Шина в видеокарте что она делает

Основные шины компьютера

Компьютер состоит из множества различных компонентов, это центральный процессор, память, жесткий диск, а также огромное количество дополнительных и внешних устройств, таких как экран, мышка клавиатура, подключаемые флешки и так далее. Всем этим должен управлять процессор, передавать и получать данные, отправлять сигналы, изменять состояние.

Что такое шина компьютера

По способу передачи данных шины делятся на последовательные и параллельные. Последовательные шины передают данные по одному проводнику, один бит за один раз, в параллельных шинах передача данных разделена между несколькими проводниками и поэтому можно передать большее количество данных.

Виды системных шин

Все шины компьютера можно разделить за их предназначением на несколько типов. Вот они:

Также к шинам ввода/вывода подключается шина расширений. Именно к этим шинам подключаются такие компоненты компьютера, как сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск и другие и их мы более подробно рассмотрим в этой статье.

Вот наиболее распространенные типы шин в компьютере для расширений:

А теперь давайте более подробно разберем все эти шины персональных компьютеров.

Шина ISA

Раньше это был наиболее распространенный тип шины расширения. Он был разработан компанией IBM для использования в компьютере IBM PC-XT. Эта шина имела разрядность 8 бит. Это значит что можно было передавать 8 бит или один байт за один раз. Шина работала с тактовой частотой 4,77 МГц.

Для процессора 80286 на базе IBM PC-AT была сделана модификация конструкции шины, и теперь она могла передавать 16 бит данных за раз. Иногда 16 битную версию шины ISA называют AT.

Шина MCA

Компания IBM разработала эту шину в качестве замены для ISA, для компьютера PS/2, который вышел в 1987 году. Шина получила еще больше усовершенствований по сравнению с ISA. Например, была увеличена частота до 10 МГц, а это привело к увеличению скорости, а также шина могла передавать 16 или 32 бит данных за раз.

Также была добавлена технология Bus Mastering. На плате каждого расширения помещался мини-процессор, эти процессоры контролировали большую часть процессов передачи данных освобождая ресурсы основного процессора.

Одним из преимуществ этой шины было то, что подключаемые устройства имели свое программное обеспечение, а это значит что требовалось минимальное вмешательство пользователя для настройки. Шина MCA уже не поддерживала карты ISA и IBM решила брать деньги от других производителей за использование этой технологии, это сделало ее непопулярной с сейчас она нигде не используется.

Шина EISA

Эта шина была разработана группой производителей в качестве альтернативы для MCA. Шина была приспособлена для передачи данных по 32 битному каналу с возможностью доступа к 4 Гб памяти. Подобно MCA для каждой карты использовался микропроцессор, и была возможность установить драйвера с помощью диска. Но шина все еще работала на частоте 8 МГц для поддержки карт ISA.

Слоты EISA в два раза глубже чем ISA, если вставляется карта ISA, то она использует только верхний ряд разъемов, а EISA использует все разъемы. Карты EISA были дорогими и использовались обычно на серверах.

Шина VESA

Шина VESA была разработана для стандартизации способов передачи видеосигнала и решить проблему попыток каждого производителя придумать свою шину.

Шина VESA имеет 32 битный канал передачи данных и может работать на частоте 25 и 33 МГц. Она работала на той же тактовой частоте, что и центральный процессор. Но это стало проблемой, частота процессора увеличивается и должна была расти скорость видеокарт, а чем быстрее периферийные устройства, тем они дороже. Из-за этой проблемы шина VESA со временем была заменена на PCI.

Слоты VESA имели дополнительные наборы разъемов, а поэтому сами карты были крупными. Тем не менее сохранялась совместимость с ISA.

Шина PCI

В PCI можно использовать технологию Plug and Play (PnP). Все карты PCI поддерживают PnP. Это значит, что пользователь может подключить новую карту, включить компьютер и она будет автоматически распознана и настроена.

Также тут поддерживается управление шиной, есть некоторые возможности обработки данных, поэтому процессор тратит меньше времени на их обработку. Большинство PCI карт работают на напряжении 5 Вольт, но есть карты, которым нужно 3 Вольта.

Шина AGP

Необходимость передачи видео высокого качества с большой скоростью привела к разработке AGP. Accelerated Graphics Port (AGP) подключается к процессору и работает со скоростью шины процессора. Это значит, что видеосигналы будут намного быстрее передаваться на видеокарту для обработки.

PCI-Express

Это модифицированная версия стандарта PCI, которая вышла в 2002 году. Особенность этой шины в том что вместо параллельного подключения всех устройств к шине используется подключение точка-точка, между двумя устройствами. Таких подключений может быть до 16.

Это дает максимальную скорость передачи данных. Также новый стандарт поддерживает горячую замену устройств во время работы компьютера.

PC Card

Шина Personal Computer Memory Card Industry Association (PCICIA) была создана для стандартизации шин передачи данных в портативных компьютерах.

Шина SCSI

Шина SCSI была разработана М. Шугартом и стандартизирована в 1986 году. Эта шина используется для подключения различных устройств для хранения данных, таких как жесткие диски, DVD приводы и так далее, а также принтеры и сканеры. Целью этого стандарта было обеспечить единый интерфейс для управления всеми запоминающими устройствами на максимальной скорости.

