HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN zu PCI Express für Grafiken

PCI Express (PCIe) ist eine E/A-Bustechnologie, die entwickelt wurde, um pci-x und accelerated Graphics Port (AGP) zu ersetzen. Durch die Bereitstellung erweiterter Features und erhöhter Bandbreite behebt PCIe viele der Mängel von PCI, PCI-X und AGP. PCIe behält die volle Softwarekompatibilität mit pci Local Bus Specification 2.3 bei und ersetzt die parallele Multidrop-Bus-Architektur von PCI und PCI-X durch eine serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindungsbusarchitektur.

Zwei PCIe-Geräte sind über eine Verbindung verbunden, und jede Verbindung besteht aus einer oder mehreren Lanes. Jede Spur besteht aus zwei differenziellen Niederspannungssignalpaaren, die 2,5 GBit/s Verkehr in entgegengesetzten Richtungen befördern. Ein Paar wird für die Übertragung verwendet, und das andere Paar wird für den Empfang verwendet. Um die Bandbreite einer Verbindung weiter zu erhöhen, können mehrere Lanes parallel (x1, x2, x4, x8, x12, x16 oder x32 Lanes) zwischen zwei PCIe-Geräten platziert werden, um die Bandbreite der einzelnen Lanes zu aggregieren.

PCIe-Hardware ist abwärtskompatibel mit PCI-Software auf den Betriebssystemen Microsoft Windows 2000 und Microsoft Windows XP. Erweiterte PCIe-Features werden nur in Windows Vista und höheren Versionen von Windows nativ unterstützt.

• XPDM: Das Windows XP-Anzeigetreibermodell.

• WDDM: Das Windows Vista Display Driver Model. WDDM ist eine bedeutende Weiterentwicklung der Grafiktreiberinfrastruktur und ist abwärtskompatibel mit XPDM-Treibern.

• GART: Tabelle für die Grafikadressenverschiebung, Hardware, die dem Grafikkarte eine linearisierte Ansicht des nicht linearen Speichers darstellt.

• DCT: Zeigt Kompatibilitätstests an. Videotreiber müssen diese Tests bestehen, um das Windows-Zertifizierungsprogramm einzuhalten und von Microsoft digital signiert zu werden.

• WHQL: Windows Hardware Quality Laboratories. Die organization in Microsoft, die für das Windows-Zertifizierungsprogramm für Hardware verantwortlich ist.

Es ist bekannt, dass Grafiken immer mehr Bandbreite verwenden können, als verfügbar ist. Grafikdatenübertragungen verursachen maximalen Datenverkehr auf dem PCI-Bus. Der stetige Anstieg der Grafiknachfrage und -komplexität führte schließlich dazu, dass der PCI-Bus nicht ausreichte, was zur Erfindung von AGP führte. Jetzt verschieben wir die Grenzen der Möglichkeiten von AGP, und wir benötigen eine bessere Lösung. PCIe übertrifft AGP bei der Bandbreitenverfügbarkeit, mit mehr Raum für erweiterungen in naher Zukunft. Durch die Erhöhung der Anzahl von Lanes in einem Link können Grafikkarten die Vorteile einer höheren Bandbreite und einer schnelleren Datenübertragung nutzen. Beispielsweise verfügt ein Grafikkarte, der eine X16-Verbindung verwendet, über eine Bandbreite von 4 GBit/s in jede Richtung.

Aufgrund der höheren Bandbreite, die PCIe bietet, werden Systeme bereits von AGP zu PCIe verschoben. In der Regel bietet ein System keine AGP- und PCIe-Connectors.

PCI Express Graphics in Windows Vista

Das Windows Vista Display Driver Model (WDDM) hat bestimmte Anforderungen für PCIe-Grafikkarten, z. B. dass der 64-Bit-Adressierungsmodus von der GPU unterstützt wird. Es müssen jedoch mindestens 40 Bits physischer Adressbits implementiert werden. Die nicht implementierten Bits sollten auf 0 (null) erzwungen werden. Diese Anforderungen gelten nicht für das Windows XP-Anzeigetreibermodell.

PCIe-Grafik & AGP

Zusätzlich zu den oben genannten Bandbreitenüberlegungen gibt es noch einige weitere Unterschiede zwischen AGP und PCIe.

