍——66MHz,理论上传输带宽可达266MB/s。AGP 2X的工作频率也是66兆赫,但它使用由正边沿和负边沿(时钟周期的上升沿和下降沿)触发的工作模式。在这种触发模式下,数据在一个时钟周期的上升沿和下降沿传输一次,因此一个工作周期连续触发两次,从而使传输带宽翻倍。该触发信号的工作频率为133MHz,因此AGP 2X的传输带宽达到266MB/s2。AGP 4X仍然采用这种信号触发方式,但在每个时钟周期的下降沿只使用两个触发信号触发两次,从而实现了在一个时钟周期内触发四次的目标,因此理论上可以达到266MB/s2(单信号触发数)2(信号数)= 1066 MB/s的带宽..在AGP 8X规范中,除了触发信号的工作频率变为266MHz,两个触发点变为每个时钟周期的上升沿,单信号触发次数为4次,使其在一个时钟周期内可以传输的数据由AGP4X的4倍变为8倍,理论传输带宽将达到266MB/s4(单信号触发次数)2(信号数)= 2133 MB。

显卡总线接口类型

目前常用的AGP接口有AGP4X、AGP PRO、AGP通用、AGP8X接口。需要注意的是,由于AGP3.0显卡的额定电压为0.8—1.5V,因此无法将AGP8X显卡插入到AGP1.0规格的插槽中。也就是说,AGP8X规范与旧的AGP1X/2X模式不兼容。至于AGP4X系统,AGP8X显卡还是在上面工作,但是只在AGP4X模式下工作,无法充分发挥AGP8X的优势。

PCI快速接口

PCI Express(以下简称PCI-E)采用目前业界流行的点对点串行连接。与PCI和早期共享并行架构的计算机总线相比,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整条总线请求带宽。此外,它可以将数据传输速率提高到非常高的频率,达到PCI无法提供的高带宽。与传统的PCI总线只能在单个时间段内实现单向传输相比,PCI-E的双单工连接可以提供更高的传输速率和质量,两者的区别类似于半双工和全双工。

PCI-E接口根据总线位宽的不同而不同,包括X1、X4、X8和X16,而内部接口将使用X2模式,而不是插槽模式。PCI-E规范从一个通道连接到32个通道,具有很强的扩展性,满足不同系统设备对数据传输带宽的不同要求。此外,较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽,PCI-E接口也可以支持热插拔,这是一个很大的飞跃。PCI-E X1的250MB/ s传输速度可以满足主流音效芯片、网卡芯片和存储设备的数据传输带宽要求,但远远不能满足图形芯片的数据传输带宽要求。所以用来替代AGP接口的PCI-E接口位宽为X16,可以提供5GB/s的带宽。即使有编码损耗,它仍然可以提供4GB/s左右的实际带宽,远超AGP 8X的2.1GB/s带宽。

虽然PCI-E技术规范允许实现X1(250MB/ s)、X2、X4、X8、X12、X16和X32通道规格,但按照目前的形式,PCI-E X1和PCI-E X16已经成为主流的PCI-E规格。同时,很多芯片组厂商在南桥芯片上增加了PCI-E X1支持,在北桥芯片上增加了PCI-E X16支持。PCI-E除了提供极高的数据传输带宽外,还使用串行数据包传输数据,因此PCI-E接口的每一个引脚都可以获得比传统I/O标准更多的带宽,从而降低了PCI-E设备的生产成本和体积。此外,PCI-E还支持高级电源管理、热插拔、同步数据传输以及针对优先级数据传输的带宽优化。

兼容性方面,PCI-E在软件层面兼容当前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模块的初始化,这意味着过去的驱动和操作系统可以支持PCI-E设备,而无需重新发明。目前,PCI-E已经成为显卡接口的主流,但虽然早期有些芯片组提供PCI-E作为显卡接口,但其速度是4X而不是16X,比如VIA PT880 Pro和VIA PT880 Ultra,这当然是极其罕见的。

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风君子

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