顯卡接口介紹

顯卡接口類型顯卡的接口決定著顯卡與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髱挘簿褪撬查g所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量。顯卡發(fā)展至今共出現(xiàn)ISA、PCI、AGP、PCIExpress等幾種接口，所能提供的數(shù)據(jù)帶寬依次增加。目前主流臺式電腦可以使用的顯卡接口包括PCI、AGP、PCIExpress三種，而ISA接口顯卡已經(jīng)被完全淘汰，在此不做介紹。（一）PCI接口PCI是PeripheralComponentInterconnect（外設(shè)部件互連標準）的縮寫。幾乎所有的主板產(chǎn)品上都帶有PCI插槽，它也是主板帶有最多數(shù)量的插槽類型，在目前流行的臺式機主板上，ATX結(jié)構(gòu)的主板一般帶有5?6個PCI插槽，而小一點的MATX主板也都帶有2?3個PCI插槽。PCI是由Intel公司1991年推出的一種局部總線。從結(jié)構(gòu)上看，PCI是在CPU和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層的管理，并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。管理器提供了信號緩沖，使之能支持10種外設(shè)，并能在高時鐘頻率下保持高性能，它為顯卡，聲卡，網(wǎng)卡，MODEM等設(shè)備提供了連接接口，它的工作頻率為33MHz/66MHz。最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達到了133MB/s（33MHzX32bit/8），基本上滿足了當時處理器的發(fā)展需要。隨著對更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI總線，后來又提出把PCI總線的頻率提升到66MHz。目前廣泛采用的是32-bit、33MHz的PCI總線，64bit的PCI插槽更多是應(yīng)用于服務(wù)器產(chǎn)品。由于PCI總線只有133MB/s的帶寬，對聲卡、網(wǎng)卡、視頻卡等絕大多數(shù)輸入/輸出設(shè)備顯得綽綽有余，但對性能日益強大的顯卡則無法滿足其需求，所以目前PCI接口的顯卡已經(jīng)不多見了，只有較老的PC上才有，如圖1所示。圖1-PCI接口的顯卡

(二)AGP接口AGP是(二)AGP接口AGP是Accelerate特爾于1996年7月正式推出了AGP接口，它是一種顯示卡專用的局部總線。嚴格的說，AGP不能稱為總線，它與PCI總線不同，因為它是點對點連接，即連接控制芯片和AGP顯示卡，但在習(xí)慣上我們依然稱其為AGP總線AGP接口是基于PCI2.1版規(guī)范并進行擴充修改而成，工作頻率為66MHz。AGP總線直接與主板的北橋芯片相連，且通過該接口讓顯示芯片與系統(tǒng)主內(nèi)存直接相連，避免了窄帶寬的PCI總線形成的系統(tǒng)瓶頸，增加3D圖形數(shù)據(jù)傳輸速度，同時在顯存不足的情況下還可以調(diào)用系統(tǒng)主內(nèi)存。所以它擁有很高的傳輸速率，這是PCI等總線無法與其相比擬的。由于采用了數(shù)據(jù)讀寫的流水線操作減少了內(nèi)存等待時間，數(shù)據(jù)傳輸速度有了很大提高；具有133MHz及更高的數(shù)據(jù)傳輸頻率；地址信號與數(shù)據(jù)信號分離可提高隨機內(nèi)存訪問的速度；采用并行操作允許在CPU訪問系統(tǒng)RAM的同時AGP顯示卡訪問AGP內(nèi)存；顯示帶寬也不與其它設(shè)備共享，從而進一步提高了系統(tǒng)性能oAGP標準在使用32位總線時，有66MHz和133MHz兩種工作頻率，最高數(shù)據(jù)傳輸率為266Mbps和533Mbps，而PCI總線理論上的最大傳輸率僅為133Mbpso目前最高規(guī)格的AGP8X模式下，數(shù)據(jù)傳輸速度達到了2.1GB/s。AGP接口的發(fā)展經(jīng)歷了AGP1.O(AGP1X、AGP2X)、AGP2.O(AGPPro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等階段，其傳輸速度也從最早的AGP1X的266MB/S的帶寬發(fā)展到了AGP8X的2.1GB/S。