РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

ВИДЕОКАРТЫ

Перспективы PCI Express для графических карт
Краткое содержание статьи: PCI Express уже на горизонте. Мы постараемся предсказать, как переход на новую шину скажется на графических картах и ПК. Кроме того, мы постараемся разобраться, зачем может понадобиться возросшая пропускная способность 4 Гбайт/с по шине x16 PCI Express - именно такой шиной будут обладать первые видеокарты PCIE. Предлагаем также посмотреть на фотографии новых карт PCI Express от ATi и nVidia.

Перспективы PCI Express для графических карт


Редакция THG,  11 марта 2004
Назад
Вы читаете страницу 1 из 4
1 2 3 4
Далее


Введение

Введение

С начала 90-х годов прошлого года произошло немало событий: началась первая война с Ираком, Советский Союз распался официально, в Штатах на трон взошёл Билл Клинтон, а в компьютерном мире появилась параллельная шина PCI - она стала непременным атрибутом любого компьютера (x86), заменив шину ISA. Конечно, в политике многое изменилось с тех пор, но шина PCI по-прежнему имеет сильные позиции. И на то есть свои причины. До недавнего времени она обладала достаточной скоростью для своих периферийных устройств, начиная от звуковых карт, контроллеров USB, компонентов ввода/вывода и заканчивая контроллерами жёстких дисков. Поскольку видеокарты начали требовать большую пропускную способность, появился интерфейс AGP, который был ускорен несколько раз после своего первого бенефиса.

Введение

Но для современных материнских плат PCI стала "узким местом", поскольку она предоставляет (в стандартном варианте) пропускную способность 132 Мбайт/с, поделённую между всеми слотами в системе. Быстродействие периферийных устройств постоянно увеличивалось, и всё чаще компоненты типа графических карт, жёстких дисков, контроллеров USB и гигабитных сетевых карт Ethernet вступали в битву за пропускную способность - потому, что данные по шине PCI желали одновременно передать несколько устройств. Конечно, во многих современных чипсетах некоторые из упомянутых устройств больше не подключаются к системе по PCI - возьмём, к примеру, интерфейс Intel CSA для гигабитного Ethernet. Так что в дальней перспективе нужно было найти новое решение, которое предоставило бы новый, лучший, быстрый и более гибкий интерфейс для решения указанной проблемы, - вместо инвестиций в создание каких-то частных решений.

Введение

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

Видеокарты пока что далеки от указанной проблемы. Интерфейс AGP, специально разработанный для графических карт в середине 90-х, обеспечивает 2 Гбайт/с в своей последней версии (AGP 8x), что даёт достаточно простора даже для будущих разработок. Однако взгляните в прошлое. Когда-то считалось, что 640 кбайт ОЗУ будет достаточно для каждого... Поэтому переход на новую шину можно считать разумной инвестицией в будущее.

PCI Express

Новая шина предназначается для замены как PCI, так и AGP. Она называется PCI Express, хотя часто это название сокращают до PCIe или PCIx. Однако, несмотря на схожесть названия с PCI-X, она не имеет с ней ничего общего. Напомним, что шина PCI-X используется во многих платах для рабочих станций и серверов. Поэтому, для предотвращения кривотолков, в данной статье мы опустим какие-либо сокращения и будем придерживаться полного названия: PCI Express.

PCI Express

Линия шины PCI Express позволяет одновременно передавать данные в двух направлениях.

Дизайн архитектуры PCI Express полностью отличается от "классической" шины PCI. Начнём с того, что PCI Express использует принцип последовательной передачи, который позволяет достичь более высоких тактовых частот. Добавим тот факт, что несколько каналов PCI Express (или линий) могут сочетаться вместе для обеспечения дальнейшей маштабируемости - к примеру, возможны конфигурации x8 и x12. Наконец, шина PCI Express обеспечивает одновременную передачу данных в двух направлениях с одинаковой скоростью.

