PCI和AGP显卡性价比

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随着CPU主频的逐步提升以及GPU的性能的日新月异，系统单位时间内所要处理的3D图形和纹理越来越多，大量的数据要在极短的时间内频繁地在CPU和GPU之间反复交换，这使原来运行频率为66MHz的AGP接口已越来越跟不上它们交换的速度，系统的性能因此而大受影响。

正像当年AGP取代PCI总线一样，不管你需要不需要，PCI-Express终于走上了时代的舞台。面对准备退出舞台的AGP8X，你又何感想呢？毕竟它在显卡发展历程上留下了不可磨灭的印记！我们回顾一下AGP规范的的吧！

AGP规范

AGP是Accelerated Graphics Port(图形加速端口)的缩写，是显示卡的专用扩展插槽，它是在PCI图形接口的基础上发展而来的。AGP规范是英特尔公司解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力差的问题而出台的。AGP并不是一种总线，而是一种接口方式。

随着3D游戏做得越来越复杂，使用了大量的3D特效和纹理，使原来传输速率为133MB/sec的PCI总线越来越不堪重负，籍此原因Intel才推出了拥有高带宽的AGP接口。这是一种与PCI总线迥然不同的图形接口，它完全独立于PCI总线之外，直接把显卡与主板控制芯片联在一起，使得3D图形数据省略了越过PCI总线的过程，从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。

可以说，AGP代替PCI成为新的图形端口是技术发展的必然。AGP标准分为AGP1.0、AGP2.0和AGP3.0三种规格。

AGP 1.0规范

AGP 1.0规范由英特尔于1996年7月发布，分为1X和2X两种模式。1X模式的AGP，这种图形接口规范是在66MHz PCI2.1规范基础上经过扩充和加强而形成的，工作频率达到了PCI总线的两倍—为66MHz，传输带宽理论上可达到266MB/s，工作电压为3.3v。

AGP 2X工作频率同样为66MHz，但是它使用了正负沿(一个时钟周期的上升沿和下降沿)触发的工作方式。在这种触发方式中在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据，从而使得一个工作周期先后被触发两次，使传输带宽达到了加倍的目的，而这种触发信号的工作频率为133MHz，这样AGP 2X的传输带宽就达到了266MB/s×2(触发次数)＝533MB/s的水准。

虽然AGP 1.0规范在一段时间内满足了显示设备与系统交换数据的需要，但显示芯片的发展实在是太快了，图形卡单位时间内所能处理的数据呈几何级数成倍增长，AGP 1.0图形规范越来越难以满足技术的进步了，由此AGP 2.0便应运而生了。

AGP 2.0规范

1998年5月份，AGP 2.0规范正式发布，工作频率依然是66MHz，但工作电压降低到了1.5v，并且增加了4x模式。AGP 4×仍使用了这种信号触发方式，只是利用两个触发信号在每个时钟周期的下降沿分别引起两次触发，从而达到了在一个时钟周期中触发4次的目的，这样在理论上它就可以达到266MB/s×2(单信号触发次数)×2(信号个数)=1064MB/s的带宽了。

与AGP2.0同时推出的还有一个版—AGP Pro。这种规范其实是专为高端图形工作站而设计的，应用该技术的图形接口主要的特点是比AGP 4×略长一些，其加长部分可容纳更多的电源引脚，使得这种接口可以驱动功耗更大(25-110w)或者处理能力更强大的AGP显卡，完全兼容AGP 4×规范，使得AGP 4×的显卡也可以插在这种插槽中正常使用，但AGP Pro显卡就不能插入一般的AGP4X插槽。

AGP Pro在原有AGP插槽的两侧进行延伸，提供额外的电能。它是用来增强，而不是取代现有AGP插槽的功能。根据所能提供能量的不同，可以把AGP Pro细分为AGP Pro110和AGP Pro50。

功耗在25W—50W 范围内的AGP显示卡就称为AGP Pro50显卡，它要求留有足够的散热空间，由于其能耗较小，发热量自然也较小，所以邻近的一个PCI槽就能满足要求，它的输入、输出托架也只有两个插槽的宽度。AGP Pro110则是能耗在50W～100W之间的显示卡，它要求在其正面有足够的自身冷却空间，因此必须空出邻近的两个PCI插槽，这两个空置的PCI槽能提供55mm的空间，并且AGP Pro110高能耗显卡的一端安装有一个特殊的有三个插槽宽的输入、输出托架来保证其专用空间。