Шина USB

Это стандарт внешней шины, который поддерживает скорость передачи данных до 12 Мбит/сек. Один порт USB (Universal Serial Bus) позволяет подключить до 127 периферийных устройств, таких как мыши, модемы, клавиатуры, и другие устройства USB. Также поддерживается горячее удаление и вставка оборудования. На данный момент существуют такие внешние шины компьютера USB, это USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB Type-C.

USB 1.0 был выпущен в 1996 году и поддерживал скорость передачи данных до 1,5 Мбит/сек. Стандарт USB 1.1 уже поддерживал скорость 12 Мбит/сек для таких устройств, как жесткие диски.

USB 3.0 появился в 2008 году и поднял стандарт скорости еще выше, теперь данные могут передаваться со скоростью 5 Гбит/сек. Также было увеличено количество устройств, которые можно питать от одного порта. USB 3.1 был выпущен в 2013 и тут уже поддерживалась скорость до 10 Гбит/с. Также для этой версии был разработан компактный разъем Type-C, к которому коннектор может подключаться любой стороной.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели основные шины компьютера, историю их развития, назначение шин компьютера, их типы и виды. Надеюсь эта статья была для вас полезной и вы узнали много нового.

На завершение небольшое видео про шины и интерфейсы компьютера:

Источник

Настольные ПК с каждым днем все больше и больше уступают позиции ноутбукам. Тем не менее, есть люди, которые по тем или иным соображениям и причинам хотят пользоваться именно настольными системами. Причем речь не только о геймерах, но и о них тоже.

Конечно, можно купить готовый системный блок. Но ведь гораздо интереснее и, при прочих равных, дешевле собрать его самому. Причем так можно не только сэкономить, но и собрать совой ПК именно под свои задачи, что называется «под себя».

При сборке системного блока, помимо выбора процессора, оперативной памяти, материнской платы и прочих комплектующих, неизбежно станет вопрос о выборе видеокарты, одной из важнейших составляющих любого компьютера.

Основные типы видеокарт

Перед тем как выбрать подходящее решение, следует знать, что на сегодняшний день существует три типа видеокарт:

Выводы раздела:

Ширина шины памяти. Какую выбрать?

Негласно ширину шины памяти можно разделить:

Выводы раздела:

Объем памяти

Отметим, что лучшие современные видеокарты имеют типы памяти GDDR6 или HDM2. Сегодня это самый быстрый тип видеопамяти и видеокартам с таким типом памяти предпочтительнее отдать свой выбор очень требовательному геймеру. В крайнем случае, для игр, выбирайте адаптеры GDDR 5. Для домашних и офисных задач, вполне пригодны карты с памятью GDDR 5 или DDR 4.

Тактовая частота

Процессор видеокарты обрабатывает графическую информацию с той или иной скоростью. Именно скорость работы и определяется частотой. При прочих равных условиях, чем выше этот параметр, тем быстрее видеокарта обрабатывает графическую информацию. Но, акцентируем Ваше внимание на том, что это правило актуально только при прочих равных условиях. Сравнивать по частоте видеокарты разных семейств и разных производителей нет смысла.

Тем не менее, отдавая предпочтение последним видеокартам с высокой частотой работы графического ядра и с большим количеством потоковых процессоров (программируемые блоки, параллельно выполняющие вычисления) вы делаете лучший выбор.

Выводы:

При выборе видеокарты в первую очередь отталкивайтесь от своих потребностей. Иногда бюджетной или даже встроенной видеокарты вполне достаточно для большинства задач. Геймерам и людям, работающим с большими объемами графики следует обратить внимание на последние видеоадаптеры с типами памяти не ниже GDDR 5 и с шириной шины не менее 196 бит. Практически всегда, видеокарты с такими параметрами имеют достаточно мощный видеочип.

И напоследок отметим, что ни одна, даже самая мощная видеокарта не спасет систему со слабым процессором, медленным жестким диском, с устаревшим модулем оперативной памяти или с древней материнской платой. Учтите, что должен быть баланс, так как мощность ПК будет определяться скоростью работы самого слабого звена во всей системе.

Источник

ЧТО ПРОИСХОДИТ С ВИДЕОКАРТАМИ И ЧТО НАС ЖДЕТ

Казалось бы,начало 2021 года кажется самым лучшим моментом в истории игр. Нас начинают окружать технологии RTX и DirectStorage, появляется новое поколение игровых консолей. Процессоры AMD почти на равных конкурируют с Intel, однако новый директор последней открыто заявляет, что его компания не собирается никого догонять, а просто будет лидером рынка. Не менее интересные дела происходят и на рынке видеокарт, где AMD впервые пытается потеснить NVIDIA в сегменте топовых решений.

В целом, в 2021 году ситуация с производством должна улучшиться. Многие клиенты будут уходить на более новые техпроцессы, освобождая мощности, спрос будет насыщаться. Ссылаясь на исторические данные, AMD считает, что в первом квартале спрос на Xbox Series X/S и PS5 упадет, и к середине года консоли начнут появляться в свободной продаже. Это же касается процессоров AMD Ryzen 5000, однако для видеокарт создание чипов — это только начала истории.

