|
引言：
2004年，第三代总线接口PCI Express终于在众人的期待中缓缓走来！虽然PCI Express规格总线没有像预期的那样短时间内迅速取代AGP的位置，但是PCI Express总线相比AGP所具有的全串行界面支持点对点模式、低电压信号差、高带宽等等一些新特性依然没有辜负众人的期盼。而显卡作为目前计算机系统中传输速率最低的硬件，将极大的从PCI Express总线规格中受益。尤其是对于专业绘图领域的用户而言，采用PCI Express总线规格的工作站图形加速卡将极大的满足目前新一代图形创作软件对于数据传输速率上的要求，很好的符合专业图形软件对于硬件日益增加的渲染能力要求。
如前面所说，相比目前主流的AGP8x显卡仅能提供2.1GB/S的传输速率而言，目前PCI-E的双向传输在16x配置下，可以在传输速率上拥有一倍的提升，轻松实现上行、下行同为4.2GB/s的传输速率。而且，由于拥有了上、下行相对独立的2条点对点传输通道，使得基于该规格的显卡本身具备了系统芯片直接与内存对话并且交换数据的功能，而不用再像AGP总线那样，以北桥芯片为桥梁建立数据传输。
而且，由于PCI-E规格自身的特性，因此可以同时基于高速传输带宽的多边形流水线与渲染流水线构架，显示核心能够更快的处理完复杂的指令数据、电影影像级的渲染以及多渲染结果显示输出，同时基于DX9 HLSL（如3Ds MAX）又或者OpenGL Shadering Language（如Maya）的预览功能也能从PCI-E技术中获得好处。
PCI Express先天的优势应该说是其良好性能的保证，而下面我们将通过来自艾尔莎ELSA ATI FireGL V3100、ELSA ATI FireGL V3200、ELSA ATI FireGL V5100三款PCI-E总线规格的工作站图形加速卡的实际测试来看看PCI Express的表现。为了能够更加突出的体现PCI-E平台所具有的优势，我们在此次测试中特别加入了ELSA ATI FireGL X3-256和ELSA ATI FireGL X2-256t两款AGP平台产品作为对比，以便大家能更为直观的进行观察二者的区别。
首先简要了解一下几款产品的基本规格。
ELSA ATI FireGL V5100：
ELSA FireGL V5100红色的PCB版，延续了ATi一贯的产品风格，全铜散热器搭载透明上盖，使得这款产品更具有观赏性。由于ELSA FireGL V5100完全由PCI Express X16接口提供电力，因此这款产品没有配置外接电源输入接口。
该款产品搭配双DVI输出。接口其中一个由ATi
FireGL V5100内部集成的TMDS支持。
另外一个则要靠外置的Siliconimage Sil1162 TMDS芯片提供。而两个DVI接口中央的4pin圆形端子为连接3D眼镜提供了支持。
这款产品的ATi FireGL V5100绘图芯片，基板四周依然保留了有益的金属垫圈。但从核心表面蚀刻部分我们并无法明确直接分辨出这是PRO版还是XT版本。对于这两个版本而言，除了频率差异外，XT版本的像素处理管线（PixelShader）也更多达16个，PRO版本则是12个，顶点处理单元(VertexShader)两者同为6个。但是从产品规格型号依然可以得知，这块ELSA ATI FireGL V5100的核心是PRO版的FireGL V5100，因为XT核心定位是更为高端的
ELSA ATI FireGL V7100产品。
而在产品规格方面， ATi FireGL V5100内部集成了1.6亿晶体管，由台基电（TSMC）使用0.13微米的low-k技术制造。由于ATi的图形处理器本身并不直接支持硬件技术T&L，因此在专业3D图形创作应用中，如有需要会用顶点处理单元来模拟。
在显存方面，FireGLV5100搭配了hynix的编号为HY5DW283222A F-28的
DDR SDRAM内存颗粒，并没有搭配高速产品中常用的GDDR3，256bit
的显存带宽弥补了128MB显存容量的稍许不足。标准的700MHz运行速度能够给图形处理器提供22.4GB/s的内存带宽。