На данный момент можно говорить о том, что слотом расширения для будущих материнских плат станет PCI Express x1. В данном случае "x1" означает, что слот будет использовать одну линию PCI Express, обеспечивающую пропускную способность 250 Мбайт/с (500 Мбайт/с, если вы будете учитывать пропускную способность в двух направлениях - полный дуплекс), - почти в два раза быстрее стандартной PCI. Кроме того, периферийным устройствам больше не придётся конкурировать за пропускную способность, поскольку каждый слот обеспечивает индивидуальные 250 Мбайт/с.

PCI Express

Архитектура передачи данных PCI Express.

Видеокарты будут использовать слот x16 PCI Express. Да, совершенно верно, это означает использование 16 линий, что обеспечивает максимальную пропускную способность 4 Гбайт/с или 8 Гбайт/с, если сложить 4 Гбайт/с в обоих направлениях. Но суммарную пропускную способность всё же следует рассматривать как маркетинговое значение - оно не слишком актуально для конечных пользователей, поскольку для графики важна пропускная способность в одном направлении.

Итак, мы получили двукратное увеличение пропускной способности по сравнению с AGP 8x для графических карт. Звучит хорошо? Но пройдёт достаточно много времени, прежде чем мы увидим этот прирост в каких-либо приложениях, особенно в играх. Если вы помните, переход от AGP 4x на AGP 8x не дал ощутимого прироста производительности - это подтверждают наши 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 позволяет устанавливать скорость AGP 4x или 8x. Мы использовали драйверы Catalyst v4.2 для ATi и Forceware v53.03 для nVidia.

PCI Express

Инструмент VARMemBench позволяет нам протестировать доступную пропускную способность AGP. Довольно удивительно, 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 каждая и GeForce FX 5700 Ultra с 128 Мбайт. Сегодня память меньшего объёма, например 64 Мбайт, устанавливается только на карты начального уровня - они всё равно не могут обеспечить хорошую производительность в использованных нами приложениях.

PCI Express

В этой игре мы устанавливали максимально возможное качество. Как вы можете заметить, производительность шины вообще ни на что не влияет.

PCI Express

Затем мы запустили тот же самый тест с включением 4x FSAA и 8x анизотропной фильтрации. Эта конфигурация потребляет больший объём памяти, но даже 128-Мбайт FX 5700 Ultra не показала каких-либо значимых отличий. Примечание: к сожалению, мы наблюдали постоянные крахи игры на карте Radeon 9800 XT в разрешении 1600x1200. Мы не знаем, виновата ли в этом аппаратная, или программная часть.

PCI Express

Следующая протестированная нами игра - Halo. Будет ли разница при более активном использовании программ-шейдеров? Нет, к сожалению, - по крайней мере, на картах nVidia. ATi Radeon работает немного медленнее с AGP 4x.

PCI Express

Посмотрите на результаты AquaMark 3. Этот тест использует большое количество шейдеров и геометрии. И здесь мы наблюдаем лишь небольшое отличие.

PCI Express

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

Если мы не можем обнаружить существенную разницу между AGP 4x и 8x в играх, то, возможно, иная ситуация будет в 3D-приложениях для рабочих станций? Но, как вы можете заметить, и здесь всё то же самое. FX 5950U чуть быстрее в тесте proe-02 при использовании AGP 8x, и на этом всё.

Каковы будут выводы? Результаты тестов показывают, что в сегодняшних приложениях нет особого различия при использовании AGP 4x или 8x. Так что если мы не видим разницы между пропускными способностями 1 Гбайт/с и 2 Гбайт/с, то почему мы ждём какого-то улучшения от перехода к 4 Гбайт/с у PCI Express? Возможно, разные задержки шин и окажут влияние на производительность, но пока что, как мы видим, PCI Express не ускоряет ничего, что относилось бы к графике.

Причина такой ситуации проста. Игры разрабатываются таким образом, чтобы не посылать на видеокарту больше информации, чем с ней сможет справиться шина AGP. Иначе в играх были бы заметны рывки. Помимо того, объём памяти, которым оснащаются современные карты (до 256 Мбайт), просто снимает необходимость в частой подкачке данных, типа текстур, по AGP. И с внедрением PCI Express ситуация вряд ли изменится. В конце концов, обеспечиваемые этой шиной 4 Гбайт/с кажутся смешными по сравнению с пропускной способностью 30 Гбайт/с внутренней шины памяти карты. В общем, сброс текстур в оперативную память и их подкачка, будь то по AGP или PCI Express, просто не слишком значимы.

