Часто задаваемые вопросы о PCI Express для графики

PCI Express (PCIe) — это шинная технология ввода-вывода, предназначенная для замены периферийных компонентов (PCI), PCI-X и ускоренного графического порта (AGP). Предоставляя расширенные функции и повышенную пропускную способность, PCIe устраняет многие недостатки PCI, PCI-X и AGP. PCIe сохраняет полную совместимость программного обеспечения со спецификацией локальной шины PCI 2.3 и заменяет параллельную архитектуру шины PCI и PCI-X последовательной архитектурой шины подключения типа "точка — точка".

Два устройства PCIe соединены каналом, и каждое из них состоит из одной или нескольких полос. Каждая полоса состоит из двух низковольтных разностных сигнальных пар, перевозящих 2,5 Гбит/с движения в противоположных направлениях. Одна пара используется для передачи, а другая — для получения. Чтобы еще больше увеличить пропускную способность канала, можно разместить несколько полос параллельно (x1, x2, x4, x8, x12, x16 или x32) между двумя устройствами PCIe для агрегирования пропускной способности каждой отдельной полосы.

Оборудование PCIe обратно совместимо с программным обеспечением PCI в операционных системах Microsoft Windows 2000 и Microsoft Windows XP. Расширенные функции PCIe изначально поддерживаются только в Windows Vista и более поздних версиях Windows.

• XPDM: модель драйвера дисплея Windows XP.

• WDDM: модель драйвера дисплея Windows Vista. WDDM — это значительное развитие инфраструктуры графических драйверов и обратная совместимость с драйверами XPDM.

• GART: таблица перемещения графических адресов, оборудование, представляющее адаптер дисплея с линейным представлением нелинейной памяти.

• DCT: тесты совместимости отображения. Видеодрайверы должны пройти эти тесты, чтобы соответствовать программе сертификации Windows и иметь цифровую подпись майкрософт.

• WHQL: Лаборатории качества оборудования Windows. Организация в корпорации Майкрософт, которая отвечает за программу сертификации Windows для оборудования.

Хорошо известно, что графики всегда могут использовать большую пропускную способность, чем доступно. Передача графических данных приводит к максимальному трафику на шине PCI. Постоянное увеличение спроса и сложности графики в конечном итоге сделало шину PCI недостаточной, что привело к изобретению AGP. Теперь мы надвигаем ограничения на то, что AGP может предоставить, и нам нужно лучшее решение. PCIe превосходит AGP по доступности пропускной способности, с большим объемом возможностей для расширения в ближайшем будущем. Увеличивая количество полос в канале, графические адаптеры могут воспользоваться преимуществами повышенной пропускной способности и более быстрой передачи данных. Например, графический адаптер, использующий канал X16, имеет пропускную способность 4 Гбит/с в каждом направлении.

Учитывая более высокую пропускную способность, предлагаемую PCIe, системы уже переходят от AGP к PCIe. Как правило, система не предоставляет соединители AGP и PCIe.

Графика PCI Express в Windows Vista

Модель драйвера дисплея Windows Vista (WDDM) предъявляет особые требования к графическим адаптерам PCIe, например, чтобы gpu поддерживал 64-разрядный режим адресации. Однако необходимо реализовать не менее 40 бит физических бит адресов. Биты, нереализованные, должны быть принудительно равными нулю. Эти требования неприменимы к модели драйвера дисплея Windows XP.

Графические & PCIe AGP

Помимо упомянутых выше соображений пропускной способности существует ряд других различий между AGP и PCIe.

По определению для AGP требуется набор микросхем с таблицей перемещения графических адресов (GART), которая обеспечивает линейное представление нелинейной системной памяти для графического устройства. Однако PCIe требует, чтобы оборудование линеаризации памяти существовало на самом графическом устройстве, а не на наборе микросхем. Следовательно, поддержка линеаризации памяти в PCIe должна существовать в видеодрайвере, а не в отдельном драйвере GART в стиле AGP. Поставщики графического оборудования, которые хотят использовать нелокальную видеопамять в своих драйверах модели драйверов Windows XP (XPDM), должны реализовать как оборудование для линеализации памяти, так и соответствующее программное обеспечение. Все графические адаптеры PCIe, совместимые с WDDM, должны поддерживать линеаризацию памяти в оборудовании и программном обеспечении.

AGP была выделена для графических адаптеров, и ни один другой класс устройств не использовал его. PCIe предназначен для использования всеми классами устройств, которые ранее использовали PCI. С помощью AGP ряд видеодрайверов напрямую программировали набор микросхем, что привело к серьезным последствиям, таким как сбой и повреждение памяти в графическом стеке. Так как PCIe будет использоваться для всех устройств в системе, еще более важно, чтобы видеодрайверы не программировать набор микросхем напрямую.

Будет ли карта видео PCIe работать в Windows XP?

Да. PCIe — это программное обеспечение, совместимое с PCI. Оборудование PCIe работает в операционных системах, поддерживающих PCI.

Сосуществует ли графика PCIe с AGP?

Некоторые наборы микросхем поддерживают как AGP, так и X16 PCIe. Некоторые системные платы имеют как AGP, так и X16 PCIe слоты, использующие такой набор микросхем.

Будут ли многомониторные конфигурации работать с графикой PCIe?

Ожидается, что многомониторные конфигурации PCIe будут работать так же, как PCI. Будут ли они делать будет зависеть от производителей системной платы. Например, конфигурация тройного монитора x16, x8 и x8 потребует наличия одного слота x16 и двух слотов x8 на системной плате.

Каковы последствия использования графики PCIe на производительность?

Высокоскоростные графические решения PCIe имеют более высокую производительность, чем AGP. Как правило, графические карты PCIe используют слот PCIe x16. Это приводит к пропускной способности 4 Гбит/с. Это уже в два раза больше, чем AGP 8X. В этом случае "x1" означает, что слот имеет одну полосу PCIe, что даст ему пропускную способность 264 Мбит/с. Это равно пропускной способности, предоставляемой AGP 1X, и в два раза больше пропускной способности PCI (132 Мбит/с).

Кроме того, спецификация AGP не поддерживает "слежку". Это означает, что память, используемая устройствами, должна быть сопоставлена без кэширования или записи в сочетании с процессором, чтобы предотвратить кэширование памяти процессором, иначе необходимо выполнить дорогостоящую очистку кэша между поверхностью между ЦП и GPU. Таким образом, доступ на чтение процессора к этой памяти будет очень медленным.

PCIe будет поддерживать слежку. Теперь можно будет сопоставить общую память как кэшируемую и по-прежнему поддерживать согласованность между ЦП и GPU. Отложенные транзакции выполняются медленнее, чем незаполненные транзакции, но так как ЦП может считывать общую память на полной скорости и нам не нужно очищать кэши, компромисс может означать лучшую производительность в некоторых сценариях.

Совместим ли слот PCIe n-lane с графическим карта P-lane PCIe, где p > n? Где n > p?

Вы не можете подключить графические карта x16 к слоту x8. Однако при желании можно подключить x8 карта PCIe карта в слот x16. P-lane PCIe карта будет работать с некоторой скоростью в n-lane PCIe слот, где n > p. Это не так, если n < p.

Связанные темы

PCI-SIG