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Matrox AGP, PCI, 및 PCIe 개요
시스템 확장 슬롯에 대한 개요 입니다.


매트록스는 컴퓨터 확장 슬롯에 장착 하는 다양한 그래픽 카드를 만들고 있습니다. 그래픽 카드에서 가장 일반적인 슬롯 형태는 AGP, PCI, 및 PCIe 입니다. 그래픽 카드 구입시는 사용자에 적합한 슬롯 선택이 필수 입니다. 다음 내용을 참고 하시기 바랍니다.

AGP

AGP (Accelerated Graphics Port)는 1997년 인텔사가 채택한 표준으로 그래픽 카드 전용으로 개발 되었습니다. 기존의 PCI 슬롯이 그래픽 장치의 구동에 제약이 많아서 이의 대체로 도입 되었습니다. AGP의 장점은 이 버스가 그래픽 전용이여서 컴퓨터내의 다른 장치와의 교신시 다른 장치의한 지연이 없다는 점 입니다.

AGP의 그래픽 전용이라 일반적으로 컴퓨터 내에 한개만이 있어서 불리할 경우도 있습니다. 하나의 그래픽 카드로 대부분의 시스템이 구동 되지만 다중모니터 시스템은 하나 이상의 그래픽 카드를 설치할 경우가 있습니다. 이경우 대부분의 컴퓨터는 몇개의 범용 PCI 슬롯이 있고 여기에 추가 그래픽 카드를 설치 할 수 있습니다. 또한 매트록스 QID는 하나의 AGP 슬롯으로 4개의 모니터를 동시에 지원 합니다.


Matrox QID (AGP) graphics card

AGP는 시스템 메모리를 직접 관리하는 기능이 있습니다. 이러한 기능은 그래픽 카드의 전용 메모리가 부족 하더라도 대량의 메모리가 필요한 3D 응용 분야에서 유용합니다. 그러나 3D 전문 그래픽 카드는 (예를 들어 Matrox Parhelia 256MB) 상대적으로 저속인 시스템 메모리의 사용을 줄이기위해 일반적으로 대용량의 전용 메모리를 장착 하고 있습니다. 그래픽 카드를 마더보드 회로내에 포함하는 경우에 그래픽 메모리를 없앨 수 있어서 저가의 시스템이 제작시 시스템 메모리 직접 관리 기능이 매우 유용합니다. 이러한 빌트인 그래픽 장치는 다른 그래픽 카드 장착시 자동으로 불능화 됩니다.

각표준에서 최초 가능한 주파수 속도를 기준으로 성능이 발전합니다. AGP의 최초 주파수 속도는 266MB/s (초당 메가바이트) 이며 이것을 기준으로 이의 배수를 AGP 1 배속이라 합니다. AGP의 성능 차이는 각 데이터 선의 동작 최대 가능 주파수를 기본 1 배속에 비교하여 배수로 표현 합니다.

다음은 일반적인 AGP의 배속에 대한 정리 입니다.

명칭 슬롯 버스
비트(bits)
Bits/
cycle/
line
MHz Voltage
(V)
일반 명칭 최대 주파수
(MB/s)
AGP 1x 32 1 66 3.3 or 1.5 AGP 1.0 (at 3.3 V) 266
AGP 2x 32 2 66 3.3 or 1.5 AGP 1.0 (at 3.3 V) 533
AGP 4x 32 4 66 1.5 or 0.8 AGP 2.0 (at 1.5 V) 1066
AGP 8x 32 8 66 0.8 AGP 3.0 2133

각 버젼에 따른 전압이 다르기 때문에 서로 다른 버젼 카드와 마더보드가 서로 장착 되지 않도록 각 커넥터에는 오삽 방지 키가 있습니다. 키는 슬롯 에지 커넥터 (Edge Connector)의 중간에 틈새를 두어 이에 대응하는 마더보드 슬롯과 맞도록 하여 지원 전압을 구별 합니다.