Per Definition erfordert AGP einen Chipsatz mit einer Gart-Tabelle (Graphics Address Relocation Table), die dem Grafikgerät eine lineare Ansicht des nichtlinearen Systemspeichers bietet. PCIe erfordert jedoch, dass die Speicherlinearisierungshardware auf dem Grafikgerät selbst und nicht auf dem Chipsatz vorhanden ist. Folglich muss die Treiberunterstützung für die Speicherlinearisierung in PCIe im Videotreiber vorhanden sein, anstatt als separater GART-Miniporttreiber im AGP-Stil. Grafikhardwarehersteller, die nicht lokalen Videospeicher in ihren XPDM-Treibertreibern (Windows XP Driver Model) verwenden möchten, müssen sowohl Speicherlinearisierungshardware als auch die entsprechende Software implementieren. Alle PCIe-Grafikkarten, die mit WDDM kompatibel sind, müssen die Speicherlinearisierung in Hardware und Software unterstützen.

AGP war für Grafikkarten vorgesehen, und es wurde von keiner anderen Geräteklasse verwendet. PCIe ist für die Verwendung von allen Geräteklassen vorgesehen, die zuvor PCI verwendet haben. Mit AGP programmierten eine Reihe von Videotreibern direkt den Chipsatz, was zu schwerwiegenden Auswirkungen wie Absturz und Speicherbeschädigung im Grafikstapel führte. Da PCIe für alle Geräte im System verwendet wird, ist es noch wichtiger, dass Videotreiber den Chipsatz nicht direkt programmieren.

Funktioniert ein PCIe-Video Karte unter Windows XP?

Ja. PCIe ist softwarekompatibel mit PCI. PCIe-Hardware funktioniert auf Betriebssystemen, die PCI unterstützen.

Gibt es pcIe-Grafiken zusammen mit AGP?

Einige Chipsätze unterstützen sowohl AGP als auch X16 PCIe. Einige Motherboards verfügen sowohl über AGP- als auch X16-PCIe-Steckplätze, die einen solchen Chipsatz verwenden.

Funktionieren Multimonitorkonfigurationen für PCIe-Grafiken?

Multimonitorkonfigurationen von PCIe werden erwartet, dass sie genau wie PCI funktionieren. Ob sie dies tun, hängt von den Motherboard-Herstellern ab. Beispielsweise erfordert die Konfiguration des x16-, x8- und x8-Dreifachmonitors das Vorhandensein eines x16- und zwei x8-Steckplatzes auf der Hauptplatine.

Welche Auswirkungen hat die Verwendung von PCIe-Grafiken auf die Leistung?

High-Speed-PCIe-Grafiklösungen haben eine bessere Leistung als AGP. In der Regel verwenden PCIe-Grafikkarten den x16-PCIe-Steckplatz. Dies führt zu einer Bandbreite von 4 GBit/s. Dies ist bereits ein doppelter Anstieg gegenüber AGP 8X. In diesem Fall bedeutet "x1", dass der Slot über eine PCIe-Lane verfügt, wodurch er eine Bandbreite von 264 MBit/s erhält. Dies entspricht der Bandbreite, die von AGP 1X bereitgestellt wird, und doppelt so viel wie PCI (132 MBit/s).

Darüber hinaus unterstützt die AGP-Spezifikation das "Snooping" nicht. Dies impliziert, dass der von Geräten verwendete Arbeitsspeicher nicht zwischengespeichert oder vom Prozessor zusammen geschrieben werden muss, um zu verhindern, dass der Prozessor diesen Arbeitsspeicher zwischenspeichert. Andernfalls muss zwischen der Übergabe einer Oberfläche zwischen CPU und GPU eine teure Cacheleerung durchgeführt werden. Daher ist der Lesezugriff des Prozessors auf diesen Arbeitsspeicher sehr langsam.

PCIe unterstützt Snooping. Es ist nun möglich, einen solchen freigegebenen Arbeitsspeicher als zwischenspeicherbar zuzuordnen und weiterhin die Kohärenz zwischen CPU und GPU aufrechtzuerhalten. Snooped-Transaktionen sind langsamer als nicht abgeheftete Transaktionen, aber da die CPU den freigegebenen Arbeitsspeicher mit voller Geschwindigkeit lesen kann und wir keine Caches leeren müssen, kann der Kompromiss in einigen Szenarien eine bessere Leistung bedeuten.

Ist ein n-Lane-PCIe-Slot mit einem p-lane PCIe-Grafik-Karte kompatibel, wobei p > n? Wo n > p?

Sie können ein x16-Grafik-Karte nicht in einen x8-Steckplatz anschließen. Sie können jedoch, wenn Sie möchten, eine x8-Karte PCIe-Karte in einen x16-Steckplatz anschließen. Ein P-Lane-PCIe-Karte funktioniert mit einer gewissen Geschwindigkeit in einem n-Lane-PCIe-Slot, wobei n > p. Dies trifft nicht zu, wenn n < p.

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