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VGA vs PCI-E

#1 Por Jonny.br 30/03/2010 - 11:04
Por mais que leia e pesquise sobre VGAs e seu funcionamento ainda me resta alguma dúvidas:

1ª) O protocolo PCI-E pode atrapalhar o desempenho de uma VGA?

Hoje o padrão entre as VGAs disponíveis no mercado é PCI-E 2.0 que tem seu encaixe desenvolvido para o Slot de expansão 16x.

2ª) Agora com a série ATI “5” surge um novo protocolo PCI-E 2.1, e ai, o quem muda?

Barramentos PCIs-E: Fonte 1, Fonte 2
O PCI Express é um barramento ponto a ponto, onde cada periférico possui um canal exclusivo de comunicação com o dispositivo de controle. Este barramente é composto de “Lanes” trilhas onde os dados são compartilhados numa certa frequência.
PCI-E 1.0 => Introduzido no mercado pela Intel em 2004, esse barramento era composto de lanes a uma taxa máxima de 250MB/s ou 2,5GB/s na sua totalidade.
PCI-E 1.1 => Em 2007 talvez numa tentativa de melar planos de outros desenvolvedores a Intel lança junto ao P35 um novo padrão e com isso já começaram as divergências entre VGA e PCI-E, isso é para confundir os menos detalhistas o marketing afirmava que esse padrão tinha o dobro da taxa de transferência do anterior, mas como? se as lanes possuem a mesma taxa máxima de transferência?
Dobram-se a quantidade de lanes, mas dobrar a quantidade de lanes teríamos que dobrar a o tamanho do stot e conseqüentemente o tamanho do encaixe. Um verdadeiro tiro no pé, exceto pelo uso de crossfire.
PCI-E 2.0 => Ainda em 2007 surge um novo protocolo juntamente como os chips AMD serie 7, NVidia MCP72 e Intel x38, neste dobrou-se então a taxa máxima por Lane, conservando assim o tamanho padrão do Slot, ou seja, 16 lanes vs taxa dobrada 500MB/s => 8GB/s no mesmo Slot.
PCI-E 2.1 => Em termo de velocidade é a mesma do PCI-E 2.0, porém trás alguns implementos de correção que estão destinados ao PCI-E 3.0
PCI-E 3.0 => Este pouco sei ainda, há muita especulação mas nada concreto, certamente só trará ajuste ao protocolo 2.0.

Tipos de Slots:

Imagem

Nota:
Praticamente todas as Motherboard “Desk” com protocolo PCI-E possuem pelo menos um slot de expansão 16x destinado ao uso de VGAs.
Para não confundi, o tamanho do slot é 16x a velocidade máxima de operação depende do Controlador PCI-E e a quantidade de lanes ligado a ele, ou seja, o PCI-E 16x na versão 2.0 podem operar em 1x(500MB/s), 2x(1GB/s), 4x(2GB/s), 8x(4GB/s), 16x(8GB/s). Outros controladores presentes em chip como Intel x58, AMD790FX e NV 200 oferecem um gerenciamento de maior quantidade de lanes.

3ª) Atualmente com o poder de processamento crescente das VGAs me bateu aquela dúvida, quando % do barramento PCI-E está sendo usado pelas VGAs?
4ª) Há gargalo entre uma VGA Top de hoje e um stot que ofereça barramento mais baixo como no caso de slot com menos lans ou com versões do barramento antigo?
5ª) Qual Clock a VGA usa para despegar dados processados no sistema?
6ª) Como podemos calcular se o Slot de nossa placa oferece barramento suficiente para a VGA?

Reviews são ótimas referências de performace, mas nem sempre temos à mão todos os Hardwares usados pelos testadores.
fcm
fcm Cyber Highlander Registrado
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#5 Por fcm
30/03/2010 - 15:30
1ª) O protocolo PCI-E pode atrapalhar o desempenho de uma VGA?

- Pode, se o barramento for inferior ao padrão dela, ou principalmente mesmo dependendo de outras limitações como em Crossfire ou SLI fica mais evidente, ainda mais se o chipset tiver limitação de linhas nestes modos.

2ª) Agora com a série ATI “5” surge um novo protocolo PCI-E 2.1, e ai, o quem muda?

