原生與橋接PCIE芯片技術深入分析解析

    相對于PCI傳統的共享式并行總線，PCI-Express具有許多先進的特性：PCI-Express的連接允許每個設備擁有各自獨立的數據傳輸資源。PCI-Express具有更加先進的物理結構，可以更加輕松的實現雙向的數據傳輸。

    PCI-Express在設計過程中充分考慮了新總線對于軟件和操作系統帶來得負擔，新總線通過保留傳統的PCI總線設備初始化和內存操作模式來保證支持PCI設備的軟件的兼容性，這意味著驅動程序和操作系統不必為數據傳輸環境的改變而“背負責任”。

    PCI-Express支持彈性的多路訊道連接模式，一個標準的PCI-Express連接可能包含多個“lane”（訊道），當需要增加數據傳輸帶寬時，PCI-Express可以方便地通過增加lane的數目來達到目的。

    具有單個lane的PCI-Express×1可以提供單向250MB/S的帶寬，而具有16個lane的PCI-Express×16可以達到雙向8GB/S的空前水平。這使得PCI-Express×16成為目前取代AGP總線來擔當顯示部分數據傳輸的非常好的選擇。

    AGP實際上是一個獨立于PCI以外的單獨與CPU以及北橋連接的總線，它具有4倍于PCI的數據帶寬（AGP1×），支持許多當時很前衛的特性。比如直接調用內存進行存儲操作，它為新出現的高速顯卡提供了更加充足的數據傳輸資源。但是，剛剛出現的AGP由于過分依賴北橋和系統內存，而當時的北橋和內存速度卻遠遠跟不上系統，所以被戲稱為“圖形減速器”。

    隨著時間的推移，內存速度不斷地提升，再加上AGP總線自身的不斷提速，AGP終于發展成了一個相當成熟的總線，為高速顯卡提供了充足的數據傳輸資源。

    隨著顯示核心的發展，GPU的填充率在迅速的提升，目前的AGP8×所能提供的2.1GB/S的帶寬已經漸漸無法滿足新一代GPU極高的填充率，數據傳輸資源的不足導致GPU的運算能力無法得到充分的發揮。程序員不得不將一部分運算交還給CPU，這使得本來就負擔沉重的CPU運算能力更加捉襟見肘，而且也限制了渲染任務中各種效果的應用。

    PCI-Express的出現給問題的解決帶來了轉機，更好的數據傳輸環境給GPU性能的充分發揮提供了良好的條件，也為未來圖形處理的數據運算環境的改進和CPU的真正解放打下了基礎。

    盡管PCI-Express相對于支持PCI設備的軟件而言在兼容性方面沒有什么問題，但是相對于接口，由于數據傳輸環境的改變，新一代顯卡必須改變數據接口形式以適應新的變化。雖然PCI-Express得到主板芯片組的完美支持以及普及還需要時日，但是ATI和NVIDIA都已經迫不及待的宣布了自己目前的PCI-Express產品計劃。

    同以往一樣，這次兩家公司的發展方向再一次形成了對抗。ATI為我們提供了完整的全新設計的兼容PCI-Express的GPU產品線，該組產品提供GPU芯片本地支持PCI-Express的解決方案。而NVIDIA則提供了通過橋接芯片（HSI芯片）來使自己目前的AGP產品直接兼容PCI-Express的解決方案。

Native，通暢的路。

    ATI將自己的解決方案稱為Native，即所謂“原生”。根據ATI的資料來看，ATI采用的具體方法是重新設計當前的AGP產品，改變GPU內部的數據接口形式，在保證處理性能不變和控制成本的前提下盡量使新產品利用PCI-Express總線的優越特性。

    同時盡量保留原來的AGP總線中有積極意義的特性，比如DIME操作、邊帶尋址等。通過在其芯片內部去除造成延遲的其他因素，ATI的產品利用PCI-Express的良好潛在性能，在進行數據傳輸時，ATI宣稱其產品可以完整的利用PCI-Express×16的全部帶寬，包括上行和下行。同時，ATI的資料中還暗示其產品中擁有某些橋接芯片所不能實現的特殊功能。

ATI的PCI-EXPRESS解決方案

采用原生PCI—Express接口設計的R423