显卡独立闹革命!外置显卡方案全解析
硬盘、光驱可以外置,这是出于移动存储的需要;外置声卡主要是服务于不方便升级的笔记本电脑,当然也有降低干扰提高音质的成分;外置水冷散热器则是由于体积太大,机箱内容纳不下;可是谁也不会想到有一天电脑重要配件之一的显卡也会成为外置设备,它有什么理由和机箱闹分家呢?
早在03年,就出现了一种长相与读卡器颇为相似的外置显卡,它采用了USB接口,提供一个VGA输出接头。但由于内置芯片功能单一,因此只支持2D Windows桌面显示,分辨率最高也只有1024×768。它的设计初衷显然不是为了游戏,而是实现便于携带、易于组建的双头/多头输出方案,而且它无法独立于内置显卡而存在,只能算是辅助的移动2D显卡。
首先来研究下华硕在CES2007大会上展出的外置显卡,不管这款尚未上市的产品能否取得成功,它代表了一种设计理念……
目前绝大多数笔记本都采用了集成显卡,3D性能非常有限,即便是那些采用独立显卡的笔记本,也仅配备了NVIDIA GeForce Go 7300/7400或ATI Mobility Radeon X1300/X1400等低端型号,这些显卡的性能还不如一块台式机最便宜的7300LE;当然也有些高端笔记本使用了GeForce Go 7700、Mobility Radeon X1600显卡,说实话这种7600GS级别的显卡也难以胜任新一代游戏大作的需要;而在国内,配备GeForce Go 7950GTX、Mobility Radeon X1900的笔记本难觅其踪,而且价值不菲。
如今笔记本用CPU的性能已经足够强大、内存硬盘的容量也不是问题,唯独3D性能成为了严重的瓶颈;而且CPU、内存、硬盘等配件很容易单独升级,而大多数笔记本都无法升级显卡,即便支持升级,笔记本显卡的可选择范围非常狭窄!于是,业界首款笔记本用外置显卡诞生了——华硕XG Station:
华硕XG Station从结构上来看就是将一块台式机用显卡装在了小盒子里面,另外还附加了一些特殊的功能。至于XG Station面板上的旋钮,据称将可以控制外置显卡频率,进行超频设置等。而其LED屏幕则可以显示:系统主音量、GPU核心频率、GPU温度、GPU风扇转速、Dulby耳机音效状态以及目前游戏FPS等信息。
XG Station的设计初衷以及功能都是为笔记本游戏玩家而生。它在技术方面最关键的就是如何将外置显卡和笔记本连接起来,慢如蜗牛的USB2.0接口显然是不行的。
华硕XG Station主要是为了让笔记本电脑用户使用上最新、最强的台式机显卡,从而突破移动显卡的3D性能瓶颈,虽然现在技术上还不够完善,但其创意以及设计理念是值得肯定的!据最新报道,ATI也在秘密研发外置显卡解决方案,那么它又是为何而生呢?
ATI新一代优异显卡R600一而再再而三的宣布延期,从OEM版本夸张的体型以及功耗来看,困扰ATI的难题就是恐怖的发热以及散热器体积控制:
华硕和ATI的外置显卡目前还处在设计和不断改进的阶段,而NVIDIA则是技高一筹,其外置显卡早已正式投产,只不过是针对专业图形计算领域,因此大多数用户并不关心。NVIDIA的“外置显卡”就是2006年9月份发布的Quadro Plex视觉计算系统:
这个小机箱就是图形子系统,配有专用的电源和散热措施,NVIDIA将SLI甚至Quad SLI系统全都安置在了这个机箱之内,然后通过专用的高速线缆连接电脑主机,从而将GPU图形运算和CPU数据运算分开。
之所以为显卡设计单独的机箱,就是为了实现更为强大的性能,最高端的Quadro Plex 1000 II型拥有两块Quadro FX 4500 X2显卡,四颗GPU、2GB显存,也就是相当于桌面级的7950GX2 Quad SLI系统。NVIDIA将SLI甚至Quad SLI系统都转移到了这个小机箱之内,配上专用的电源和散热措施,通过专用的转接卡和高速线缆联接电脑主机,从而实现难以想象的图形计算能力!
从上图可以看出,NVIDIA通过一块特殊的扩展卡,将PCI-E X16总线从主机中延伸出来,从而为Quadro Plex系统提供高速的总线,在Quadro Plex内部使用X48芯片(7950GX2上的PCI-E控制芯片)将PCI-E X16拆分为两条,这样就能在一套Quadro Plex系统内部接入两片显卡组建SLI或者Quad SLI。如果主机有两条PCI-E X16插槽的话,就能够接入两套Quadro Plex系统,最多实现8颗GPU SLI系统,依此类推!
由此可见,NVIDIA的多GPU互联方案并没有止步于4GPU,8GPU甚至64GPU都有可能,只不过这种庞大规模的方案并不适合于民用,对于工作站来说组建起来也太麻烦了一些,因此NVIDIA设计了专门的外置显卡方案,每套Quadro Plex就是一个单独的Quad SLI系统,这个系统包括了完整的散热以及供电解决方案。而且机箱设计符合3U标准,方便安装拼装管理。
简单来说,NVIDIA通过将显卡移出电脑机箱的手段,为图形子系统提供了开阔的空间,可以轻松的组建更加庞大、更加复杂的GPU阵列,实现更加恐怖的渲染能力。
以上就是目前最受关注的三种外置显卡方案,从基本的原理上来讲,他们其实都是相同的,但实现的方案完全不同。相比之下NVIDIA的Quadro Plex系统是最为成熟的,而且已经正式上市;华硕专为笔记本设计的外置显卡也被普遍看好;ATI的方案还处在实验阶段,但对于未来显卡的发展也是大有裨益。
前不久,PCI-SIG组织公布了一个新的PCI-E总线规范“PCI Express External Cabling 1.0”(PCI-E外接线缆v1.0)。这是已有规范的一个扩展延伸,主要目的是方面连接各种各样的外置设备,比如以2.5GT/s的速度连接外置GPU芯片!如此一来实现外置显卡的方案将会变得更为简单,成本也不会很高,在服务器和工业计算机上,其应用可能会更广泛,而对于游戏玩家来说,外置多核心显卡阵列不再是天方夜谭!
也许有人会问,如今NVIDIA更为强大的专业显卡Quadro FX 5600(G80架构)已经发布,基于Quadro FX 4500 X2(双G71核心)的Quadro Plex系统是不是已经过时了?实际上Quadro Plex只是一种解决方案,它同样可以搭载Quadro FX 5600显卡,实现基于G80核心的SLI和Quad SLI系统,为3D图形工作者提供更加强悍的效能!
据NVIDIA方面表示,并不排除将这种外置方案应用于民用市场的可能。如今G80能够支持高效的物理加速能力,三显卡可以实现游戏发烧玩家梦寐以求的最强性能,但是一块680i主板插上三款8800GTX之后,会给机箱和电源造成多么沉重的负担,主板上也无法容纳下任何扩展卡,如果能将显卡独立出来,一切难题就会迎刃而解!
● 外置显卡的特性以及优势:
1. 笔记本用户可以享用台式机强大的高端显卡;
2. 显卡不再受至于机箱空间和PCI插槽的限制,可以使用更强的专用散热措施;
3. 可使用专用供电系统,减轻机箱电源负担;
4. 多GPU组建SLI、CrossFire系统更加方便;
5. 性能成倍提升没有上限。
● 最后,说说您对外置显卡的看法?
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