AGP 3.0规范

2000年8月，Intel推出AGP3.0规范，增加了8x模式，在AGP 8X规范中，仍是使用触发模式，只是触发信号的工作频率变成了266MHz，两个信号触发点也变成了每个时钟周期的上升沿，单信号触发次数为4次，这样它在一个时钟周期所能传输的数据就从AGP 4×的4倍变成了8倍，理论传输带宽将可达到266MB/s×4(单信号触发次数)×2(信号个数)＝2128MB/s。

在提升传输带宽同时，AGP 3.0的工作电压也降低了--在AGP 1.0规范中，其工作电压是3.3v，而AGP 2.0是1.5v，到了AGP 3.0，工作电压降到了0.8v。由于AGP 8x的标准工作电压只有0.8v，它只能向下兼容到1.5v标准，即在1.5v的电压下也可以正常运行，但在3.3v的电压下是绝对无法工作的，所以无法兼容AGP 1x、2x的显卡。

除此之外，AGP 8x在规格上也有诸多提升之处，像是支持超大影像对映区(Large Aperture Size)、超大4MB分页寻址(4MB Paging)与虚拟寻址能力，可以控制到2的40次方＝1TB(＝1024GB)，AGP 8x的影像内存容量上限，理论上是AGP 4x(仅2的32次方＝4GB)的256倍容量；同时内存管理以及读写效率会最佳化。

同时针对视讯编码与译码播放的串流化、流畅化，AGP8X规格中也预留了等速同步频宽机制(Isochroous Mode，利用此功能在处理大的数据时就可以边处理边预先读取，从而有效减少了数据塞车现象，使系统的性能得以全面地发挥，而不会在数据读取上浪费太多的资源。)给厂商根据需要制定，此时频宽降为128MB—640MB/s。

AGP8X .VS、PCI-E X16 谁劣谁优？

缺点

数据传输带宽低是AGP的一大缺点。以目前AGP8X而言，其最大传输带宽也只有2.1GB/s，仅仅达到PCI-E X4的水准。由于目前基于DirectX 8、9的游戏程序有一个重要的特点，那就是应用Vertex Shader，即使用针对几何顶点的图形程序，顶点就是角点，是构成多边形的最基本图元，Vertex Shader就是描述这些顶点位置的程序。

目前顶点着色引擎渲染已经完全交由GPU来执行，如果游戏普遍应用大量的纹理素材比如1600x1200分辨率或者立体式的Cube纹理来增加场景逼真度，因此显卡对于渲染指令的传输需要越来越高的带宽。从理论上来说，我们只需要提升AGP的工作频率就可以增加数据传输带宽。

但严格上说，AGP不是一个具有概念上的总线，而是一个从PCI总线中抽离出来的独立的单一总线技术，AGP设计的初衷就是为了让图形数据越过带宽严重不足的PCI总线，直接和MCH连接进入系统的图形子系统。AGP的实际工作频率只有66MHz，而且由于AGP采用并行并行传输模式，因此如果单纯提升工作频率将对系统带来负面影响及大大增加显卡的设计复杂性。

同时AGP8X基础之上引入类似Octal Data Rate八倍频的传输设计(注：AGP 8x则是一种ODR(Octal Data Rate八倍频的传输设计)技术，通过标准频率66MHz输入以及三条相位讯号线的控制，每一条数据讯号线可以用实际533MHz的频率传输一个位讯号，有点象双通道DDR技术)在成本上也显得不切实际。

虽然Intel在制定AGP 8×时加入了一种新的设计--输出端数桥接(Fan-out Bridge)技术，它可以使系统中安装多个AGP 8×设备成为可能。每个AGP 8×端口配置一个桥接模块，这些模块通过逻辑主PCI总线并且通过统一出口同芯片组中的控制模块通讯，每个模块可以通过次级PCI总线(AGP 8×总线)链接至少两个AGP 8×设备，不过两个AGP 8×设备之间无法进行点对点传输，根本无法解决带宽不足的困境。

而最新PCI-E却不存在AGP这样的缺点。与AGP规范相比，PCI Express最大的特点是允许设备间采用点对点串行连接,如此一来即允许每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，同时利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速度提到一个很高的频率。

在传输速度上，由于PCI Express支持双向传输模式，因此连接的每个装置都可以使用最大带宽。PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括x1、x4、x8以及x16(x2模式将用于内部接口而非插槽模式)，其中X1的传输速度为250MB/s，而用于取代AGP的PCI-E X16拥有两条专用信道，数据传输带宽达到8GB/s，几乎是AGP8X的4倍！

