原生与桥接PCIE芯片技术深入分析解析

    相对于PCI传统的共享式并行总线，PCI-Express具有许多先进的特性：PCI-Express的连接允许每个设备拥有各自独立的数据传输资源。PCI-Express具有更加先进的物理结构，可以更加轻松的实现双向的数据传输。

    PCI-Express在设计过程中充分考虑了新总线对于软件和操作系统带来得负担，新总线通过保留传统的PCI总线设备初始化和内存操作模式来保证支持PCI设备的软件的兼容性，这意味着驱动程序和操作系统不必为数据传输环境的改变而“背负责任”。

    PCI-Express支持弹性的多路讯道连接模式，一个标准的PCI-Express连接可能包含多个“lane”（讯道），当需要增加数据传输带宽时，PCI-Express可以方便地通过增加lane的数目来达到目的。

    具有单个lane的PCI-Express×1可以提供单向250MB/S的带宽，而具有16个lane的PCI-Express×16可以达到双向8GB/S的空前水平。这使得PCI-Express×16成为目前取代AGP总线来担当显示部分数据传输的非常好的选择。

    AGP实际上是一个独立于PCI以外的单独与CPU以及北桥连接的总线，它具有4倍于PCI的数据带宽（AGP1×），支持许多当时很前卫的特性。比如直接调用内存进行存储操作，它为新出现的高速显卡提供了更加充足的数据传输资源。但是，刚刚出现的AGP由于过分依赖北桥和系统内存，而当时的北桥和内存速度却远远跟不上系统，所以被戏称为“图形减速器”。

    随着时间的推移，内存速度不断地提升，再加上AGP总线自身的不断提速，AGP终于发展成了一个相当成熟的总线，为高速显卡提供了充足的数据传输资源。

    随着显示核心的发展，GPU的填充率在迅速的提升，目前的AGP8×所能提供的2.1GB/S的带宽已经渐渐无法满足新一代GPU极高的填充率，数据传输资源的不足导致GPU的运算能力无法得到充分的发挥。程序员不得不将一部分运算交还给CPU，这使得本来就负担沉重的CPU运算能力更加捉襟见肘，而且也限制了渲染任务中各种效果的应用。

    PCI-Express的出现给问题的解决带来了转机，更好的数据传输环境给GPU性能的充分发挥提供了良好的条件，也为未来图形处理的数据运算环境的改进和CPU的真正解放打下了基础。

    尽管PCI-Express相对于支持PCI设备的软件而言在兼容性方面没有什么问题，但是相对于接口，由于数据传输环境的改变，新一代显卡必须改变数据接口形式以适应新的变化。虽然PCI-Express得到主板芯片组的完美支持以及普及还需要时日，但是ATI和NVIDIA都已经迫不及待的宣布了自己目前的PCI-Express产品计划。

    同以往一样，这次两家公司的发展方向再一次形成了对抗。ATI为我们提供了完整的全新设计的兼容PCI-Express的GPU产品线，该组产品提供GPU芯片本地支持PCI-Express的解决方案。而NVIDIA则提供了通过桥接芯片（HSI芯片）来使自己目前的AGP产品直接兼容PCI-Express的解决方案。

Native，通畅的路。

    ATI将自己的解决方案称为Native，即所谓“原生”。根据ATI的资料来看，ATI采用的具体方法是重新设计当前的AGP产品，改变GPU内部的数据接口形式，在保证处理性能不变和控制成本的前提下尽量使新产品利用PCI-Express总线的优越特性。

    同时尽量保留原来的AGP总线中有积极意义的特性，比如DIME操作、边带寻址等。通过在其芯片内部去除造成延迟的其他因素，ATI的产品利用PCI-Express的良好潜在性能，在进行数据传输时，ATI宣称其产品可以完整的利用PCI-Express×16的全部带宽，包括上行和下行。同时，ATI的资料中还暗示其产品中拥有某些桥接芯片所不能实现的特殊功能。

ATI的PCI-EXPRESS解决方案

采用原生PCI—Express接口设计的R423