AGP1.0(AGP1X、AGP2X)1996年7月AGP1.0圖形標準問世，分為1X和2X兩種模式，數(shù)據(jù)傳輸帶寬分別達到了266MB/s和533MB/S。這種圖形接口規(guī)范是在66MHzPCI2.1規(guī)范基礎(chǔ)上經(jīng)過擴充和加強而形成的，其工作頻率為66MHz，工作電壓為3.3v,在一段時間內(nèi)基本滿足了顯示設(shè)備與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的需要。這種規(guī)范中的AGP帶寬很小，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰了，只有在前幾年的老主板上還見得到，比如使用VIA693芯片組的部分主板。AGP2.0(AGP4X)1998年5月份，AGP2.0規(guī)范正式發(fā)布，工作頻率依然是66MHz，但工作電壓降低到了1.5v，并且增加了4x模式，這樣它的數(shù)據(jù)傳輸帶寬達到了1066MB/sec，數(shù)據(jù)傳輸能力大大地增強了。AGPProAGPPro接口與AGP2.0同時推出，這是一種為了滿足顯示設(shè)備功耗日益加大的現(xiàn)實而研發(fā)的圖形接口標準，應(yīng)用該技術(shù)的圖形接口主要的特點是比AGP4x略長一些，其加長部分可容納更多的電源引腳，使得這種接口可以驅(qū)動功耗更大（25-110w）或者處理能力更強大的AGP顯卡。這種標準其實是專為高端圖形工作站而設(shè)計的，完全兼容AGP4x規(guī)范，使得AGP4x的顯卡也可以插在這種插槽中正常使用。AGPPro在原有AGP插槽的兩側(cè)進行延伸，提供額外的電能。它是用來增強，而不是取代現(xiàn)有AGP插槽的功能。根據(jù)所能提供能量的不同，可以把AGPPro細分為AGPProllO和AGPPro50。在某些高檔臺式機主板上也能見到AGPPro插槽，例如華碩的許多主板。AGP3.0（AGP8X）2000年8月，Intel推出AGP3.0規(guī)范，工作電壓降到0.8V，并增加了8x模式，這樣它的數(shù)據(jù)傳輸帶寬達到了2133MB/sec，數(shù)據(jù)傳輸能力相對于AGP4X成倍增長，能較好的滿足顯示設(shè)備的帶寬需求，目前主流的商用機型的AGP接口均為AGP8X接口。AGP接口的模式傳輸方式不同AGP接口的模式傳輸方式不同。1X模式的AGP，工作頻率達到了PCI總線的兩倍—66MHz,傳輸帶寬理論上可達到266MB/s。AGP2X工作頻率同樣為66MHz，但是它使用了正負沿（一個時鐘周期的上升沿和下降沿）觸發(fā)的工作方式，在這種觸發(fā)方式中在一個時鐘周期的上升沿和下降沿各傳送一次數(shù)據(jù)，從而使得一個工作周期先后被觸發(fā)兩次，使傳輸帶寬達到了加倍的目的，而這種觸發(fā)信號的工作頻率為133MHz，這樣AGP2X的傳輸帶寬就達到了266MB/sX2（觸發(fā)次數(shù)）=533MB/s的高度。AGP4X仍使用了這種信號觸發(fā)方式，只是利用兩個觸發(fā)信號在每個時鐘周期的下降沿分別引起兩次觸發(fā)，從而達到了在一個時鐘周期中觸發(fā)4次的目的，這樣在理論上它就可以達到266MB/sX2（單信號觸發(fā)次數(shù)）X2（信號個數(shù)）=1066MB/s的帶寬了。在AGP8X規(guī)范中，這種觸發(fā)模式仍然使用，只是觸發(fā)信號的工作頻率變成266MHz，兩個信號觸發(fā)點也變成了每個時鐘周期的上升沿，單信號觸發(fā)次數(shù)為4次，這樣它在一個時鐘周期所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就從AGP4X的4倍變成了8倍，理論傳輸帶寬將可達到266MB/sX4（單信號觸發(fā)次數(shù)）X2（信號個數(shù)）=2133MB/s的高度了。AGP1.0AGP10(AGP怒)AGP3'.0(AGPSX)AGPIXAGP2X工作頻率66MHz66MHz66MHz66MHz伎輸帶寬266MB/S-1066MB/s.2132MB/s?工作電壓3.3V1.5Vijv單信號鈾發(fā)送數(shù)：124.4數(shù)據(jù)倍輸位寬?2bit32bit32bit32bit觸發(fā)信號頻率66MHz筋I(lǐng)vIHm133MHz266MHz目前常用的AGP接口為AGP4X、AGPPRO、AGP通用及AGP8X接口。需要說明的是由于AGP3?0顯卡的額定電壓為0.8—1.5V,因此不能把AGP8X的顯卡插接