Для сборки, распространения и поддержки видеокарт и NVIDIA, и AMD используют партнеров — компании вроде ASUS, MSI, Gigabyte Technology, EVGA и т.д. Когда выходит новая видеокарта, они получают базовый (референсный) дизайн от NVIDIA или AMD, графические чипы и рекомендованную цену (MSRP) на финальный продукт. На их основе партнеры создают свои дизайны (или оставляют оригинальный), разрабатывают свои системы охлаждения и питания, перевозят видеокарты во все страны мира, продают дистрибьюторам и занимаются поддержкой.

Все это стоит денег, и зачастую видеокарты от партнеров стоят дороже рекомендованной цены. Производители могут делать специальные версии видеокарт, отбирая самые лучшие чипы (каждый произведенный процессор слегка отличается друг от друга) и делая на их основе модели для разгона с улучшенным питанием, массивной системой охлаждения и иногда с кастомным BIOS, который позволит выжать из видеокарты больше, чем возможно по умолчанию.

Эта система работала десятилетиями, но в прошлом году пустила трещины. И NVIDIA, и AMD выпустили собственные версии своих новых видеокарт, установив на них очень заманчивые цены. В компаниях, конечно, подмечали, что эти карты не нацелены на широкий рынок — речь скорее идет о лимитированных изданиях. Но не сработало: такие карты первыми попали на обзоры в СМИ и блогерам, поэтому многие покупатели искали именно их и именно по рекомендованной цене.

Анонимные источники технических YouTube-каналов Linus Tech Tips и GamersNexus рассказывали, что партнеры оказались недовольны рекомендованной ценой на новые видеокарты, поэтому почти все финальные карты от них с самого начала стоили ощутимо дороже.

ситилинк: Ценообразование СИТИЛИНК производится от регионального рынка. Цены выставляются в соответствии: с логистическими затратами, зависящими от партии товара; отпускными ценами производителей; конъюнктур рынка, курса доллара и многих других причин. Цена обновляется по базе автоматически и может меняться как в большую так и в меньшую сторону.

Если сравнить среднюю цену на прошлогодние модели видеокарт через агрегаторы, и с октября GeForce RTX 3070 подорожала на 65%, RTX 3080 на 32%, RTX 3090 на 18%, Radeon 6800XT на 18% и 6900XT на 23%. Частично рост средней цены можно объяснить выходом моделей для продвинутых пользователей, которые могли не успеть к запуску. Но даже цены на одну и ту же версию видеокарты выросли на несколько десятков тысяч рублей. Так MSI GeForce RTX 3080 GAMING X TRIO 10GB в сентябре стоила 86 тысяч рублей, в октябре 91 тысячу, а к концу января уже 114 тысяч рублей — и подорожание продолжается. Разницу не может объяснить и рост курса доллара — американская валюта в последнее время наоборот падает.

Так в чем же дело? В простой рыночной экономике. Магазины видят, что спрос на видеокарты существенно превосходит предложение и просто поднимают цены. Закупочная цена на уже старенькую GTX 1660 — около 14 тысяч рублей, вместе с НДС и маржой магазина она должна стоить не больше 20 тысяч. Однако даже беглый поиск показывает, что средняя цена на GTX 1660 в Москве приближается к безумным 50 тысячам рублей.

Все это происходит из-за мизерных поставок новых видеокарт по сравнению со спросом. Наш источник в DNS, на сайте которого, напомним, нет ни одной новой видеокарты GeForce RTX или Radeon, говорит, что новые поступления закрывают старые заказы еще с осени. Консультантам запрещено продавать видеокарты, но вам может повезти, если кто-то не заберет свой заказ в течении двух дней, то видеокарта уходит в свободную продажу. Похожую ситуацию мы видим и в других магазинах.

Проблемы с производством и вкупе с высокой производительностью делают новые видеокарты удобной целью для скальперов и майнеров. Первые массово скупают товар по низкой цене, чтобы перепродать его по высокой, вторых просто не волнует цена — криптовалюта сейчас настолько дорогая, что майнинг легко отбивает траты на новое железо.

Мы связались со специалистом по криптовалюте — Майклом Картером, основателем и ведущим канала BitsBeTrippin, который занимается просвещением о майнинге и криптовалюте. Перспективы найти новые видеокарты в свободной продаже не самые лучшие — по словам Майкла сейчас самые распространенные ASIC (англ. application-specific integrated circuit, «интегральная схема специального назначения» — микросхемы, созданные под определенный вид вычислений, в данном случае — под майнинг) всего на 10-20% быстрее современных видеокарт, но во много раз дороже.

Поклонникам AMD немного повезло — у «красных» видеокарт шина памяти всего 256 бит и память GDDR6, тогда как у NVIDIA она шире — 320 и 384 бита (в RTX 3080 и 3090 + новая память GDDR6x), что позволяет майнить на них в полтора-два раза эффективнее при схожем энергопотреблении. Вполне возможно, что именно поэтому в Москве цены на карты AMD выросли не так сильно.

Но больше всего на безумный спрос влияет резкий рост курса биткоина и, заодно, альт-коинов вроде Ethereum, которые отлично майнится видеокартами. По словам Майкла, сейчас почти любой GPU, выпущенный после 2016 с 4 Гб памяти, приносит прибыль даже при высоких ценах за электричество. Это объясняет спрос даже на GTX 1660, у которой 6 Гб памяти — из них составляют целые фермы. Цена Etherium выросла настолько, что появился экономический смысл майнить его на ноутбуках с RTX 30-серии.