ELSA ATI FireGL V3200：
ELSA ATI FireGL V3200看上去没有了V5100的"磅礴气势"，但是作为一款针对中小型企业而设计的产品，也是无可厚非。L型散热装置、风扇安装在顶端，但这种设计使得风扇并没有直吹主芯片，虽能照顾到PCB正面的内存颗粒，但背面的4枚颗粒并没有被考虑进去略显遗憾。
尽管定位于中低端市场，但是艾尔莎同样为其配置了双DVI输出接口。而实现方案和前面高端产品的V5100相同。其中一个由内部集成的TMDS支持，另外一个靠Siliconimage Sil1162 TMDS芯片提供，中间的4pin圆形端子用于连接3D眼镜。
ATi FireGL V3200绘图芯片同样采用台积电Low-K、0.13微米制程生产，像素处理管线为4个，顶点处理单元2个。从硬件规格上来讲，这种芯片并不是和ATi FireGL V5100处于同一代产品，可以看作是ATi FireGL V3100的超频版本。
在显存方面，分别采用8片FBGA封装的hynix DDR内存，颗粒编号HY5DU283222A F-25，共128MB容量，位宽128bit；使之能够提供的内存带宽只有FireGL V5100的一半，这是由显示芯片内部内存控制器位宽的差别所决定。
ELSA ATI FireGL V3100：
这款ELSA ATi FireGL V3100是较早上市的一款PCI-E产品之一。目前售价3200元，从价位上来说应该属于入门级工作站图形加速卡。从图中可以看出，该产品的外部状况极为精简，少量的元件，小型化的散热器以及标准的输出接口，符合其所处的市场位置。
与前两款产品相比，ELSA ATI FireGL V3100只提供了一个DVI输出接口，由FireGL V3100内部的TMDS支持，另外还提供了一个十分常见的15pin D-SUB VGA接口，没有提供4pin 3D眼镜，这种配置使得成本降到了最低。
这款产品采用的FireGL V3100芯片同样是采用台积电的0.11微米制程工艺生产。这种制造工艺能带来诸如核心面小、发热小、功耗小等优点。而在硬件规格上该核心采用4条像素处理管线和2个顶点处理单元(VertexShader)，但运行频率要低得多。
在显存颗粒方面，依然是我们十分熟悉的hynix，编号为HY5DU281622ET-5，8颗芯片组成了128bit位宽的128MB容量。
看过了上面三款PCI-E平台产品以后，我们再来欣赏一下另外两款AGP平台的产品。
ELSA ATi FireGL X2-256t采用ATi FireGL X2显示核心，搭载256M 256bit高速显存，拥有8条像素管线、4条几何引擎，具备多屏幕显示，双DVI输出，兼容DirectX 9.0和OpenGL1.5及其扩展程序的特性，并通过了最新SolidWorks2005软件认证。
ELSA ATI FireGL X3-256工作站图形加速卡是目前艾尔莎阵营中AGP平台里最高端的产品，拥有多屏幕显示的双DVI输出，双链路模式连接所提供的9M图元显示；支持Quad-buffer立体3D输出，12条图元管线，6条几何引擎，增强子图元精度，256M容量的GDDR3显存，可以满足3ds max、Maya等在内的专业绘图软件对于硬件的要求。
测试结果：
SPEC Viewperf7.1测试成绩：
从上面的数值中可以看出，V5100在第一项测试中就给了我们一个惊喜，作为一款定位于中高的端产品，其实际表现力领先于艾尔莎AGP平台最高端产品X3-256；而AGP中端产品X2则要强于两款PCI-E入门级产品，不同的定位从性能上得到一定的体现。
在drv项目的测试中X3以微弱的优势领先于V5100，而中端产品X2也领先于两款入门级PCI-E产品，可以看出在这个以钻井石油平台为场景的复杂测试中，高端显卡很好的展现了自身在硬件规格上的优势。
dx-08测试的测试内容是描画3个螺旋状粒子轨迹，在这个测试中PCI-E带宽优势得到了极大的发挥。
