《PC世界X檔案》是一檔關(guān)于我們與PC間的各種記憶的長(cháng)篇連載,在這檔連載當中,ZOL顯卡頻道所有編輯將全體上陣,用以小見(jiàn)大的方式,以各具特色的不同視角帶您一起回憶PC歷史上那些最具特色的事件、標志、節點(diǎn)甚至趣聞,并為您梳理它們背后的脈絡(luò )聯(lián)系及對整個(gè)PC業(yè)界的影響。我們所要做的,就是在各式各樣的時(shí)間片段當中重溫我們所經(jīng)歷過(guò)的以及正在經(jīng)歷的那些記憶,回味那些令我們激動(dòng)、瘋狂或者陷入沉思的瞬間。

一轉眼,我們的《PC世界X檔案》已經(jīng)連載了8期了。在這完全不同的8期連載當中,您找到屬于自己的回憶了么?我們相信每位熱愛(ài)PC的玩家對自己的DIY歷程都有著(zhù)特殊的情感,其種的記憶總會(huì )伴隨著(zhù)某些特殊的事物而存在。在今天的連載部分,我們將會(huì )把目光聚焦在某個(gè)可以刺激很多玩家記憶的PC部件上,這個(gè)部件就是主板上的接口。
長(cháng)長(cháng)的一條凹槽,從正上方能夠看到兩排亮晶晶的引腳,對應的板卡插在上頭就可以發(fā)揮性能并為我們實(shí)現功能或者帶來(lái)快樂(lè ),這就是大多數人對接口的印象,但這看似簡(jiǎn)單的印象背后卻又牽動(dòng)著(zhù)許多關(guān)于PC的記憶——我們回顧經(jīng)典產(chǎn)品時(shí)會(huì )涉及到接口,追憶PC發(fā)展史時(shí)無(wú)法避過(guò)接口,甚至不同的接口會(huì )被冠以“時(shí)代”的稱(chēng)謂,比如說(shuō)“PCI時(shí)代”說(shuō)“AGP時(shí)代”等等。
還記得那個(gè)時(shí)代的我們和接口,都是什么樣子的么?
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記憶中的黑長(cháng)直——ISA
對于大部分人而言,最先出現在關(guān)于PC記憶當中的接口應該要數ISA了。尺寸巨大的插槽,一般情況下都會(huì )采用的黑色配色,以及插槽內兩排如銀星版閃亮的引腳,這些要素一起構成了我們印象中最初的“黑長(cháng)直”。

作為最早的PC總線(xiàn),ISA誕生于距今十分“遙遠”的1981年,它作為IBM PC/XT電腦的系統總線(xiàn)首次出現,由于PC/XT在相當長(cháng)一段時(shí)間內都曾經(jīng)是PC領(lǐng)域的統治者,所以ISA最開(kāi)始被稱(chēng)為PC總線(xiàn)或者PC/XT總線(xiàn)。在隨后推出的基于16-bit Intel 80286處理器的PC/AT當中,ISA也相應地被擴展到了16bit,并被稱(chēng)呼為PC/AT 總線(xiàn)。為了開(kāi)發(fā)與IBM PC兼容的外部設備,行業(yè)內最終確立了以IBM PC總線(xiàn)規范為基礎的總線(xiàn),也就是我們所熟悉的黑長(cháng)直——ISA(Industry Standard Architecture工業(yè)標準架構)。

ISA接口曾經(jīng)是主板上的主力,直到PCI出現之后都是如此
ISA是8/16bit的系統總線(xiàn),最大傳輸速率為8MB/S,這一數字在今天來(lái)看也許低的可憐,但在上世紀80年代卻完全稱(chēng)得上充沛。ISA允許多個(gè)CPU共享系統資源,且具有良好的設備兼容性,這讓它成了當時(shí)最流行的系統總線(xiàn)。ISA接口也就因此而成為了主板上的標準配置,無(wú)論聲卡、顯卡、解壓卡還是別的什么設備,當時(shí)我們所要用到的幾乎所有外接板卡都需要ISA接口。正因為此,ISA接口成了最早一批接觸PC DIY的玩家們共有的記憶。
不過(guò),ISA的弱點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的,作為最初的數據總線(xiàn),ISA的傳輸速率很快便成了周邊設備性能提升的瓶頸,它還有CPU占用率高以及占用硬件中斷資源等其他問(wèn)題,所以漸漸的也就無(wú)法再滿(mǎn)足高速發(fā)展的外圍設備的需求了。在PC‘98規范中,業(yè)界開(kāi)始了對ISA總線(xiàn)的放棄以及對替代品的尋找。這位繼任者,便是幾乎陪伴了一代人的PCI。
23年的相伴——PCI
無(wú)論對于PC業(yè)界的歷史還是對一個(gè)人的人生而言,23年都是一個(gè)相當長(cháng)的時(shí)間跨度了,當初為了應對ISA帶寬不足而提出PCI總線(xiàn)及接口時(shí),相信不會(huì )有人能想到這一接口能夠存在如此長(cháng)的時(shí)間,要知道現在很多PCI設備的用戶(hù),在PCI接口誕生時(shí)甚至都還沒(méi)有出生……

