[發(fā)明專利]以橋接器控制數(shù)據(jù)存取的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810096209.7
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101276320A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李侑澄
• 申請（專利權(quán)）人: 華碩電腦股份有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳晨;吳世華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有快速外圍元件連接(Peripheral?Component?Interconnect?Express，以下簡稱PCI-E)端口的橋接器(Bridge)。

背景技術(shù)

請參閱圖1，其所繪示為一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)芯片組架構(gòu)示意圖(以Intel?P35平臺為例)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)芯片組架構(gòu)主要包含：一中央處理單元11(CentralProcessing?Unit，CPU)、一北橋芯片13(North?Bridge)、與一南橋芯片15(SouthBridge)；其中北橋芯片13為P35架構(gòu)，而南橋芯片15為ICH9架構(gòu)，北橋芯片13與南橋芯片15構(gòu)成芯片組。

如圖1所示，北橋芯片13所連接的都是高速傳輸?shù)耐鈬b置，包括該中央處理單元11(CPU)、存儲器17(Memory)和顯示芯片19。基本上，北橋芯片13可視為一堆信道的集合體，有專屬的信道連往中央處理單元11(CPU)、存儲器17(Memory)、顯示芯片19和南橋芯片15，通過北橋芯片13這個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)中心，中央處理單元11(CPU)就可接收和送出數(shù)據(jù)給所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外圍裝置。

顯示芯片19是近幾年才變成高速外圍裝置的，當(dāng)它開始需要較大頻寬時(shí)，北橋芯片其實(shí)并沒有對應(yīng)的總線可用，所以才會有加速圖像處理端口(Accelerated?Graphics?Port，以下簡稱AGP)的出現(xiàn)。AGP端口是專門給顯示芯片使用的擴(kuò)充端口，它是一對一的總線，因此，北橋芯片內(nèi)建一個(gè)AGP端口就只能插一張顯卡，而一張顯卡上僅有一個(gè)顯示芯片。由于AGP端口限制太多，所以現(xiàn)在都改用PCI-E端口，希望可以整合外圍元件連接端口(Peripheral?Component?Interconnect，PCI)和AGP端口，做為擴(kuò)充卡的總線標(biāo)準(zhǔn)。

PCI-E的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高可達(dá)到10GB/s以上，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿ΑCI-E端口也有多種規(guī)格，從PCI-E?1X到PCI-E16X，能滿足現(xiàn)在和將來一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求。PCI-E端口和AGP端口的主要區(qū)別有：第一，PCI-E?x16總線信道比AGP端口更寬、最高速度限制更高；第二，PCI-E端口信道是雙工傳輸，也就是同一時(shí)間段允許“進(jìn)”和“出”的兩路信號同時(shí)通過，而AGP端口只是單信道，即一個(gè)時(shí)間允許一個(gè)方向的數(shù)據(jù)流。而這些改進(jìn)得到的結(jié)果是，PCI-E?x16傳輸頻寬能達(dá)到2×4Gb/s＝8Gb/s，而AGP?8x規(guī)格最高只有2Gb/s，PCI-E的優(yōu)勢可見一斑。

PCI-E端口的設(shè)計(jì)是以信道(Lane)為主，每條通道就像一條獨(dú)立車道，雙向頻寬是每秒500MB，北橋芯片會支持一個(gè)固定的通道數(shù)，但可自由調(diào)配組合成寬度不一的道路。比如NVIDIA?MCP55支持PCI-E?Lanes?x28，當(dāng)插一張顯卡時(shí)，就可以用PCI-E?x16的速度，插兩張顯卡時(shí)就變成x8加x8，剩下的12通道(Lane)，可以再分成x8、x4、x1等不同數(shù)目的插槽，給不同的擴(kuò)充卡外圍使用。也由于PCI-E端口的設(shè)計(jì)是以信道為主，因此北橋芯片可同時(shí)支持多張顯卡。以AMD顯示芯片來說，這種支持多張顯卡技術(shù)稱為Crossfire；以NVIDIA顯示芯片來說，這種支持多張顯卡技術(shù)稱為SLi。

多張顯卡技術(shù)顧名思義就是多張顯卡同時(shí)使用在同一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的技術(shù)，有點(diǎn)像是分工合作的道理，越多顯卡同時(shí)使用就可以提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理圖像的工作效率。多張顯卡技術(shù)的工作原理，簡單來說就是把畫面分開處理。一般有兩種方法，一種是最原始的方法，就是輪流處理畫面，以一張顯卡中的顯示芯片來處理1.3.5.7....單位的畫面，而另一張顯卡中的顯示芯片來處理2.4.6.8....單位的畫面，最后組成1秒鐘的畫面。換句話說，假設(shè)一秒鐘的影片包含了60個(gè)單位的畫面，將其分成兩份各30個(gè)部分給兩張顯卡各處理一份，其中這些單位是交叉分配的。以此方法分工來減少顯卡工作量，以便增加效率。另一種是畫面分割，也就是將一張畫面切割交由個(gè)別顯卡處理，最后再合并成一張畫面。例如把畫面分成上下兩部分，一張顯卡處理畫面上面部分，一張顯卡處理畫面下面部分。

由于多張顯卡技術(shù)使得在同一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，北橋芯片可連接一張以上的顯卡。當(dāng)北橋芯片連接一張以上的顯卡時(shí)，北橋芯片必須通過一PCI-E橋接器來同時(shí)和一張以上的顯卡進(jìn)行通信。再者，當(dāng)使用者僅使用單一顯卡時(shí)也必須要能夠與北橋芯片進(jìn)行通信。