该测试主要是对在多光源下的构图和进行光影特效方面的处理能力进行测试，是一个体现渲染能力的测试，由于PCI-E产品在传输带宽上的优势，因此使得即便是入门级显卡也能够在该项测试中领先AGP最高端产品。
在整个测试包中，proe-02也是一个考验显卡在复杂情况下的处理能力的测试，由于规格上的限制，三款PCI-E产品在测试中的表现再次得到制约。
ugs-03是利用三种不同的渲染模式对显卡进行测试，测试结果取三种不同模式的综合数值，但是三款PCI-E渲染模式中没有体现出应有的优势，这与PCI-E产品在驱动方面不是十分完善和该测试软件较低的版本有一定关系。
SPEC Viewperf8.01测试：
SPEC Viewperf8.01相比SPEC Viewperf7. 1增添了catia、ensight、maya和solidworks的模型测试脚本，去掉了drv和dx子项目。
自PCI-E总线规格曝光之初，就有消息指出PCI-E将极大提升3dsmax等专业绘图软件的性能，而在测试结果中我们也看到定位于入门级的产品V3200的数值已经接近AGP中端产品X2，而中高端产品则领先于X3。
在catia-01复杂的顶点变换中，AGP平台再次表现出数据传输带宽上的劣势，入门级的两款产品同样领先X3。
相比较上一个测试拥有200万顶点而言，ensight-01则拥有320万个顶点，而由于该测试拥有复杂的光影和材质变化是是考验硬件自身配置的，所以使得定位较高的AGP显卡没有表现出更大的劣势。
light-07测试更多的是考验实际工作，因此定位较高的两款AGP产品在取得较大的领先优势。
Maya是8.01中新加入的一个测试环境，测试中包含复杂的光阴，贴图和纹理变化，因此对于实时渲染有极高要求，因此也再一次体现了PCI-E在这方面的优势。
可以看到，在新版本的测试软件面前，三款PCI-E产品得到了很大的提升，性能表现也优于AGP产品。
SW-01就是基于Solidworks 2004软件进行测试，在频率决定性能的对比中，AGP产品在硬件规格上高配置占据了上风。
在考验渲染能力的测试中，PCI-E产品表现出了其一贯的性能，弥补了自身频率上的不足。
Cinema4D Cinebench2003测试：
在这项测试中，X3与V5100以及V3100、V3200与X2在两个场景的对比中，出现了比较大的反差，这因为测试SECNE1模拟一个真实场景，拥需要大量的多边形运算。因此除了带宽以外，频率依然是另一重要因素，虽然三款PCI-E产品在第一场景中略占优势，但是到了对多边形运算要求高的第二场景，频率上占有的AGP两款产品明显取得优势。
Maya5.0测试：
3ds max 6测试：
在Maya、3dsmax单独测试中，其表现与在SPEC Viewperf
测试包中的略有差异，这是由于单独则是主要衡量某一部分性能造成。
Enginner2001：
在这个测试中，应该说很好的表现了AGP与PCI-E各自优势。X3在整个测试中领先于其它各款产品，但是可以看出优势非常微弱。这个优势是由其高频率所决定，而在V5100与X2的对比中则可以看出，在频率基本相等，而V5100数据传输速率明显提升的情况下，PCI-E得到极大的体现。
测试总结：
从上面的全部测试结果中可以看出，PCI-E在很多测试中凭借自身的优势领先于AGP平台，但是由于PCI-E产品目前正处在刚刚起步的阶段，因此核心频率和显存频率方面无法和AGP抗衡，因而导致在一些测试中的表现有所不足。
此外，在这里还应该特别指出，此次参加测试的两款AGP产品是正式销售的产品，而V5100是工程样板，这也可能会造成PCI-E产品的不稳定性。但相信正式上市后的V5100产品会进一步完善，届时在性能上肯定会得到进一步提升！而V3100和V3200两款产品的表现也基本让人满意。而且我们也期待着PCI-E阵营中的V7100的尽快上市，期待者在硬件配置相同的情况下X3与
V7100的测试。
无论如何，虽说目前在测试中PCI-E产品还不能完全获得大幅度的领先优势，但是毕竟PCI-E平台处于刚刚起步的阶段，能够与技术已经相当成熟的AGP规格总线的对比中表现出如此成绩，我们应该有理由相信PCI-E总线规格未来带给我们的惊喜！
|
