PCI-Express: далее без остановок или видео на скорую руку?

Что может дать Intel PCI-Express видеоподсистеме, использующей AGP 8х? Как ATI и Nvidia подготовились к переходу на новую шину? Какие плюсы и минусы имеет каждый из подходов?

Что может дать Intel PCI-Express видеоподсистеме, использующей AGP 8х? Как два ведущих разработчика видеоускорителей - ATI и Nvidia - подготовились к переходу на новую шину? Какие плюсы и минусы имеет каждый из подходов?

С тех пор видеокарты научились заметно ускорять обработку трехмерной графики, визуальная среда игр (другие приложения, к сожалению, практически не используют 3D) заметно усложнилась. Соответственно, вырос и объем информации, пересылаемой ускорителю на обработку. Пропускной способности шины PCI стало не хватать, и специально под нужды видеоподсистемы была разработана шина AGP. Затем происходила ее эволюция до версий 2х, 4х и, наконец, 8х. Теперь наступает время x16 - варианта PCI-Express, применяемого для самых требовательных компонентов системы, к которым, безусловно, относятся современные видеоускорители.

Откровенно говоря, плюсов в этом переходе немного. Производители особо выделяют возросшую в два раза (с 2 до 4 Гбайт/с) пиковую пропускную способность новой шины. Происходит это скорее по традиции, так как именно этот параметр был критичным при появлении AGP 1x/2x/4x. И пользователей уже приучили - чем больше пропускная способность, тем лучше. Однако когда два года назад вышла версия AGP 8x, большинство обозревателей отметило, что даже полосы пропускания AGP 4x нынешним приложениям (читай - играм) хватает. Следовательно, удвоение по большому счету уже тогда было бессмысленно, и за прошедшее время ситуация мало изменилась.

Более ценным достоинством новой шины являются возросшие возможности по обеспечению видеоускорителя энергией. С вводом PCI-Express ускорители смогут рассчитывать на 75 Вт. Это позволит в большинстве случаев отказаться от подключения дополнительного питания извне через "винчестерный" разъем. Увы, топовый продукт Nvidia - GeForce 6800 Ultra - требует примерно 110 Вт, а следовательно, ему все равно придется выделить один шлейф питания (однако на "Computex 2004", насколько мы заметили, не было продемонстрировано ни одной карты на GeForce 6800 для PCI-Express). С прямым конкурентом - ATI Radeon X800 - ситуация пока не ясна. На данный момент на PCI-E-карте коннектор внешнего питания есть. Но похоже, канадцы пытаются удержаться в рамках спецификаций PCI-Express x16, а потому затягивают объявление окончательных характеристик и отгрузку карт потребителям.

Оба крупнейших разработчика видеоускорителей будут поддерживать PCI-Express: Nvidia предлагает использовать специальный чип-мост (HSI) для трансляции запросов, в то время как ATI использует естественную, встроенную поддержку (хотя с точки зрения психологии лучше использовать термин "врожденную", для техники он все же неприменим). По большому счету, подход Nvidia не дает никаких преимуществ. Самое главное достоинство - быстрое "знакомство" с новым интерфейсом чипов, изначально разработанных под AGP. Калифорнийцы подчеркивают, что таким образом они могут выпускать две линейки абсолютно одинаковых продуктов как для x16, так и для AGP.

ATI также выпускает две линейки видеокарт. Из-за встроенной поддержки приходится создавать VPU, подходящий либо для AGP, либо для PCI-Express. Однако, разница состоит лишь в небольшом блоке, отвечающем за работу с внешним интерфейсом. Так что материальные затраты на разработку двух чипов будут минимальны. Для поддержки обоих интерфейсов нужно лишь определить, в какой пропорции выпускать каждую из модификаций. В то время как конкуренту необходимо использовать дополнительный чип-транслятор, который сам по себе чего-то стоит. К тому же появляется дополнительная точка отказа. Конечно, это не означает, что проблемы будут обязательно. Но теоретическая возможность появляется. А из-за трансляции запросов незначительно, но увеличивается общая латентность видеоподсистемы.

Главный же недостаток моста заключается в архитектурном различии между AGP 8x и PCI-Express. Дело в том, что первый интерфейс является асимметричным (в сторону ускорителя данные идут со скоростью 8х или примерно 2 Гбайт/с, а в обратную лишь 1x), а второй двунаправленный (в обе стороны скорость составляет 4 Гбайт/с). На данный момент такое преимущество x16 не скажется никак, но в будущем могут появиться приложения, активно получающие данные от GPU. Таковыми в первую очередь могут стать приложения по обработке видео высокого разрешения. Но и в играх вероятно появление новых эффектов. Всего этого будут лишены чипы, реализующие поддержку через мост, поскольку по сути они используют AGP.

Список продуктов, поддерживающих PCI-Express, и их характеристики мы свели в таблицу. Самым интересным видится (хотя бы потому, что он на данный момент не имеет аналогов среди AGP-решений) ATI Radeon X300. Не трудно заметить, что его версия Pro архитектурно совпадает с Radeon X600. Отличие состоит в рабочих частотах, но более тонкая технология производства 0,11 мкм, возможно, позволит безболезненно догнать старшего родственника. Правда, чипы памяти, устанавливаемые на бюджетную карту, вряд ли дадут достигнуть полного равенства.

В нише мобильных решений набольший интерес представляют не сами чипы, а специальные модули - AXIOM (Advanced eXpress I/O Module) у ATI и MXM (Mobile PCI Express Module) у Nvidia. Они позволяют производить замену видеоускорителя в ноутбуке, что ранее было возможно, кажется, лишь в редких продуктах Toshiba. К сожалению, разъемы несовместимы друг с другом, и насколько нам известно, на данный момент ни один из производителей не собирается отказываться от собственной разработки. Так что замена будет возможна только в рамках линейки продуктов какой-то одной компании. Основным же достижением технологии PCI-Express как таковой для мобильных компьютеров является более развитая система управления энергией. И опять HSI Nvidia не дает в полной мере воспользоваться этим преимуществом. А также встает вопрос об охлаждении моста, что критично для компактных ноутбуков.

Складывается впечатление, что дела у Nvidia идут не лучшим образом, что готовность к переходу на новую шину хуже, чем у основного конкурента. К тому же, канадцы с самого начала сотрудничали с Intel при разработке x16, их карты использовались для проверки работоспособности систем на PCI-Express. Но при этом по завершении "Computex 2004" из Тайваня многие тестлабы уже увозили PCI-E-карты на чипах Nvidia, главным образом на PCX 5750 и 5900, тогда как карты на ускорителях ATI до сих пор задерживаются даже от таких производителей, как ASUSTeK и Sapphire.

- Из журнала "Компьютерра" от 22 июня 2004 года.