AMD и NVIDIA обещают решить проблему со спросом в течении года. Финансовый директор NVIDIA Колетт Кресс сообщила инвесторам, что проблемы с поставками продлятся весь первый квартал 2021 года. В интервью с доктором Иэном Катрессом генеральный директор AMD Лиза Су рассказала, что на поставки влияют и налоговая война США с Китаем, и COVID-19, все еще задерживающий производство и повышающий логистические издержки. Но компания ожидает, что в течении первой половины года ситуация с поставками и видеокарт, и консолей значительно улучшится. Еще одна потенциальная причина задержек — китайский Новый год, который празднуют 12 февраля. По традиции, все возвращаются домой и отмечают праздник вместе, поэтому практически все производство останавливается. В Тайване тоже отмечают китайский Новый год, поэтому TSMC тоже временно остановит производство. В Корее есть схожая традиция, но корейский Новый год наоборот заканчивается 12 февраля, поэтому к моменту публикации статьи Samsung Electronics уже продолжит выпуск новых чипов видеокарт NVIDIA.

Впрочем, майнеры никуда не денутся, однако спрос на видеокарты может существенно упасть. В середине года в продажу поступят ASIC Innosilicon A11 Pro, которые будут существенно выгоднее текущих видеокарт. При цене в 1,7 млн рублей это будет игрушка для профессионалов, но она потенциально может вызвать замену видеокарт на ASIC на крупных фермах. Плюс не забываем, что рынок майнинга регулируется «сложностью»: чем больше людей «копают» монеты, тем меньше их выгода — а значит, в какой-то момент покупка видеокарт просто перестанет окупать себя. Но сложно предсказать, когда это произойдет — ведь сейчас повышение сложности компенсируется ростом цены на криптовалюту.

К сожалению, сейчас ситуация удручающая. Видеокарты стоят бешеных денег, особенно страдают младшие модели. Рост криптовалюты и отличный хэшрейт NVIDIA 30-ой серии ставит под угрозу даже поставки ноутбуков с новыми видеокартами. У AMD ситуация не лучше, потому что ее производственные ресурсы размазаны между тремя новыми консолями, процессорами и видеокартами. Однако обе компании прогнозируют, что в течении полугода предложение догонит спрос, и цены наконец-то вернутся в нормальное русло. Конечно, никто не может спрогнозировать ситуацию с криптовалютой — уже больше шести месяцев она продолжает расти. Возможно, новые ASIC’и сделают видеокарты недостаточно рентабельными, и тогда цены нормализуются естественным путем — предложение б/у видеокарт вырастет, а спрос насытиться. Сейчас же остается только одно — держаться и ожидать падения цен. Или покупать ноутбуки, их пока скачки цен не коснулись.

Источник

Видеоадаптеры – эволюция интерфейсов

Эволюция интерфейсов, внедрение новых спецификаций и соответствующей им аппаратной поддержки – в компьютерном мире обычное дело. Вот и видеоадаптер, начав своё восхождение как карта расширения, в который уже раз примеряется к новому интерфейсу. Старожилы ещё помнят старые графические платы с интерфейсом ISA, объём памяти которых редко превышал 512 Кбайт. Позже, с появлением специально расширенной шины VESA, видеоадаптеры попытались пристроиться и к ней. Это были настоящие монстры – карты, которые устанавливались сразу в два слота, размером на всю ширину материнской платы, а объ м памяти в 2 Мбайт считался на начало 90-х годов огромным достижением. Наиболее же сильный толчок в развитии видеоадаптеры получили на старой доброй шине PCI. Именно тогда, в середине 90-х, были созданы первые достойные 3D-акселераторы, и ставки в игровой индустрии резко пошли в гору. Слоты шины PCI пока всё ещё неизменно присутствуют на каждом современном ПК и сегодня, хотя видеокартами они давно уже не используются.

Динозавры типа VESA и сменившие их мастодонты давно вымерли и ушли с пути эволюции. Очень хищным оказался специально разработанный на основе PCI интерфейс для видеоадаптеров – AGP, или Accelerated Graphic Port. Он удерживает позиции уже почти десять лет. Никогда конкурентная борьба между производителями, внедрение новых технологий на графических акселераторах не достигали такого накала, как в эпоху AGP. Но ничто не вечно, и вот уже устаревшая AGP-шина сдаёт свои позиции, уступая принципиально новой агрессивной ветви эволюции – интерфейсу PCI-Express. На сегодняшний день львиная доля видеокарт всё ещё держится на интерфейсе AGP, но самые современные и высокопроизводительные из них перешли на PCI-Express. Вот о проблемах, возможностях и достижениях этих двух интерфейсов мы и поведём речь сейчас. Соблюдая историческую хронологию, начнём рассмотрение с шины AGP, получившей немало заслуг и порицаний в прошлом.

