Разновидности слотов для подключения видеочипов

Как мы уже отметили выше, видеокарта вставляется в специальный разъем расширения на системной плате компьютера, через этот слот видеочип обменивается информацией с центральным процессором системы. На системных платах чаще всего есть слоты расширения одного-двух (реже трёх) разных типов, отличающихся пропускной способностью, параметрами электропитания и другими характеристиками, и не все из них подходят для установки видеокарт. Очень важно знать имеющиеся в системе разъемы и покупать только ту видеокарту, которая им соответствует. Разные разъемы расширения несовместимы физически и логически, и видеокарта, предназначенная для одного типа, в другой не вставится и работать не будет.

 

При смене одной только видеокарты обязательно нужно учитывать, что новые модели могут просто не подходить к вашей материнской плате, так как существует не просто несколько разных типов слотов расширения, но несколько их версий (применительно к AGP, и в скором времени — к PCI Express). Если вы не уверены в своих знаниях по этой теме, внимательно ознакомьтесь с нижеследующей информацией.

Int. (Internal) – встроенная в материнскую плату видеокарта. Она всегда будет отнимать у Вас определенное количество оперативной памяти для своих нужд. Данный вариант видеокарт является рекомендуемым для применения в офисах.

 

ISA – один из самых первых слотов расширения. В настоящее время все материнские платы идут без данного слота. Если у вас компьютер Pentium 3 или более поздняя модель, то, скорее всего, у вас нет данного слота.

 

PCI – преемник ISA. В настоящее время он есть на всех материнских платах, хотя в последнее время все чаще поговаривают о скорой его смерти в связи с появлением слота PCI-X

 

Мы не будем подробно касаться ISA и PCI слотов расширения и соответствующих им видеокарт, так как они безнадежно устарели, и не каждый специалист ныне знает о них что-то большее, чем их названия и то, что они когда-то существовали.

 

Практически все современные графические процессоры используют один из двух типов интерфейса: AGP или PCI Express. Эти интерфейсы отличаются друг от друга в основном пропускной способностью, предоставляемыми возможностями для питания видеокарты, а также другими менее важными характеристиками. Теоретически, чем выше пропускная способность интерфейса, тем лучше. Но практически, разница в пропускной способности даже в несколько раз не слишком сильно влияет на производительность, и пропускная способность интерфейса крайне редко является «узким горлышком», ограничивающим производительность.

 

Лишь очень малая часть современных системных плат не имеет слотов AGP или PCI Express, единственной возможностью расширения для них является интерфейс PCI, видеокарты для которого весьма редки и попросту не подходят для домашнего компьютера. Рассмотрим два современных интерфейса подробнее, именно эти слоты вам нужно искать на своих системных платах.

 

AGP (Accelerated Graphics Port или Advanced Graphics Port) – это высокоскоростной интерфейс, основанный на спецификации PCI, но созданный специально для соединения видеокарт и системных плат. В отличие от универсальной шины PCI, AGP используется только для видеокарт. Шина AGP лучше подошла для видеоадаптеров по сравнению с PCI потому, что она предоставляет прямую связь между центральным процессором и видеочипом, а также некоторые другие возможности, увеличивающие производительность в некоторых случаях, например, GART — возможность чтения текстур напрямую из оперативной памяти, без их копирования в видеопамять; более высокую тактовую частоту, упрощенные протоколы передачи данных и др. AGP появился с первыми компьютерами Pentium 2 и в настоящий момент все еще лидирует, однако в последнее время также ходят слухи о скорой его смерти, в связи с появлением слота PCI-X.

 

Интерфейс AGP имеет несколько версий – AGP, AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x и AGP pro. AGP 8x с пропускной способностью 2.1 Гб/с в 8 раз превысил показатели начального стандарта AGP с параметрами 32-бит и 66 МГц.  

 

Важно знать, что в порт AGP Pro можно устанавливать только платы данного типа, а в простые AGP – все кроме AGP PRO (это связано с разницей в питании).

 

Спецификации AGP появились в 1997 году, тогда Intel выпустил первую версию описания, включающую две скорости: 1x и 2x. Во второй версии (2.0) появился AGP 4x, а в 3.0 — 8x. Основным отличием в свете совместимости является рабочее напряжение в сигнальных линиях. Стандарт AGP 1.0 использует напряжение 3.3 В, 2.0 - 1.5 В, 3.0 - 0.8 В. Стандарт последующей версии поддерживает устройства предыдущих версий, но не требует обязательного обеспечения совместимости от производителей и разработчиков оборудования. Рассмотрим все варианты подробнее:

 

 

Видеокарты с интерфейсом AGP и соответствующие слоты на системных платах совместимы в определенных пределах. Видеокарты, рассчитанные на 1.5 В, не работают в 3.3 В слотах, и наоборот. Но существуют универсальные разъемы, которые поддерживают оба типа плат. Некоторые новые видеокарты из последних AGP серий, такие как NVIDIA GeForce 6 серии и ATI X800, имеют специальные ключи, не позволяющие установить их в старые системные платы без поддержки 1.5 В, а последние AGP карты с поддержкой 3.3 В — это NVIDIA GeForce FX 5x00 и часть из ATI RADEON 9x00, кроме основанных на R360.