PCI是由Intel在1991年推出的一種局部總線(xiàn),以最初目的而言,它并不是作為ISA的終結者出現的。PCI在結構上可以被視為CPU和原來(lái)的ISA之間插入的一級新總線(xiàn),它擁有全新的操作方式,可以經(jīng)由橋接電路來(lái)協(xié)調數據的傳送,新加入的管理器能夠提供信號緩沖,這讓PCI的外設支持數量明顯提升,并能在高時(shí)鐘頻率下保持高性能(嗯,當然,是那個(gè)時(shí)代的高時(shí)鐘頻率和高性能……),它為當時(shí)的顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、MODEM甚至數據采集卡等等設備提供了連接接口。
盡管最初目的并非取代,但超過(guò)ISA近十倍的帶寬、更低的系統占有率以及良好的兼容性表現無(wú)疑形成了巨大的誘惑力,讓PCI接口及總線(xiàn)迅速發(fā)展很快就取代了ISA的地位,時(shí)至今日,它仍舊是一種我們主板上常見(jiàn)的接口。
PCI總線(xiàn)及接口家族并沒(méi)有像ISA那樣僅僅發(fā)展了一代便戛然而止,隨著(zhù)對更高性能的要求,更為高速的64bit PCI/PCI-X總線(xiàn)也被提出,其頻率規劃提升到66~133MHz。但這些總線(xiàn)及接口大多服務(wù)于更高級別的服務(wù)器產(chǎn)品線(xiàn),我們所見(jiàn)的最廣泛的PCI接口仍舊是采用32 bit/33MHz的標準PCI接口。良好且異常廣泛的兼容性,理想的系統資源占有率以及低廉的成本讓PCI接口成了相當長(cháng)一個(gè)時(shí)期里主板上出現最多的接口,它甚至變成了衡量主板可擴展性及實(shí)用性的標志之一。
以133MB/S的帶寬而言,PCI接口及總線(xiàn)對聲卡、網(wǎng)卡、視頻卡等絕大多數輸入/輸出設備顯得綽綽有余了,這是PCI接口能夠在今天仍舊繼續存在的原因之一。即便隨著(zhù)高速設備以及PCIE接口的普及,但對性能高速增長(cháng)的某些外部設備,比如顯卡來(lái)說(shuō),PCI的帶寬就很快變得捉襟見(jiàn)肘了。
在這種需求的催生下,近乎于曇花一現的一代著(zhù)名接口——AGP來(lái)了。
曇花一現——AGP
在眾多PC硬件當中,發(fā)展最快且帶寬需求最高的就要數顯卡了,這種高速增長(cháng)從Voodoo發(fā)布第一款3D加速卡開(kāi)始出現,時(shí)至今日仍舊存在。顯卡的運算能力和操作能力日益強大,其性能幾乎一直都保持了超越摩爾定律的增幅,正是這種高速增長(cháng)直接催生了AGP接口的誕生。

在上個(gè)世紀九十年代末期,隨著(zhù)Voodoo 2/Banshee,TNT以及G200等第二代3D顯卡的問(wèn)世,PC用戶(hù)們忽然發(fā)現了一個(gè)令人震驚的事實(shí)——在數倍激增的多邊形以及材質(zhì)解析度的作用下,PCI總線(xiàn)看似富裕的133MB/S的帶寬,在新一代3D顯卡面前竟然已經(jīng)變得不夠用了。好在技術(shù)端的反應一直都是快于市場(chǎng)端的,新一代3D顯卡的需求,早在其研發(fā)階段就已經(jīng)被業(yè)界所注意到了,與新一代3D顯卡一同到來(lái)的,還有新的AGP接口。
與PCI一樣,AGP同樣由Intel所提出。早在第一代3D加速卡剛剛普及的90年代中期,Intel就注意到了激增圖形需求所帶來(lái)的通訊帶寬即將超過(guò)PCI總線(xiàn)的承受能力,為了應對這一矛盾,Intel在PCI V2.1的基礎上提出了全新的圖形設備專(zhuān)用接口——AGP規范,并在1997年的440LX芯片組當中首次予以實(shí)現。
用通俗但并不嚴謹的理解,AGP可以被看做是運行在66MHz+倍頻設計的PCI,兩者基于同樣的基礎,但AGP擁有自己獨特的特點(diǎn)——它也引入了包括AGP DME(Direct Memory Execution)以及AGP TA(Texture Acceleration),甚至是AGP FW(Fast Write,僅NVIDIA提供)在內的一系列新技術(shù),同時(shí)將PCI的帶寬從133MB/S提升到了266MB/S起跳,這很好的滿(mǎn)足了新一代圖形顯卡的需求。