而且PCI Express总线支持多设备并行运行如支持NV40的SLI技术，两个设备之间完全可以进行点对点传输，可以在原设备基础之上进行简单升级就可大大增加系统的图形性能。这都是AGP8X所不能比拟的！

优点

凡事都有两面性。面对PCI-E，AGP也不是一无是处。与PCI-E X16相比，AGP最大优点在兼容性上。由于AGP8X具有向下兼容性，可以兼容AGP4X，无论是此前的i845、P4X533，还是目前的865、875或K8T800 PRO主板都可以支持，这意味着你即使是较老的P4平台，同样可以将图形系统升级到目前最顶级的显卡产品。

[Page: ] 而如果你选择PCI-E X16显卡的话，用户如果购买新款Intel芯片组主板，他们必须放弃以往拥有的AGP图形卡而购买新的PCI Express图形卡。如果是一个正好要同时升级图形卡的用户，直接购买新的PCI Express图形卡正中下怀；而如果对这部分并没有要求，那就会觉得增加了购机或升级时的投资了。这也是为什么ATI、NVIDIA针对主流平台仍首先发布AGP8X版本的NV40、R420图形核心的原因。

而对于VIA和SIS这些芯片组厂商来说，它们同样也采取比Intel更灵活的策略来凸现自己的产品特点—推出同时支持PCI－Express和AGP的芯片组产品，以便为客户和消费者提供更多样的选择。因此PCI－Express技术取代AGP技术是大势所趋，而这种取代过程要花费多少时间谁也不能确定。和很多技术一样，我们只能在今后的实际应用中才能逐渐体会它所展现出的魅力。

而且从目前相关测试情况来看，无论是桥接支持PCI-E X16，还是原生支持PCI-E X16， PCI Express显卡并不比AGP显卡跑得快多少，PCI Express显卡在游戏测试中高带宽的优势丝毫没有得以体现。这主要是因为目前所有的游戏均基于AGP时代的接口技术而开发，游戏引擎并没对特别对PCI Express进行优化。

而且目前的显卡均普遍配备了128MB的大容量缓存，加上图形核心处理能力越来越高，在DX9架构下的很多顶点、材质、纹理等数据已经完全能够在显卡内部依靠30GB/s的带宽解决。另一方面虽然PCI Express具备了高带宽，但由于8b/10b编码会造成20%的带宽浪费以及数据通讯的延迟，在载入3D纹理时，一旦出现了延迟状况，就会拖累整个进程，其对性能的影响不言而喻。

因此即使再次为显卡和系统平台之间的传输桥梁拓宽到PCI Express时代的8G，就目前的应用环境来看这种革新所带来的性能提升也是微乎其微的—也许在应用性能若仿的情况，选择价格相对低廉的AGP显卡无疑是玩家明智的选择。

此外虽然增大数据传输带宽，但是PCI Express x16接口的功耗也从AGP8X接口的25W猛增到65W，这无疑对设备的电源和散热系统提出了更高要求。这意味着你选择PCI-E X16显卡时，或许连电源也需要升级。

结语

PCI Express看上去很美好，不管是保守的，还是激进的显卡厂商都推出了各自的PCI Express产品，那么作为普通的消费者，又该何去何从呢？

虽然PCI Express x16拥有4倍于AGP8X的传输带宽，但高带宽并不代表性能就会提升到4倍的水准，这取决于GPU与主板、内存总线的使用情形而定；而用在什么样的软件环境下，才需要如此高的频宽流量，这都是我们是否放弃AGP8X、转投PCI Express x16时所要考虑的要素。就目前的情况来看，PCI Express x16规范在相对于AGP 8x的性能提升幅度上，其实是相差有限，提高幅度仅为8%左右。

一般来说，对CPU、GPU以及图形处理数据传输带宽要求较高的应用软件，特别是对硬件要求越高的游戏，PCI Express x16带来的性能提升幅度越是明显。而真正让PCI Express的双向传输有着其独到的架构得到充分发挥主要在多任务的并行工作上—如PCI Express所见长的千兆网、HD-TV、Raid系统、高清晰视频的实时采集。现在唯一可以从PCI Express受益的应用只有HDTV视频编辑，但又有多少朋友有这样的需求呢？

为8%的性能提升，是否值得放弃目前所使用的系统、将机器进行全面升级呢？要知道PCI Express平台的其它配套配件的价格也不菲，特别是DDR2内存……因此，在PCI Express平台、相应产品、软件更加成熟之前，目前的PCI总线+AGP的平台仍是更具性价比的解决方案。

参考资料

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