显卡史上最大骗局！PCIE接口何用之有
测试标题显卡史上最大骗局！PCIE接口何用之有
2007年04月01日 00:00作者：TomsHardware编辑：孙敏杰
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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接口其实并不比AGP 8X强，在很多情况下甚至出现了性能下降的情况。造成这一现象的主要原因是首款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用户将视线转移到DX10的时候，他们才想起来老用户也需要一些高性能的新显卡！
PCI-E取代AGP不需要任何理由
现在继续讨论显卡是原生还是桥接已经没有了价值，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已经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得到答案——那就是显卡究竟需要多大接口带宽？
当今显卡能否有效利用PCI-E X16的带宽？
从AGP升级到PCI-E就是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显卡已经发展了3年，那么当今主流显卡能否有效利用PCI-E总线带宽呢？本文将有针对性的对此进行测试。
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：
| 模式 | 双向传输模式 | 单项传输模式 |
| PCI Express x1 | 500MB/s | 250MB/s |
| PCI Express x2 | 1GB/s | 500MB/s |
| PCI Express x4 | 2GB/s | 1GB/s |
| PCI Express x8 | 4GB/s | 2GB/s |
| PCI Express x16 | 8GB/s | 4GB/s |
| PCI Express x32 | 16GB/s | 8GB/s |
PCI-E X1模式的传输速率便可以达到250MB/s，接近原有PCI接口133MB/s的两倍，大大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。
目前主板上最常见的就是PCIE X16和X1接口，部分主板提供了X4接口，X8听起来很耳熟，这是因为很多支持双卡互联的主板就是使用了两条PCIE X8接口来实现，不过外观上依然是PCIE X16的物理插槽。
华硕P5WDG2 WS PRO拥有4条PCI-E X16插槽
PCI-E灵活的分段式信号定义（点击看大图）
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。
开口的PCI-E X4插槽可以用PCI-E X16显卡
正因为PCI-E总线这种弹性的设计，我们就可以通过简单的屏蔽措施，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也有部分主板可以支持，那么如何让显卡工作在X2和X1这种模式呢？
使用CPU-Z监测PCI-E带宽，这是普通的X16模式
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：
按照PCI-E的针脚定义，屏蔽一半数据金手指就是X8模式
同理，屏蔽掉3/4就是X4模式了
X2的情况稍微复杂点，因为正反面针脚定义不对称
这就是X1模式，和普通的X1插槽一一对应
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，这是因为主板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，来检验显卡到底需要多少的接口带宽。
● 测试系统配置：
测试平台 |
Socket 775 | Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe 65 nm, 2.93 GHz, 4 MB L2 Cache) |
主板 | MSI 975X Platinum PowerUp Edition
Chipset: Intel 975X, BIOS: 2007-01-24 |
硬件配置 |
内存 | 2x 1024 MB DDR2-800 (CL 4.0-4-4-12)
Corsair CM2X1024-6400C3 XMS6403v1.1 |
显卡1 | HIS X1900XTX IceQ3
GPU: ATI Radeon X1900XTX (650 MHz)
RAM: 512 MB GDDR3 (1,550 MHz) |
显卡2 | Zotec GeForce 8800 GTS
GPU: GeForce 8800 GTS (500 MHz)
RAM: 320 MB GDDR3 (1,200 MHz) |
硬盘 | 400 GB, 7,200 RPM, 16 MB cache, SATA/300
Western Digital WD4000KD |
光驱 | Gigabyte GO-D1600C (16x) |
软件配置 |
显卡驱动1 | ATI Catalyst Suite 7.2 |
显卡驱动2 | Nvidia ForceWare 97.92 |
平台驱动 | Chipset Installation Utility 8.1.1.1010 |
DirectX | Version: 9.0c (4.09.0000.0904) |
操作系统 | Windows XP Professional, Build 2600 SP2 |
A卡选用了HIS的X1900XTX，性能也就比X1950XTX差一点
N卡选用了柏能的8800GTS 320MB，当前的抢手货
测试平台相同，微星975X Platinum PowerUp Edition
● 测试项目和设置：
测试软件和设置 |
3D游戏 |
Call Of Duty 2 | Version: 1.3 Retail
Video Mode: 1600x1200
Anti Aliasing: 4x
Texture Filter: Anisotropic
Timedemo demo2 |
Quake 4 | Version: 1.2 (Dual-Core Patch)
Video Mode: 1600x1200
Video Quality: Ultra (ATI)/High(Nvidia)
Anti Aliasing: 4x
Multi CPU: Yes
THG Timedemo waste.map
timedemo demo8.demo 1 (1 = load textures) |
应用程序 |
SPECviewperf 9 | Version: 9.03
All Tests |
3D Mark06 | Version: 1.1
Video Mode: 1600x1200
Anti Aliasing: 4x
Anisotropic Filter: 8x |
下面正式开始测试。
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，主要用于显卡的专业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，其中包括著名的3Ds Max、CATIA、EnSight、Maya、SolidWorks等应用人群非常广泛、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，并在不同层次的灯光和场景下进行测试。可以看到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基本没有区别，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完全没有区别。
著名的Maya就不必多做介绍了，此时8800GTS 320MB需要更多的带宽，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之间的差别几乎可以忽略不计了，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可以看出明显差距了，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需要通过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。
● 全文总结：
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，实际上真正的FPS数值也只有1-2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足够用的，部分厂商的整合芯片组（比如C61S）配备PCI-E X8升级接口也可以理解，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，虽然我们无法测试它在X32模式下的表现，但可以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究竟带给我们什么好处呢？广大用户并没有从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！
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