Топовые модели видеокарт ASUS AX800 XT

Рис. 1. Топовые модели видеокарт ASUS AX800 XT выпускаются в исполнении как для шины AGP, так и для шин с интерфейсом PCI-Express x16 (обратите внимание на разъёмы)

Проблема совместимости AGP 1X…8X

За время своего существования шина AGP неоднократно модернизировалась, наращивая свою пропускную способность, и сейчас уже существует в своей третьей и, судя по всему, последней спецификации. Эволюция AGP проходила не совсем гладко, проблемы совместимости разных версий не обошли её стороной. Собирая систему, особенно из комплектующих разных поколений, следует крепко подумать, прежде чем устанавливать на материнскую плату непроверенную AGP-видеокарту…

Появившаяся в 1997 году первая и самая медленная спецификация AGP 1.0 могла работать в двух режимах передачи данных 1Х/2Х (266/533 Мбайт/с), используя напряжение 3,3 В. Здесь под напряжением подразумевается уровень логической «1» сигналов, которыми видеокарта и системная плата обмениваются между собой, а не напряжение питания видеоадаптера со слота на материнскую плату, как многие ошибочно считают. Идем дальше. С 1998 года массово внедряется следующая спецификация, AGP 2.0, со скоростью передачи данных в режиме 4Х (1066 Мбайт/с) и пониженным напряжением сигнальных уровней 1,5 В. Последняя спецификация, AGP 3.0, использует восьмикратный режим передачи данных 8Х (2133 Мбайт/с) и ещё более низкое напряжение сигнала – 0,8 В.

Соответствующие скоростные режимы AGP и, главное, уровни напряжений для них должны поддерживаться как со стороны видеокарты, так и со стороны материнской платы компьютера. Вот тут-то и начинаются проблемы. Ведь если, скажем, видеокарта выдаст сигнал с напряжением 3,3 В, в то время как материнская плата рассчитана на 1,5 В или 0,8 В – результат окажется непредсказуем… Поэтому, прежде чем ставить неизвестную видеокарту, следует разобраться, как правильно совмещать между собой AGP-видеокарту и материнскую плату во избежание проблем.

Понятно, производители должны были предусмотреть защиту, исключающую возможность установки видеокарт на материнские платы, рассчитанные, прежде всего, на несовместимые сигнальные напряжения. Такая защита была предусмотрена, хотя её и нельзя назвать полностью эффективной. Первоначально защита была реализована с помощью ключей AGP-разъёмов. На данный момент существует три основных типа разъёмов для AGP видеокарт.

Расположение ключа на видеокартах AGP 1.0

Рис. 2. Расположение ключа (прорези) на видеокартах, отвечающих спецификации AGP 1.0 (1X/2X) с уровнем напряжения 3,3 В. Соответственно (ниже) AGP-разъём с ключом (перемычкой) на материнской плате под этот тип видеокарт

Расположение ключа на видеокартах AGP 2.0

Рис. 3. Расположение ключа изменилось на видеокартах AGP 2.0 (4Х) с напряжением 1,5 В. У появившихся позже видеокарт AGP 3.0 (8X) ключ расположен так же, но напряжение другое – 0,8 В. Разъём AGP (4X/8X) на материнской плате имеет соответствующую перемычку

Рис. 4. Это так называемый AGP Universal – видеокарты с двумя прорезями можно вставить в любой разъём AGP на материнской плате. Разъём AGP Universal на материнской плате не имеет ни одной перемычки, и в него вставляется любая AGP видеокарта

Теперь разберемся, что куда устанавливается. С устаревшим AGP 1.0 (рис.1) проще всего: если это материнская плата, то сюда ставятся видеокарты, рассчитанные на 3,3 В, либо универсальные (рис.4), которые могут работать на разных напряжениях и в разных режимах, вплоть до 8Х. В последнем случае производитель должен гарантировать, что его видеокарта совместима, по крайней мере, с напряжением 3,3 В. Понятное дело, что гарантии неких безымянных производителей не слишком надежны.

С видеокартами AGP 2.0 и AGP 3.0 (рис.2) уже не всё столь прозрачно. Напряжения сигнала у них разные (1,5 и 0,8 В), а вот разъём один и тот же – туда можно вставить любую из них. Пока что неизвестны видеокарты или материнские платы в которых была бы реализована поддержка только AGP 3.0 (8Х) с напряжением 0,8 В. Современные платы работают в обоих режимах (4Х/8Х), с соответствующими напряжениями. Требуемый уровень напряжения определяется и устанавливается автоматически.

Ситуация с разъёмами AGP Universal (рис.3), которыми оснащалось огромное количество видеокарт и устаревших материнских плат, наиболее запутана. Здесь нужно соблюдать особую осторожность. AGP Universal появился вместе с AGP 2.0 (4Х). Тогда это обозначало, что видеокарта может работать в режимах 1Х/2Х/4Х, выбор напряжения сигнала 3,3 или 1,5 В на ней происходит автоматически, в зависимости от того, на какую материнскую плату та устанавливается. Но уже в то время в продаже появились видеокарты на чипах nVidia TNT-2 Vanta, у которых не было реализовано поддержки 4Х, но, тем не менее, на их разъёмах красовались обе прорези AGP Universal. Последние модели видеокарт с разъёмом AGP Universal, по идее, должны поддерживать все значения напряжений, вплоть до 3,3 В. Но это далеко не всегда означает, что такую видеокарту возможно использовать на старой материнской плате с поддержкой только AGP 1.0 (2Х). Этой проблемы мы коснемся несколько ниже, на примерах.