- Segundo informam, nada referente a desempenho, mas sim algumas mudanças em relação a tratamento dos dados, que sinceramente não vi exatamente o que alegam ser vantagem(talvez seja muito útil para a arquitetura das placas, agora para o usuário comum isso passa totalmente despercebido).

3ª) Atualmente com o poder de processamento crescente das VGAs me bateu aquela dúvida, quando % do barramento PCI-E está sendo usado pelas VGAs?

- Varia da VGA(não de um nível de desempenho que ela possui, mas sim de N variáveis, inclusive a própria arquitetura dela), da aplicação, do resto do sistema, etc

4ª) Há gargalo entre uma VGA Top de hoje e um stot que ofereça barramento mais baixo como no caso de slot com menos lans ou com versões do barramento antigo?

- Sim, uma VGA top tem gargalo com um barramento limitado.

5ª) Qual Clock a VGA usa para despegar dados processados no sistema?

- Não entendi a pergunta

6ª) Como podemos calcular se o Slot de nossa placa oferece barramento suficiente para a VGA?

- Antes disso, precisaria saber quanto a sua VGA usaria de barramento, e isso faz voltar na sua 3ª pergunta. E no final das contas, isso não é importante para quem está do lado do comprador, que vai montar as configurações e evita gargalos, mas quem desenvolve sim, tem tais preocupações. Até porque em questão de barramento, você deve sempre pensar que ele é suficiente, e tenha uma pequena margem para isso, e então considera os demais fatores além do barramento...
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Jonny.br
Jonny.br Ubbergeek Registrado
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#6 Por Jonny.br
30/03/2010 - 18:35
fcm disse:

5ª) Qual Clock a VGA usa para despegar dados processados no sistema?

- Não entendi a pergunta

...


Consideremos que dados sejam compartilhado entre VGA e Sistema via PCI-E e este funciona com um funíl, interrompendo o flúxo de dados e teóricamente falando, quanto maior o barramento menor a eficiência de comunicação, ou quem tiver maior largura, mais rápido o flúxo de dados será. Eu imagino a seguinte situação, baseado no PCI-E 2.0 e uma slot com barramento de 16x(8GB/s), em situações de pico o sistema teoricamente trabalharia nesta velocidade, porém a VGA opera a 3,6GB/s, teorimcamente não haveria perda de desempenho por parte da VGA, operando em CF/SLI não deveria haver, ou haveria um discreta perda de desempenho, então se justificaria o fato de CF/SLI em 8x/8x ou 16x/16x aliados ao fato do flúxo de dados não estar em Full o tempo inteiro, a diferenca de desempenho nestes dois sistema é praticament nula.
Dai a pergunta nº 5, como saberia se a VGA usará mais do que a capacidade do slot? ou qual sistema mais adequado para um CF/SLI de tal VGA?
Hoje muitos usuários de Lynnfield se perguntam, montar um sistema com duas VGAs top não seria gargalo o sistema baseado em 8x/8x?

Por ex: uma vga com essas caracteristicas

Speeds & Feeds
  • Engine clock speed: 850 MHz
  • Processing power (single precision): 2.72 TeraFLOPS
  • Processing power (double precision): 544 GigaFLOPS
  • Polygon throughput: 850M polygons/sec
  • Data fetch rate (32-bit): 272 billion fetches/sec
  • Texel fill rate (bilinear filtered): 68 Gigatexels/sec
  • Pixel fill rate: 27.2 Gigapixels/sec
  • Anti-aliased pixel fill rate: 108.8 Gigasamples/sec
  • Memory clock speed: 1.2 GHz
  • Memory data rate: 4.8 Gbps
  • Memory bandwidth: 153.6 GB/sec
  • Maximum board power: 188 Watts
  • Idle board power: 27 Watts
Sem um bom Review para nos basearmos, usariamos qual destas informações para saber?
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fcm
fcm Cyber Highlander Registrado
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#7 Por fcm
31/03/2010 - 00:04
Jonny.br disse:
Dai a pergunta nº 5, como saberia se a VGA usará mais do que a capacidade do slot? ou qual sistema mais adequado para um CF/SLI de tal VGA?
Hoje muitos usuários de Lynnfield se perguntam, montar um sistema com duas VGAs top não seria gargalo o sistema baseado em 8x/8x?


Sinceramente, o melhor jeito é a prática.