到AGP1.0規(guī)格的插槽中。這就是說AGP8X規(guī)格與舊有的AGP1X/2X模式不兼容。而對于AGP4X系統(tǒng)，AGP8X顯卡仍舊在其上工作，但僅會以AGP4X模式工作，無法發(fā)揮AGP8X的優(yōu)勢。接口形狀請參考下面的圖片。圖3－AGP接口的顯卡IUnrLIUnrL（三）PCIExpress接口PCIExpress是新一代的總線接口，早在2001年的春季“英特爾開發(fā)者論壇”上，英特爾公司就提出了要用新一代的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接，并稱之為第三代I/O總線技術(shù)，隨后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開始起草新技術(shù)的規(guī)范，并在2002年完成，對其正式命名為PCIExpress。PCIExpress采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的共享并行架構(gòu)，每個設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。相對于傳統(tǒng)PCI總線在單一時間周期內(nèi)只能實現(xiàn)單向傳輸，PCIExpress的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。'CIExpress的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異，包括XI、X4、X8以及X16（X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式）。較短的PCIExpress卡可以插入較長的PCIExpress插槽中使用。PCIExpress接口能夠支持熱拔插，這也是個不小的飛躍。PCIExpress卡支持的三種電壓分別為+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCIExpress接口位寬為X16，將能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實際帶寬，遠遠超過AGP8X的2.1GB/s的帶寬。PCIExpress規(guī)格從1條通道連接到32條通道連接，有非常強的伸縮性，以滿足不同系統(tǒng)設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸帶寬不同的需求。例如，PCIExpressX1規(guī)格支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，每向數(shù)據(jù)傳輸帶寬250MB/s,PCIExpressX1已經(jīng)可以滿足主流聲效芯片、網(wǎng)卡芯片和存儲設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求，但是遠遠無法滿足圖形芯片對數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求。因此，必須采用PCIExpressX16，即16條點對點數(shù)據(jù)傳輸通道連接來取代傳統(tǒng)的AGP總線。PCIExpressX16也支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，每向數(shù)據(jù)傳輸帶寬高達4GB/s，雙向數(shù)據(jù)傳輸帶寬有8GB/s之多，相比之下，目前廣泛采用的AGP8X數(shù)據(jù)傳輸只提供2.1GB/s的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。盡管PCIExpress技術(shù)規(guī)格允許實現(xiàn)X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，PCIExpressX1和PCIExpressX16將成為PCIExpress主流規(guī)格，同時芯片組廠商將在南橋芯片當中添加對PCIExpressX1的支持，在北橋芯片當中添加對PCIExpressX16的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外，PCIExpress因為采用串行數(shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù)，所以PCIExpres