Теперь о материнских платах с разъёмом AGP Universal на борту. Появились тогда же, что и видеокарты с AGP 2.0 (4X). Если на материнской плате установлен разъём AGP Universal, то это означает, что она поддерживает, по крайней мере, спецификации AGP 1.0 и 2.0, со стороны платы происходит автоматический выбор напряжения 1,5 или 3,3 В.

Всё было хорошо до тех пор, пока Intel не начала выпускать чипсет 845-й серии, у которого поддержка напряжения 3,3 В отсутствует. При этом многие производители продолжали оснащать материнские платы на основе нового на то время 845ХX чипсета разъёмами AGP Universal, в которые могли устанавливаться видеокарты с напряжением сигнала 3,3 В. Почему так произошло, достоверно неизвестно – возможно, производители материнских плат понадеялись на защиту в чипсете, которой на самом деле не оказалось.

Таким образом, если на материнскую плату с чипсетом Intel 845XX, оснащенную AGP Universal устанавливалась видеокарта стандарта 1Х/2Х, то материнская плата попросту сгорала. Ведь видеокарта подавала на чипсет напряжение 3,3 В, на которое тот не рассчитан и не выдерживал его. Потом, конечно, спохватились. На материнских платах начали ставить соответствующие им разъёмы AGP 2.0, а некоторые даже стали оснащать защитой, автоматически отключающей напряжение при неправильном совмещении комплектующих. Но всё же некоторая часть материнских плат на базе чипсетов Intel 845ХХ с AGP Universal уже была продана и сейчас находится на руках у пользователей. Такие платы представляют собой потенциальную опасность.

Чего следует опасаться…

Если на материнской плате установлен разъем AGP Universal, то все же стоит с осторожностью ставить на нее старые 3,3-вольтовые видеокарты. Обязательно проверяйте, не собрана ли эта материнская плата на базе пресловутого чипсета Intel 845XX, на которых второпях наставили много разъёмов без защиты от 3,3 В, без соответствующей поддержки по напряжению со стороны чипсета. Да и на других платах стоит проверять, поддерживает ли чипсет AGP 2X напряжение сигнала 3,3 В. Нельзя полностью исключать ситуацию, когда некий безымянный (а то даже и именитый) сборщик ставил на плату те разъёмы, которые в тот момент оказались на складе…

Большинство современных материнских плат не поддерживает AGP видеокарты с напряжением 3,3 В. На таких материнских платах стоит разъём AGP с соответствующим ключом (AGP 2.0/3.0), препятствующим установке видеокарт, легально отвечающим только спецификации AGP 1.0 (2Х). Однако, стоит учитывать, что попадаются старые видеокарты спецификации AGP 1.0, но их разъём почему-то выполнен с двумя прорезями, то есть универсален. Наверное, издержки «левого» производства. Такую видеокарту можно вставить в любую плату, в том числе с защитным ключом для AGP 4Х/8Х; последствия, естественно, непредсказуемы.

Отсюда вывод – не всякая видеокарта с разъёмом AGP Universal действительно является универсальной. Здесь попадаются как 1,5 В, так и 3,3-вольтовые карты. Если 1,5-вольтовую видеокарту вставить в старую материнскую плату с AGP 2X (3,3 В), то, по всем законам физики, это также должно закончится плачевно. Правда, самому мне таких видеокарт никогда видеть не доводилось.

Ну и последнее. Если новая видеокарта оснащена разъёмом AGP Universal, то теоретически это означает, что эта карта поддерживает режимы 2X/4X, а то даже 1Х и 8Х. Она может работать при разных уровнях напряжений, оснащена системой автоматического выбора нужного напряжения. Если производитель надежен и в описании видеокарты заявлена поддержка всего вышеозначенного, то это очень хорошо. Но всё же последнее не означает, что такую видеокарту можно безбоязненно устанавливать на старые материнские платы с AGP 2X. Дело в том, что современные игровые видеоадаптеры потребляют большую электрическую мощность. Старые системные платы попросту не рассчитывались на большую мощность в AGP слоте. Да и с другой стороны: ставить высокопроизводительную видеокарту в материнскую плату класса AGP 2X нет особого смысла, ибо видеоадаптер всё равно не сможет развить свою скорость из-за ограничения старой AGP-шины.

Король умер, да здравствует король – PCI-Express

Уже всем ясно, что появившаяся в 1997 году AGP к сегодняшнему дню – уже седая старость, как бы её не омолаживали. В этой области давно назревали перемены. Современному компьютеру нужна была замена, и прежде всего, устаревшей шине PCI и её производной, которой является AGP. При внедрении новой универсальной высокопроизводительной шины как единой архитектуры ввода/вывода внутри компьютера нет никакого смысла разрабатывать интерфейс исключительно для видеокарт, как были вынуждены поступать раньше на примере AGP. И вот в конце 2004 года на материнских платах начала появляться новая шина PCI-Express, удовлетворяющая самым высоким требованиям по пропускной способности. Естественно, видеоакселераторы никак не могли остаться в стороне и примерили обновку на себя первыми. Но разберемся со всем по порядку.