 

При апгрейде старой AGP системы обязательно нужно учитывать возможную несовместимость разных версий слотов AGP. Бывает, что никаких проблем не возникает, и новые видеокарты в старые системные платы можно пробовать вставлять без особого риска. В крайнем случае, система просто не заработает. А вот попытка установки старых видеокарт на новую материнскую плату может повлечь за собой печальные последствия. Для установки новых видеоплат на устаревшую системную, имеющую разъема AGP 1.0, нужно, чтобы новая видеокарта имела универсальный разъем AGP 1.0/2.0. Но если новая видеокарта имеет разъем AGP 2.0, то заставить ее работать на старой системе не получится.

 

AGP 3.0 видеокарты можно устанавливать на материнские платы со слотом AGP 2.0. Существуют и видеокарты AGP 3.0 с универсальным разъемом, которые можно устанавливать в том числе и на системную плату с портом AGP 1.0. 

 

Можно добавить, что профессиональные видеокарты на базе NVIDIA Quadro обычно исполняются с разъемом AGP Pro 50. Этот разъем отличается наличием дополнительных 12 контактов усиления питания карты. При этом видеокарта может либо иметь третью прорезь в разъеме, тогда ее можно установить в стандартный слот, либо не иметь, и установить ее будет возможно только в слот AGP Pro. При установке AGP карты также рекомендуется выдерживать интервал в один пустой слот с другими платами.

 

Несмотря на то, что версии AGP действительно сильно отличаются друг от друга по теоретическим показателям, таким, как пропускная способность, более старый и медленный интерфейс тормозить работу видеокарты будет не сильно, разница в производительности в играх при режимах AGP 4x и AGP 8x составляет лишь несколько процентов, а то и еще меньше.

 

В настоящий момент новых системных плат с AGP уже не выпускают, они окончательно уступают рынок решениям с интерфейсом PCI Express. Однако AGP до сих пор имеет широкое распространение и дает достаточную пропускную способность даже для новых видеочипов.

 

Нужно отметить, что в переходный период смены слотов AGP на PCI Express выходили системные платы с гибридными решениями, предоставляющими так называемые слоты AGP Express. Эти слоты зачастую размещались совместно с PCI Express x16 слотом, но они не являются полноценными AGP слотами и работают на скорости обычных PCI слотов, что дает очень низкую скорость, позволяющую разве что переждать время перехода на полноценное PCI Express решение.

 

PCI-X – своим появлением создал настоящий бум видеокарт предназначенных для работы на данном слоте. Все заядлые геймеры ринулись покупать карты именно для этого слота. Это первый слот, который стал поддерживать технологию SLI. Суть этого, как уже говорилось выше, в объединении двух видеокарт. При этом может достигаться реальный прирост производительности до 80 процентов. Единственный минус данной технологии заключается в том, что теперь приходится платить в два раза больше за видеокарту (Вам попросту понадобятся две видеокарты вместо одной).

 

PCI Express (PCIe) – самый современный интерфейс находящийся на рынке примерно с 2004. Несмотря на это он долгое время воспринимался, по большей части, как новый интерфейс графических карт. Настольные материнские платы с поддержкой PCI Express предлагали дополнительные слоты с этим интерфейсом, но использовались крайне редко. Хотя теоретически PCI Express обеспечивал большую пропускную способность по сравнению с PCI-X (8 Гбайт/с против 4,26 Гбайт/с), PCIe был предназначен для замены не PCI-X, а других, более старых шинных интерфейсов. PCIe был нацелен на замену графического интерфейса AGP по маркетинговым соображениям, а также чтобы проложить путь использованию двух графических карт. Да и устаревшая 32-битная параллельная шина PCI тоже требовала замены. Таким образом PCI Express не обязательно был быстрее PCI-X, но всегда проще и обеспечивал пропускную способность отдельно для каждого устройства. Именно поэтому со временем стало появляется всё больше чипсетов класса "сервер/рабочая станция" с поддержкой PCI Express: слишком уж заманчиво, когда пропускная способность выделяется для каждого устройства.

 

Позже производители видеокарт на базе графических процессоров NVIDIA избрали PCI Express как базовый формат, а часть линеек оставили для шины AGP.

 

Кроме того во второй половине 2005 года компания Texas Instruments объявила о начале массовых продаж чипа XIO2000, выполняющего функции моста между устройствами, оснащенными традиционным интерфейсом PCI, и относительно новым оборудованием, рассчитанным на работу уже с PCI Express. Это новое устройство полностью соответствало спецификации PCI Express-to-PCI/PCI-X Bridge версии 1.0 и позволило больше не беспокоиться о проблемах интероперабельности. Дополнительно к этому, XIO2000 позволяет также применять соединения большей длины без критических затуханий сигнала, что расширяет возможности конструкторов по вариантам размещения конечного оборудования. Архитектура чипа позволяет обслуживать до 6 устройств, используя только одну линию x1 PCI Express.

