主板知識詳解:顯卡插槽
主板知識詳解:顯卡插槽
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主板知識詳解:顯卡插槽
顯卡插槽接口類型，是指顯卡與主板連接所采用的接口種類。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?，也就是瞬間所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量。不同的接口，能為顯卡帶來不同的性能。而且也決定著主板是否能夠使用此顯卡。只有在主板上有相應(yīng)接口的情況下，顯卡才能使
用。顯卡發(fā)展至今，共出現(xiàn) ISA、PCI、AGP 等幾種接口，所能提供的數(shù)據(jù)帶寬依次增加。而采用下一代的 PCI Express 接口的顯卡，也在2004 年正式被推出。屆時顯卡的數(shù)據(jù)帶寬將得到進(jìn)一步的增大，以解決顯卡與系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題。
1) PCI 接口
PCI 是 Peripheral Component Interconnect(外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn))的縮寫，它是目前個人電腦中使用最為廣泛的接口，幾乎所有的主板產(chǎn)品上都帶有這種插槽。PCI 插槽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(jī)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(diǎn)的 MATX 主板也都帶有 2～3 個 PCI 插槽，可見其應(yīng)用的廣泛性。
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(shí)現(xiàn)對這一層的管理，并實(shí)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，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(dá)到了 133MB/s(33MHz X 32bit/8)，基本上滿足了當(dāng)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(qiáng)大的顯卡，則無法滿足其需求。目前 PCI 接口的顯卡已經(jīng)不多見了，只有較老的 PC 上才有，廠商也很少推出此類接口的產(chǎn)品。
2) AGP 接口
AGP(Accelerate Graphical Port)，加速圖形接口。隨著顯示芯片的發(fā)展，PCI 總線日益無法滿足其需求。英特爾于 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(yán)格的說，AGP 不能稱為總線，它與 PCI 總線不同，因?yàn)樗屈c(diǎn)對點(diǎn)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 PCI 2.1 版規(guī)范并進(jìn)行擴(kuò)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(jī)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(jìn)一步提高了系統(tǒng)性能。
AGP 標(biāo)準(zhǔn)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 133Mbps。目前最高規(guī)格的 AGP 8X 模式下，數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到了 2.1GB/s。
AGP 接口的發(fā)展，經(jīng)歷了 AGP 1.0(AGP 1X、AGP 2X)、AGP 2.0(AGP Pro、AGP 4X)、AGP 3.0(AGP 8X)等階段，其傳輸速度也從最早的 AGP 1X 的 266MB/S 的帶寬，發(fā)展到了 AGP 8X 的 2.1GB/S。
3) AGP 1.0(AGP 1X、AGP 2X)
1996 年 7 月 AGP 1.0 圖形標(biāo)準(zhǔn)問世，分為 1X 和 2X 兩種模式，數(shù)據(jù)傳輸帶寬分別達(dá)到了 266MB/s 和 533MB/s。這種圖形接口規(guī)范，是在 66MHz PCI 2.1 規(guī)范基礎(chǔ)上經(jīng)過擴(kuò)充和加強(qiáng)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。
4) AGP 2.0(AGP 4X)
顯示芯片的飛速發(fā)展，圖形卡單位時間內(nèi)所能處理的數(shù)據(jù)呈幾何級數(shù)成倍增長，AGP 1.0 圖形標(biāo)準(zhǔn)越來越難以滿足技術(shù)的進(jìn)步了，由此 AGP2.0 便應(yīng)運(yùn)而生了。1998 年 5 月份，AGP 2.0 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(dá)到了 1066MB/sec，數(shù)據(jù)傳輸能力大大地增強(qiáng)了。
5) AGP Pro
AGP Pro 接口與 AGP 2.0 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(shí)而研發(fā)的圖形接口標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用該技術(shù)的圖形接口，主要的特點(diǎn)是比 AGP 4x 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(qiáng)大的 AGP 顯
卡。這種標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是專為高端圖形工作站而設(shè)計的，完全兼容 AGP 4x 規(guī)范，使得 AGP 4x 的顯卡，也可以插在這種插槽中正常使用。AGP Pro在原有 AGP 插槽的兩側(cè)進(jìn)行延伸，提供額外的電能。它是用來增強(qiáng)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 AGP
Pro 細(xì)分為 AGP Pro 110 和 AGP Pro 50。在某些高檔臺式機(jī)主板上，也能見到 AGP Pro 插槽，例如華碩的許多主板。
6) AGP 3.0(AGP 8X)
2000 年 8 月，Intel 推出 AGP 3.0 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(dá)到了 2133MB/sec，數(shù)據(jù)傳輸能力相對于 AGP 4X 成倍增長，能較好的滿足當(dāng)前顯示設(shè)備的帶寬需求。
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(dá)到了 PCI 總線的兩倍—66MHz，傳輸帶寬理論上可達(dá)到 266MB/s。
AGP 2X 工作頻率同樣為 66MHz，但是它使用了正負(fù)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(dá)到了加倍的目的。而這種觸發(fā)信號的工作頻率為133MHz，這樣，AGP 2X 的傳輸帶寬就達(dá)到了 266MB/s×2(觸發(fā)次數(shù))=533MB/s 的高度。
AGP 4X 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(dá)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(dá)到 66MB/s×2(單信號觸發(fā)次數(shù))×2(信號個數(shù))=1066MB/s 的帶寬了。