Базовая спецификация PCI-Express была утверждена в 2002 году. Ее разработка проводится организацией PCI-SIG при активной поддержке Intel и ряда других ведущих компаний компьютерной отрасли. Сейчас именно Intel довольно агрессивно продвигает этот стандарт. В отличие от старых параллельных шин PCI, AGP, ISA, принцип передачи данных PCI-Express является последовательным. PCI-Express работает по принципу «точка-точка», то есть одна шина в чистом виде может объединять только два устройства. Поэтому в её архитектуре предусматривается свитч, распределяющий сигналы между всеми устройствами PCI-Express. Это принципиальное отличие от PCI, где на общую шину включаются все устройства.

За счёт последовательной передачи данных удается достичь огромных тактовых частот, на два порядка превышающих рабочие частоты старых параллельных шин. Сейчас PCI-Express работает на частоте 2,5 ГГц, хотя в перспективе она может быть легко масштабирована, лимитом здесь считается 10 ГГц. Уже при частоте 2,5 ГГц достигается скорость передачи данных 250 Мбайт/с независимо в каждую сторону (полный дуплекс). Из этого потока нужно вычесть потери на избыточное кодирование по схеме «8/10», применяемое в PCI-Express, и мы получим эффективную скорость передачи данных на уровне 200 Мбайт/с на одну линию передачи.

Предусмотренные стандартом варианты масштабирования PCI-Express
Тип разъёма (число линий)	Число контактов в разъёме	Эффективная пропускная способность (в одну сторону), Мбайт/с.
PCI-Express x1	36	200
PCI-Express x4	64	800
PCI-Express x8	98	1600
PCI-Express x16	164	3200
PCI-Express x32	294	6400

Разработчики уделили внимание проблеме масштабируемости производительности. Они отошли от принципа единого разъёма – в шине PCI-Express изначально предусмотрена возможность наращивания независимых линий передачи данных. Линия передачи PCI-Express х1 (одна линия) имеет весьма скромные показатели – эффективная пропускная способность до 200 Мбайт/с. Но за счет добавления стандартных секций в разъёме, пропускная способность может быть легко наращена до 6400 Мбайт/с – PCI-Express x32 (32 линии). Предаваемые данные поровну распределяются между линиями по принципу: n-й байт на n-ю линию. При всём этом, линии передачи данных в разъёме PCI-Express остаются независимыми, работают в асинхронном режиме. Ко всему достигается обратная совместимость: в многоканальные разъёмы PCI-Express можно вставлять платы расширения, рассчитанные на меньшее число каналов.

Но PCI-SIG не сидит сложа руки. Эта организация приняла решение вдвое увеличить пропускную способность нового поколения PCI-Express. Максимальная скорость передачи данных вскоре достигнет 5 Гбайт/с. Ожидается, что спецификация на новое поколение PCI-Express будет принята уже в этом году, а первая продукция на основе новой шины появится на рынке начиная с 2007 года. Предполагается, что в новом поколении PCI-Express будет реализована возможность автоматического снижения скорости с 5 Мбайт/с до стандартных сейчас 2,5 Мбайт/с, в тех случаях, когда это необходимо. Таким образом, можно надеяться на простую обратную совместимость следующего поколения шины PCI-Express. Следует также отметить – помимо скорости 5 Мбайт/с рассматривались варианты 6 Мбайт/с и 6,25 Мбайт/с. Вот так стремительно развивается новая технология.

В наше время немаловажен и экономический эффект. Последовательная шина требует меньше проводников на печатной плате, таким образом, высвобождается место, упрощается дизайн, уменьшаются электрические наводки. Каждая линия передачи данных состоит из двух дифференциальных контактных пар, для чего необходимо только четыре контакта. Уровню логической «1» сигнала PCI-Express соответствует напряжение 0,8 В. Для PCI-Express предусмотрена автономная система энергосбережения: питание от разъёма должно отключаться при отсутствии активности в промежутке определённого времен. Кроме того, при условии поддержки со стороны карты расширения, PCI-Express позволяет производить горячую замену устройств.

Разъём PCI-Express делится ключом на две части. Первая часть (та, что ближе к задней стенке корпуса) одинакова для всех разъёмов и предназначена для питания карты. Сюда подводятся напряжения 3,3 В и 12 В. Спецификацией предусматривается подводка мощности 60 Вт. По другую сторону от ключа расположены контакты секций линий передачи данных: от одной до тридцати двух. Соответственно количеству линий передачи меняется длина разъёма. Самые короткие разъёмы PCI-Express x1, длина PCI-Express x16 примерно равняется размеру обычного PCI слота.

Рис. 5. Слоты PCI-Express x1…16: пропускная способность масштабируется за счёт секций разъёма, при этом сохраняется обратная совместимость

PCI-Express поддерживает совместимость с PCI на программном уровне, то есть существующие операционные системы должны загружаться без каких-либо изменений. Помимо того, конфигурация и драйверы устройств PCI-Express будут совместимы с существующими PCI-вариантами. Вначале на материнских платах разъёмы PCI-Express будут соседствовать с традиционными PCI-слотами.