為了遷就AGP接口,NVIDIA的6600GT使用了橋接結構
隨著(zhù)顯卡的高速發(fā)展,AGP也在不斷的提升著(zhù)自己的能力,從最開(kāi)始的1X到后來(lái)的2X、4X甚至8X,其帶寬也從266MB/S一路提升到了令PCI總線(xiàn)汗顏的2133MB/S,工作電壓也一步步下降到了0.8V之低。盡管如此,AGP保持了PCI外形不變且統一的光榮傳統,其獨特的單一棕色接口,在那個(gè)時(shí)代幾乎成了“圖形接口”的代名詞。

AGP時(shí)代是一個(gè)經(jīng)典顯卡層出不窮的時(shí)代
AGP接口的影響是深遠的,它為顯卡的發(fā)展提供了通訊數據帶寬這一重要且最為基本的保障,促成了Super7平臺的誕生,并與3Dnow!指令集一起為AMD日后的崛起打下了基礎。太多太多的經(jīng)典顯卡和經(jīng)典游戲在這一時(shí)代誕生,它們所帶來(lái)的快樂(lè )是我們生命中最珍貴的記憶之一。

同樣的,波斯王子之類(lèi)經(jīng)典游戲也同樣在A(yíng)GP時(shí)代大放異彩
但是作為PCI的特殊拓展,AGP從誕生之日起就有許多無(wú)法回避的缺陷,它僅支持單一設備連接,無(wú)法實(shí)現多卡互聯(lián)擴展,而且其與PCI日漸背離的巨大帶寬差異也成了很大的麻煩。所以與PCI長(cháng)達23年的服役經(jīng)歷形成了鮮明對比,AGP在發(fā)展至8x之后便停止了前進(jìn),最終帶寬也定格在了2133MB/S,并最終被5年后(2002年形成規范)出現的PCI-Express接口所替代。
盡管壽命不長(cháng)(相對而言),但是AGP還是為PC圖形業(yè)界的發(fā)展提供了堅實(shí)的基礎。在它的陪伴下,太多經(jīng)典顯卡成了無(wú)數PC DIY玩家美好的回憶。只要是經(jīng)歷過(guò)那個(gè)時(shí)代的玩家,相信都不可能會(huì )忘記主板正中那條象征著(zhù)卓越游戲性能的棕色接口。
時(shí)代的回響
在A(yíng)GP/PCI之后,成本高昂的PCI-X并沒(méi)有成為接班人,我們的PC總線(xiàn)及接口來(lái)到了PCI-Express時(shí)代。PCIE以?xún)?yōu)秀的高速點(diǎn)對點(diǎn)傳輸形式帶來(lái)了巨大的帶寬提升,其兼容性和擴展靈活性也達到了前所未有的高度。在經(jīng)過(guò)了短暫的更替之后,PCIE接口便完全取代PCI/AGP并成為了大部分主板的唯一板卡擴展接口。在經(jīng)歷了相當長(cháng)時(shí)間的各種混搭之后,PC的擴展接口在PCIE時(shí)代首次迎來(lái)了“大一統”的格局。

與之相對應的,我們的回憶也終止在了這長(cháng)短不一但本質(zhì)上完全相同的PCI-Express Xx接口上。視可擴展性需求不同,現代主板的標準接口配置通常會(huì )包含若干個(gè)PCIE 1X短槽以及2個(gè)以上的PCIE8/16x長(cháng)槽,這些PCIE接口已經(jīng)取代了其他所有接口的功能,連接了包括顯卡,聲卡,擴展卡甚至SSD硬盤(pán)在內的幾乎所有PC擴展硬件。除非芯片組提供支持,你甚至連PCI接口都很難再看到。
也許您已經(jīng)注意到了,我們剛剛回顧的接口的發(fā)展史,其實(shí)就是PC內部數據總線(xiàn)變遷的歷史。從最開(kāi)始的ISA總線(xiàn)起算,PC數據總線(xiàn)經(jīng)歷了從并行到串行,再到最后串并行的交替。伴隨著(zhù)接口的不斷演變,我們所使用的數據帶寬也從最開(kāi)始的幾M每秒逐漸提升到了數G每秒,甚至發(fā)展到了今天的32GB/S(PCI-Express 3.0 16x)。正是總線(xiàn)的不斷進(jìn)步,讓有了我們獲得了更快速的顯卡甚至更高速硬盤(pán)的機會(huì )。
發(fā)展和更迭是任何事物都要面對的歷程,總線(xiàn)和接口也不例外。即便PCI-Express滿(mǎn)足了絕大多數人多余總線(xiàn)和接口的需求,它最終的結局仍將肯定會(huì )是成為我們記憶中的一部分,就像“黑長(cháng)直”、PCI以及AGP一樣。我們關(guān)于PC的記憶以及種種快樂(lè ),正是這不斷的變化連接在一起所造就的——且不說(shuō)性能變化與否,如果ISA從誕生之日起一直服役到今天,即便不覺(jué)得它是個(gè)又黑又丑的不死老妖婆,你還會(huì )覺(jué)得它是現在這種“黑長(cháng)直”的美好回憶么?
為了曾經(jīng)的美好,就讓我們記住這些已經(jīng)被塵封在記憶中的接口吧。
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