 

Итак, шина PCI Express применяется в трех версиях: 1.0а, 1.1 и 2.0. В версиях 1.0а и 1.1 шины максимальная скорость одного канала составляет 2,5 Гб/с, максимальное энергопотребление устройства через разъем шины - 75 Ватт. В стандарте 2.0 скорость одного канала увеличена до 5 Гб/с, а максимальное энергопотребление - до 150 Ватт. Внешней разницы в разъемах между устройствами 1.х и 2.0 нет (в устройствах 2.0 используются зарезервированные в 1.х для будущих расширений контакты и новая версия протокола обмена данными), при этом обеспечивается полная обратная совместимость: карты стандарта 1.х могут быть установлены в материнские платы стандарта 2.0 и наоборот, карты стандарта 2.0 могут быть установлены в материнскую плату стандарта 1.х. Вместе с тем, если падением скорости интерфейса при установке видеокарты стандарта 2.0 в материнскую плату стандарта 1.х можно пренебречь, недостаток электропитания из слота шины придется компенсировать подключением дополнительного усиления питания к видеокарте, не требовавшей усиления для работы в разъеме шины 2.0, и увеличением нагрузки на дополнительное усиление питания для мощных видеокарт. Так что перед установкой карты стандарта 2.0 в материнскую плату стандарта 1.х следует убедиться, что блок питания выдержит увеличившуюся нагрузку.

 

Важно отметить, что с появлением технологии SLI, суть которой описана выше, теоретически количество видеокарт, устанавливаемых в компьютер, ограничивается лишь числом доступных слотов материнской платы. На практике же имеется существенное ограничение. Видеокарты всегда занимают большой объем адресов памяти для обмена с оперативной памятью. В связи с отсутствием AGP апертуры видеокарты PCI Express резко увеличили занимаемые объемы, вплоть до 256 Мб. Однако, пространство адресов, зарезервированное в компьютере для PCI устройств (PCI Enumeration Area), ограничено. Конечный объем определяется чипсетом материнской платы и системным BIOS, но обычно не превышает по размеру 512-768 Мб. Так что учтите, что уже при установке двух современных видеокарт PCI Express с учетом большого количества других устройств в современном компьютере практически весь объем будет занят. Третьей видеокарте в таких условиях будет выделено недостаточное пространство, и драйвер будет работать со сбоями или отключит 3D функции.

 

И еще одно существенное замечание. При установке карты следует обратить внимание на число поддерживаемых чипсетом материнской платы линий PCI Express и на конфигурацию слотов PCIE х16 на конкретном экземпляре материнской платы. Прежде всего, большинство чипсетов не поддерживает достаточного числа каналов для реализации двух, и тем более трех-четырех х16 слотов. 16 линий (каналов) шины выделяются обычно лишь первому слоту, остальным достается меньшее число (х8 или х4). Поэтому следует устанавливать видеокарту в ближайший к центральному процессору слот х16 шины. Либо же при установке второй видеокарты происходит перераспределение линий от первого слота шины ко второму, и оба начинают работать в режиме х8 (данный режим характерен для конфигураций SLI). Отметим, что снижение числа линий до х8 оказывает незначительное влияние на производительность даже мощных видеокарт, в то же время при ширине шины х2 или х1 даже карты низшего ценового диапазона работают очень медленно.

 

Другой причиной снижения ширины шины может быть ошибочное включение в BIOS Setup материнской платы опций, управляющих числом линий (каналов) в слотах шины. Такие опции обычно имеют вид PEG Force X1 или PCI-E Lanes. Обратитесь к документации материнской платы за информацией о значении и отключении подобных опций.

 

 

Большинство современных видеокарт на базе NVIDIA, начиная с семейства GeForce FX, имеют энергопотребление, превышающее заложенные в интерфейсы шин компьютера возможности по электроснабжению устройств. Вследствие этого видеокарты требуют дополнительного усиления питания по напряжению 12В. В видеокартах с интерфейсом AGP формат разъема усиления выполняется в виде 4-х контактного Molex разъема (для питания IDE жестких дисков и CD-ROM). В видеокартах с интерфейсом PCI Express 1.1 обычно применяется специальный 6-ти контактный разъем, с интерфейсом 2.0 - 8-контактный. Новейшие блоки питания предоставляют этот разъем напрямую, для более ранних моделей необходим переходник с одного-двух стандартных разъемов Molex. Перед приобретением видеокарты убедитесь, что переходник включен в комплект поставки и что в компьютере имеется необходимое количество свободных разъемов. Видеокарта способна работать и без присоединения усиления питания, но будет работать в безопасном режиме со значительно сниженными частотами и напряжением питания графического процессора. Особо мощные видеокарты имеют два разъема для усиления питания. Компьютер не включится, если не подсоединен хотя бы один разъем усиления.

 

После установки видеокарты необходимо проверить (при загрузке компьютера или в диспетчере оборудования Windows), назначено ли видеокарте прерывание и не делится ли оно с другими устройствами. Если прерывание не назначено, то обратитесь к документации по материнской плате для включения в ее BIOS опции назначения прерывания видеокарте (обычно имеет вид "Assign IRQ for VGA"), иначе видеокарта будет работать лишь как простой VGA адаптер.