Одними из первых устройств, которые стали массово выпускаться для шины PCI-Express, конечно же, стали видеоадаптеры. Посчитали, что для видеоадаптера в самый раз, да ещё с запасом на будущее, подойдет 164-контактный разъём PCI-Express x16. Эффективная пропускная способность PCI-Express x16 заметно выше таковой у AGP 8X: 3200 Мбайт/с против примерно 2000 Мбайт/с у AGP 8X. Другое дело, что даже самые современные видеоакселераторы пока не могут загрузить шину PCI-Express x16 работой полностью. По правде говоря, даже возможности AGP 8X пока что не исчерпаны полностью. Нагрузка на шину сглаживается также и за счет того, что для современных видеокарт с 256 Мбайт памяти на борту из-за большого буфера не требуется частая подкачка данных в память. Да и разработчики приложений, прежде всего игр, видимо, стараются писать программы так, чтобы не нагружать видеокарту потоком информации более, чем доступно AGP 8X. Надо полагать, что ситуация коренным образом изменится лишь в перспективе, с появлением более мощных видеоакселераторов и новых приложений.

На сегодняшний день видеокарта – не единственное устройство, нацелившееся на перспективную шину PCI-Express. В эту когорту следует добавить всех тех, кому уже не хватает возможностей морально устаревшей шины PCI. Это прежде всего: сетевые контроллеры Gigabit Ethernet, RAID-контроллеры массивов жёстких дисков, карты для кодирования HDTV-потока в реальном времени. Ходит слух, что с помощью PCI-Express шины можно будет установить связь между южным и северным мостами чипсета. Тайваньская компания Prolink объявила о выпуске популярного бытового устройства – «первого в мире» ТВ-тюнера PixelView® PlayTV PCX600 для шины PCI-Express, поддерживающего одновременный показ двух каналов, с поддержкой NTSC, PAL, SECAM вместе со всеми субформатами, а также видео и стерео-аудиовходами в композитном и S-Video форматах плюс оптический вход S/PDIF. Не приходится сомневаться, что количество устройств с поддержкой шины PCI-Express со временем будет только расти, хотя это и не случится слишком быстро.

Что день грядущий нам готовит…

Какое заключение можно сделать, сравнивая всё ещё отвечающую требованиям сегодняшнего дня, уходящую AGP 8X, с новой архитектурой PCI-Express? Что касается видеоадаптеров, то здесь пока что сохраняется паритет сил. Даже для топовых моделей видеоакселераторов простая замена интерфейса из AGP 8X на PCI-Express x16 не даёт прироста в производительности. Да и о каком приросте может быть речь, если современные видеоакселераторы попросту ещё не переросли и тех 2133 Мбайт/с, которые обеспечивает AGP 8X. Тем не менее, Intel отказалась от поддержки шины AGP на своих новых чипсетах в пользу PCI-Express, что, конечно же, здорово подстегнёт вытеснение с рынка AGP-видеокарт. Другие чипмейкеры также довольно тепло приняли PCI-Express, и производители материнских плат всё чаще делают выбор в пользу PCI-Express x16 в качестве интерфейса видеоадаптера. Предполагается типичный набор слотов: один PCI-Express x16, несколько PCI-Express x1 и два-три обычных PCI. Но могут быть и исключения…

Рис. 6. Материнская плата ABIT AX8-3rd Eye на не Intel’овском чипсете – доминирует PCI-Express, AGP отсутствует

Курьёзом 2004 года можно считать материнские платы, на которых помимо интерфейса для видео PCI-Express x16 устанавливается также разъём AGP-шины …без аппаратной поддержки последней со стороны чипсета. Как такое могло случиться? Да очень просто. Преследуя маркетинговые цели, полагая, что небольшое число пользователей никак не пожелает отказываться от шины AGP на новых платах, даже в счёт её ущербности, некоторые производители материнских плат сумели прилепить AGP разъём на платы на базе чипсета Intel 915, в котором нет поддержки этой шины. Примером может служить ECS 915P-A. Что из этого получилось? – падение производительности AGP видеокарт до 30% и ниже. А как могло быть иначе при попытке имитировать AGP посредством PCI шины. Однако эта бутафория, названная ECS «AGP Express» смогла просуществовать недолго, ибо осторожная VIA в своих новых чипсетах PT890 и K8T890 заложила аппаратную поддержку как PCI-Express, так и AGP. Так появились материнские платы с двумя полноценными видеоинтерфейсами на борту: AGP и PCI-Express.

Хотя кое-кто посчитал, что один PCI-Express x16 – хорошо, но два – еще лучше. В результате компания NVIDIA представила весьма неоднозначный, а главное – быстрый чипсет nForce4 SLI, поддерживающий две видеокарты PCI-Express. Дабы не ударить в грязь лицом, VIA тоже заявила, что её чипсет K8T890 Pro сможет поддерживать два графических адаптера PCI-Express x16. Но самый интересный номер, наверное, отмочили инженеры Gigabyte Technology. Материнская плата GA-8I915P Dual Graphic основана на самом обычном чипсете Intel 915P, но, тем не менее, она может одновременно управляться с двумя графическими платами PCI-Express x16, располагая двумя соответствующими разъёмами на борту. Таким образом, в подобные платы, даже те, что имеют один PCI-Express x16 и один AGP 8X, можно устанавливать две видеокарты, подключая к каждой по два монитора. Возможно, для кого-то это покажется очень важным приобретением.

Источник