AGP 8X 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(diǎn)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 AGP 4X 的 4 倍變成了 8 倍，理論傳輸帶寬將可達(dá)到 266MB/s×4(單信號觸
發(fā)次數(shù))×2(信號個數(shù))=2133MB/s 的高度了。
目前常用的 AGP 接口為 AGP 4X、AGP PRO、AGP 通用及 AGP 8X 接口。需要說明的是，由于 AGP 3.0 顯卡的額定電壓為 0.8—1.5V，因此不能把 AGP 8X 的顯卡插接到 AGP 1.0 規(guī)格的插槽中。這就是說 AGP 8X 規(guī)格與舊有的 AGP 1X/2X 模式不兼容。而對于 AGP 4X 系統(tǒng)，AGP8X 顯卡仍舊在其上工作，但僅會以 AGP 4X 模式工作，無法發(fā)揮 AGP 8X 的優(yōu)勢。
7) PCI Express 接口
PCI Express 是新一代的總線接口，而采用此類接口的顯卡產(chǎn)品，已經(jīng)在 2004 年正式面世。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 PCI Express。
PCI Express 采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對點(diǎn)串行連接，比起 PCI 以及更早期的計算機(jī)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(dá)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(shí)現(xiàn)單向傳輸，PCI Express 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。
PCI Express 的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異，包括 X1、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 PCI Express 插槽中使用。PCI Express 接口能夠支持熱拔插，這也是個不小的飛躍。PCI Express 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 PCI Express 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(shí)際帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 AGP 8X 的 2.1GB/s 的帶寬。
PCI Express 規(guī)格從 1 條通道連接到 32 條通道連接，有非常強(qiáng)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，PCIExpress X1 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，PCI Express X1 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(yuǎn)遠(yuǎn)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 PCI Express X16，即 16 條點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸通道連接來取代傳統(tǒng)的 AGP 總線。PCI Express X16 也支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，每向數(shù)據(jù)傳輸帶寬高達(dá) 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 AGP 8X 數(shù)據(jù)傳輸只提供 2.1GB/s 的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。
盡管 PCI Express 技術(shù)規(guī)格允許實(shí)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，PCI ExpressX1 和 PCI Express X16 將成為 PCI Express 主流規(guī)格，同時芯片組廠商將在南橋芯片當(dāng)中添加對 PCI Express X1 的支持，在北橋芯片當(dāng)中
添加對 PCI Express X16 的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外，PCI Express 因?yàn)椴捎么袛?shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù)，所以 PCI Express 接口每個針腳可以獲得比傳統(tǒng) I/O 標(biāo)準(zhǔn)更多的帶寬，這樣就可以降低 PCI Express 設(shè)備生產(chǎn)成本和體積。另外，PCI Express 也支持高階電源管
理，支持熱插拔，支持?jǐn)?shù)據(jù)同步傳輸，為優(yōu)先傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行帶寬優(yōu)化。
在兼容性方面，PCI Express 在軟件層面上兼容目前的 PCI 技術(shù)和設(shè)備，支持 PCI 設(shè)備和內(nèi)存模組的初始化，也就是說目前的驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)無需推倒重來，就可以支持 PCI Express 設(shè)備。
8) AGI 與 AGU 接口
因?yàn)楣?jié)省購買系統(tǒng)成本的原因，有很多消費(fèi)者在購買主板產(chǎn)品的時候，都選擇了集成顯示芯片的主板產(chǎn)品，但是由于部分集成顯示芯片的主板(如：使用 Intel865GV/845GV 芯片組的主板)不具備 AGP 插槽，使得用戶在想升級顯卡的時候非常的麻煩。因?yàn)殡m然也有 PCI 接口的顯卡，
但是比較少見，不容易購買，并且價格也比較高。針對這種情況，為了方便用戶今后升級，一些主板廠商自己開發(fā)了一些可以兼容 AGP 顯卡的接口，實(shí)現(xiàn)在這樣的主板上使用獨(dú)立的 AGP 顯卡，目前主要有華擎的 AGI(ASRock Graphics Interface)接口和倍嘉的 AGU(Advanced
Graphics Upgrade)接口。
這種接口外形和 AGP 接口一樣，可以兼容 AGP 8X/4X 規(guī)格顯卡，支持微軟 DirectX 9.0 標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以使用配套的技術(shù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立顯卡和主板集成顯卡同時工作，可以作為簡易的雙頭顯示升級方案。有了這樣的接口就可以在 Intel865GV/i845GV 平臺上升級外接顯卡，靈活的升級系
統(tǒng)，提高系統(tǒng)性能，提升主板的價值。
需要說明的是，這種接口兼容 AGP 8X/4X 規(guī)格，但并不是真正的 AGP 接口。插上 AGP 顯卡后性能方面比真正的 AGP 顯卡差一些，并且建議使用者為帶有這樣顯卡接口的主板購買顯卡時，參考主板廠商提供的顯卡兼容性列表，以免出現(xiàn)兼容方面的問題。不論是 AGI 接口還是 AGU
接口，它們更注重的是在盡量不增加成本的同時給用戶提供新的功能，便于使用市場主流顯卡，提高系統(tǒng)的性能。