Нажмите для увеличенной версии изображения!

Если вы включите функцию отображения графика производительности, которая реализована в последних драйверах nVidia v55.56 (без сертификата WHQL), то можете заметить, что Nascar Thunder 2004 сегодня является одной из самых "тяжёлых" игр по текстурам и геометрии. Но даже эта игра не адресует больше, чем 64 Мбайт памяти в разрешении 1600x1200. Мы также провели тесты AGP 4x/8x в этой игре - и не обнаружили отличий!

Так зачем же нам нужна шина PCI Express для графики? Собственно, главное её предназначение в том, что она новая. И PR-отделы любимых компаний не прекращают повторять, что новое - значит лучшее. Скорее всего, именно таким будет рекламный лозунг новой технологии. И здесь нельзя будет сказать, что карты PCI Express будут не быстрее своих собратьев AGP, - скорее всего, они будут быстрее. Но вопрос заключается в том - насколько быстрее?

На основе наших измерений AGP, проведённых выше, не следует ожидать драматического прироста скорости - скорее всего, он будет мало ощутим. Изменится ли ситуация в будущем - зависит от того, насколько быстро шина PCI Express получит признание рынка (и потребителей). Как обычно, если в системе присутствует дополнительная пропускная способность, то разработчики будут искать способы её использовать, осуществляя дальнейшее продвижение этой технологии. В результате всё, что мы пока имеем, - будущие перспективы.

На недавно проведённом IDF, где PCI Express была одной из самых горячих тем, нам стало достаточно быстро понятно: PCI Express будет трудно продавать потребителям. Следовательно, главный вопрос таков: "Как я смогу убедить потребителя, что ему нужна эта технология?". Впечатление было таково, что эксперты заняты поиском аргументов для продвижения PCI Express - по крайней мере, на графическом рынке. Наконец, появилось удобное применение: кодирование HDTV-потока в реальном времени. Но вряд ли этот аргумент достаточно весом, чтобы потребители помчались менять свои материнские платы и видеокарты на компоненты с PCI Express.

Кстати, почему именно редактирование видео? Да просто потому, что оно может использовать высокую пропускную способность по направлению от видеокарты. Ведь пропускная способность в обратном направлении (upstream) у шины AGP была сильно ограничена. Да и при её использовании доступная пропускная способность в прямом направлении (downstream) снижалась. Мы чуть позже ещё остановимся на этом подробнее.

Производитель графических чипов nVidia анонсировала на IDF первые видеокарты с поддержкой PCI Express. Вместо разработки полностью новой линейки чипов, nVidia будет попросту использовать текущую линейку своих 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 получить преимущество от новых функций PCI Express, поскольку соединение AGP между графическим процессором и мостом будет "узким местом".

PCI Express

Презентация на IDF, посвящённая редактированию видео. Здесь показана пропускная способность НЕСЖАТОГО потока HD. Вообще, будет сложно найти жёсткий диск, который сможет записывать данные на такой скорости...

ATi пошла другим путём, решив с самого начала реализовать поддержку PCI Express в чипах. "Родной" вариант правильнее с точки зрения долгосрочной перспективы. Однако на данный момент использование мостового чипа HIS кажется более оптимальной стратегией, даже если ATi прилагает все усилия к аргументированию своего решения тем, что обратная пропускная способность будет полезна для редактирования HDTV.
Назад
Вы читаете страницу 1 из 4
1 2 3 4
Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Обсуждение в Клубе Экспертов THG Обсуждение в Клубе Экспертов THG


РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Реклама от YouDo
Разработка бренда для продуктового магазина, http://freelance.youdo.com/polygraphy/branding/companies/shop/graph/produktoviy/.
Задача 'http://perevozki.youdo.com/st316723/' на YouDo.
Задача 'http://freelance.youdo.com/st114792/' на YouDo.