显卡史上最大骗局!PCIE接口何用之有

日期: 2024-09-13 作者: 内存

简介

  早在2004年,我们就通过多方面的测试发现,当时比较超前的PCI-E X16接口实际上并不比AGP 8X强,在很多情况下甚至会出现了性能直线下降的情况。造成这一现象的根本原因是首款PCI-E芯片组915P并不成熟,而且显卡也无法有效利用充足的接口带宽。

  原生高带宽的6600GT PCI-E竟然不如AGP桥接版?是的,当时就是这样!

  如今PCI-E接口的显卡已经彻底取代了AGP,虽然ATI和NVIDIA还在照顾老用户推出一些桥接的AGP版本,但大多都属于PCI-E吃剩的残羹冷炙即将停产的7900GS/7950GT AGP、X1950XT AGP,等到PCI-E用户将视线的时候,他们才想起来老用户也需要一些高性能的新显卡!

  现在继续讨论显卡是原生还是桥接已无了价值,PCI-E X16能比AGP 8X强多少也毫无意义因为限制AGP显卡性能发挥的是老迈的CPU,而并非AGP 8X接口本身!PCI-E已完成了一统江湖的大业,PCI-E 2.0规范也开始崭露头脚,但有一个问题我们始终没有正真获得答案那就是显卡究竟需要多大接口带宽?

  从AGP升级到PCI-E就为了解决显卡接口的传输瓶颈,换句话说就是给未来几年内显卡的发展开辟了广阔的道路,时至今日PCI-E显卡已发展了3年,那么当今主流显卡能否有效利用PCI-E总线带宽呢?本文将有明确的目的性的对此进行测试。

  与AGP/PCI总线相比,PCI-E不单是传输带宽高这么简单,PCI-E还具备双向传输和数据分路传输两种传输模式。同时,PCI-E还有多种不同速度的接口模式,这包括了X1、X2、X4、X8、X16以及更高速但不常见的X32:

  PCI-E X1模式的传输速率便能够达到250MB/s,接近原有PCI接口133MB/s的两倍,极大的提升了系统总线的数据传输能力,而且还能支持上下行同时传输互不干扰,峰值可达500MB/s。而其它模式,如X8、X16的传输速率便是X1的8倍和16倍,目前显卡常用的X16接口已能实现双向共8GB/s的带宽。

  PCI-E除了带宽方面的优势之外,几近完美的上下兼容性也是一大亮点。举个简单的例子,PCI-E X1设备肯定能插在PCI-E X16插槽中使用,而PCI-E X16也可以工作在PCI-E X1插槽中(前提是插槽开口),只不过带宽受到了极大的限制。

  正因为PCI-E总线这种弹性的设计,我们就能够最终靠简单的屏蔽措施,在普通主板上实现PCI-E X16/X8/X4/X2/ X1的规格,方法就是用绝缘胶带隔绝显卡的PCI-E接口金手指。

  想要让显卡工作在PCI-E X16和X8模式(SLI/CrosFire主板支持)下并不难,X4也有部分主板能支持,那么如何让显卡工作在X2和X1这种模式呢?

  下面我们统一使用屏蔽的手段,让显卡在同一块主板上工作在X16/X8/X4/X2/X1这五种模式:

  需要注意的是,仅有物理屏蔽还是不行的,很多模式下都可能点不亮系统,是因为主板BIOS中并没有对非标准模式提供定义,我们特意从厂商那边索取了工程版BIOS才得以正常使用非标准模式。

  现在就大功告成了,接下来将屏蔽了金手指的显卡插入PCI-E X16插槽,其总线带宽就被自动限制在了X8/X4/X1模式下,我们通过对比显卡在各个模式下的性能差别,来检验显卡到底要多少的接口带宽。

  SPECviewperf是由专业组织SPEC提供的一个由C语言编写的OpenGL可执行程序,大多数都用在显卡的专业3D性能测试,由于直观、广泛适用和客观权威等特点,这个测试程序成为了公认的工作站领域图形性能标准测试工具。

  此次我们通过最新的SPECviewperf 9.03版本测试两款高端显卡在各种3D图形软件中的性能,这中间还包括著名的3Ds Max、CATIA、EnSight、Maya、SolidWorks等应用人群十分普遍、更实用的测试项目,可以更有效地衡量专业显卡在OpenGL下的CAD/DCC应用性能。

  3dsmax是基于OpenGL驱动的3ds max 3.1,包括三个拥有150万个顶点的模型,并在不一样的层次的灯光和场景下来测试。能够正常的看到X4性能损失还是很大的,X8相对小一些,差距在1-2帧。

  Catia基于Dassault的CATIA软件,包括2个超过2百万个顶点的场景。结果和3Ds Max差不多,X8和X16的差距只有1帧,而X4和X1的表现就惨不忍睹了。

  Ensight项目对应CEI的工程和科学视觉预览软件EnSight。此时的结果比较有意思,对于8800GTS 320M来说X8和X16基本没区别,而X1900XTX对接口带宽稍微敏感一些,差距在1.5帧。

  此项测试就是Discreet Logic的高级渲染软件Lightscape radiosity。X8和X16绝对没区别。

  著名的Maya就不必多做介绍了,此时8800GTS 320MB需要更加多的带宽,X16优势很明显;而X1900XTX只有1帧的差距。

  Solidworks是工程制图常用的大型绘图软件,对显示接口带宽要求比较高,A卡更加显著一些。

  UGS测试内容为拥有410万个顶点的机车模型,比CATIA的要求更为苛刻,X8模式下性能损失就很大了。

  前面的专业测试项目可能很多朋友并不感兴趣,接下来就进行游戏测试,三款测试项目都是大家耳熟能详的:

  首先是3DMark06,结果有些出人意料,X1900XTX在X8和X16之间的差别几乎能忽略不计了,X4模式下的性能损失居然仅有100分,X1模式下也能跑出3576分的好成绩!

  而8800GTS 320MB的差别要大很多,X8模式就损失了将近200分,X4能够准确的看出明显差距了,X1的性能损失非常大。

  使命召唤2中,A卡发挥稳定结果和3DMark06差不多,而8800GTS 320MB可能因为显存容量不足一定要通过PCI-E调用内存的原因,在X8/X4模式下性能损失比较大。而在Quake4这款OpenGL游戏,反映出来的结果和3DMark06完全一致。

  在专业图形测试中,虽然个别项目PCI-E X8和X16的性能差距看上去比较大,实际上线帧而已。而在游戏测试中,X8和X16之间的差距在实际使用中我们很难察觉出来。

  由此我们大家可以得出这样的结论,即便是AGP 8X接口(2.1GB/s),对于当前的主流显卡来说也是充足用的,部分厂商的整合芯片组(比如C61S)配备PCI-E X8升级接口也能够理解,毕竟连X1900XTX这种高端显卡都无法有效利用X16接口的全部带宽,中端显卡在X8模式下的性能损失肯定更小!

  总的来看,强大的G80确实需要更高的接口带宽,但是PCI-E X16对它来说已经足够了,虽然我们没办法测试它在X32模式下的表现,但能想象更高的带宽并不会带来额外的性能提升,现在过渡到PCI-E 2.0还为时过早!

  那么PCI-E究竟带给我们啥好处呢?广大新老用户并没有从PCI-E充足的带宽中直接受益,只是被迫使用先进的技术。也许只有最高端的SLI/Quad SLI/CrossFire(双槽PCI-E)和最低端的HyperMemory/TurboCache(透过高速PCI-E接口调用内存)技术才利用到了PCI-E的某些特性!