Tudo dependerá das condições gerais, e isso varia conforme todo o conjunto se sai. E antes de ocorrer limitação por causa do barramento, é capaz que a CPU faça um gargalo, se você estiver com um sistema equilibrado.

Os ganhos de SLI/CF mesmo, antes de você pensar no barramento, analisa os ganhos que os jogos que deseja realmente trazem ganhos com o uso dele, e como a eficiência geralmente não é das melhores, um barramento que fosse limitado, acabaria sendo o menor dos problemas...


Jonny.br disse:
Por ex: uma vga com essas caracteristicas
Sem um bom Review para nos basearmos, usariamos qual destas informações para saber?


Jonny, as especificações dela mostram o que na verdade é impossível de ser diferente: a GPU executa muito "trabalho"(de forma geral, considerando o CUDA ou Stream), e a memória tem alta taxa de transferência.

E por isso, ao mesmo tempo que tem alto desempenho, exige que os outros componentes não sejam fracos. Porém por ser tão forte, tem seu ponto forte em suas próprias tarefas, como em jogos, ela é própria justamente para altas resoluções e filtros, e estes são trabalhos exclusivamente da VGA(menos dependentes da CPU). Para concluir, o barramento em que ela é feita em si é suficiente, um barramento inferior pode causar perdas, e a estrela não é o barramento(afinal há outras várias VGAs que usam o mesmo barramento), mas sim ela em si.

Falei isso, para justamente voltar ao principal, sendo que o barramento deve cumprir a função dele...
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HTPC: Phenom II X4 945@3.4 | MA785GM-US2H | 8GB DDR2-1000 | HD7770 Ghz | Sandisk Plus 120GB | DSA-5060V
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Jonny.br
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#9 Por Jonny.br
31/03/2010 - 08:23
luishfer disse:
Segundo noticias PCI-E 3.0 tera o dobro de banda do PCI-E 2.0, enquanto 2.0 consegue 5 GB/s 3.0 alcança de 8 a 10 GB/s, foi concluido no ano de 2009 e os novos modelos de placa-mae de 2010 ja virão com essa opção de slot. As placas de video com essa tecnologia terão um consumo bem maior e a maioria provavelmente ocuparam 3 slots.


Não seria melhor dizer 5 GigaHertz?
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capslokk
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#12 Por capslokk
31/03/2010 - 20:22
Não sou especialista da área mas teoricamente PCI-E é um fator limitante com alta resolução e em jogos (engine) que movimentam um grande volume de dados (física). Alta resolução significa textura mais "pesada". Se a placa de vídeo tem 1GB uma parte dos dados/texturas pode ser armazenado na memória local. Isso facilita o acesso pela placa de vídeo e reduz a dependência do tráfego pelo PCI-E. Em jogos "leves" não existe muita diferença entre x8/x16 do PCI-E; em jogos "pesados" a diferença existe mas vai depender da resolução utilizada, do "engine do jogo, memória local (vga) e (em certo grau) da arquitetura do GPU. Na prática a diferença entre x8/x16 não é muito grande, por isso os fabricantes de placas-mãe ainda usam x8 em configuração dual.

Tem muito teste de "scaling" desde a época da transição AGP/PCI-E, é só procurar. Um teste atual (feito pelo W1zzard) testou uma HD5870 com x1/x4/x8/x16:
http://www.techpowerup.com/reviews/AMD/HD_5870_PCI-Express_Scaling/1.html

[]s
Jonny.br
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#14 Por Jonny.br
31/03/2010 - 21:16
Nbwars2 disse:

Muito interessante meu, então não tem problemas eu usar a 5850 no PCI-E x16 1.0 ?


16xPCI-E 1.0 = 8xPCI-E 2.0 de acordo com o Review postado pelo colega Caplockk, na soma dos resultados -2%.

Edit:
Meu maior objetivo é entender e ou achar uma explicação do porquê de tão insignificante diferença, sem precisar recorrer a um Review.
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Justecero
Justecero Membro Junior Registrado
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#15 Por Justecero
31/03/2010 - 21:41
Eu tenho um barramento chamado Pci express Pro, ele tem a fisica de um PCI-Express 16x mais opera a 8x, sempre fikei intrigado com isso.. Sempre penso comigo se estou perdendo muito desempenhoo.. Estou?
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