3.5V 또는 1.5V 지원하는 에지 커넥터
(왼쪽과 오른쪽에 각각 틈새를 둠)와
1.5V 를 지원하는 AGP 슬롯모양
슬롯에 칸막이가 있으면 그위치에 틈새가 없는 카드는 (해당 전압을 지원하지 않는 카드) 장착되지 않습니다. 최초의 AGP 1.0은 3.3V 만 지원 했지만 후속 버전이 1.5V 및 0.8V를 지원 하게 되었습니다. 따라서 구형 컴퓨터는 신형 AGP 카드를 지원 하지 못할 수 있습니다.

매트록스 AGP 8x 카드는 1.5V 및 0.8V를 지원 합니다. (밀레니엄 P650) 이 카드는 1.5V를 지원하는 AGP 1x 와 AGP 4x 카드(모든 AGP 2.0 및 후속 버젼)와 모든 AGP 4x 및 8x 와 호환 됩니다. 매트록스는 모든 AGP 슬롯과 호환되는 AGP 4x 카드 모델도 있습니다. (밀레니엄 G550 및 밀레니엄 G450)


밀레니엄 P650 (AGP) 그래픽 카드

널리 사용 되지는 않지만 변형된 또다른 형태로 더 높은 적력이 필요한 AGP Pro와 PCI 버스에서 AGP 커넥터를 지원하는 AGP Express가 있습니다. AGP 카드는 AGP Pro와는 호환되지만 AGP Express와는 호환 되지 않습니다.

PCI

PCI (Peripheral Component Interconnect)는 컴퓨터에 외부 장치를 연결 또는 부착 하는 버스 입니다. PCI 표준은 1990년 인텔에 의해 도입되어 1955년에 업계에 통용 되었습니다. PCI 및 그 확장 표준은 900개 회사 이상의 협의체인 PCI-SIG (PCI Special Interest Group)에 의해 관리 되고 있습니다.

PCI는 그래픽 카드, 오디오 장치, 네트웍 장치 등 여러가지 종류의 장치를 중복 지원 하는 범용 커넥터 표준 입니다. PCI 표준은 버스 속도 및 대역폭등의 성능 향상으로 개정 되었습니다. 다음은 표준 PCI에서 발전하여 상용화된 버스의 요약입니다.

Bits/
connection
MHz Potential
bandwidth
(MB/s)
32 33 133
32 66 266
64 66 532

이런 여러가지 유형의 확장 카드와 슬롯은 일반적으로 서로 호환 됩니다. 하지만 카드 및 슬롯이 확장 버스나 (64bits) 높은 버스 속도 (66MHz)를 지원 하도록 되어 있지 않으면 더 낮은 설정으로 전환 됩니다.



예를 들어 64-bit 카드인 매트록스 파헬리아 256MB PCI는 32-bit PCI 카드인 매트록스 밀레니엄 G450 PCI카드에 비해 더 긴 에지 커넥터이지만 32-bit PCI 슬롯에 장착이 가능 합니다. 이경우 32-bit 슬롯 부분의 에지 커넥터만 삽입 되고 나머지는 노출 됩니다. 같은 원리로 32-bit PCI 카드는 64-bit 슬롯의 일부에만 삽입됩니다.


Matrox Parhelia PCI 256MB (64-bit)

Matrox Millennium G450 PCI (32-bit)

PCI-X라고 통하는 (PCI Express는 아님) PCI 확장 버스가 있습니다. PCI-X 카드와 슬롯은 66 MHz 이상을 구동 할 수 있습니다. PCI-X는 일반적으로 서버 및 고급 워크스테이션에서 통용 됩니다. 64-bit, 66 MHz PCI 카드는 PCI-X와 호환되며 이 슬롯에서 66MHz로 동작 합니다.

AGP 에서 처럼 PCI 카드 및 슬롯도 서로 다른 전압 지원을 위한 키가 있습니다. PCI 카드 및 슬롯은 5V 또는 3.3V로 구동 합니다. 시판되는 매트록스의 모든 PCI 카드는 이들 가각의 전압에 호환 되도록 키 설정이 되어 있습니다.

PCI 표준은 AGP 표준에 비해 더 오래 되었지만, 현재의 신형 컴퓨터에는 AGP 슬롯은 없어 졌어도 PCI 슬롯은 유지 되고 있습니다.

PCIe

PCIe (PCI Express)는 가장 최근에 도입된 외부 장치 연결 표준입니다. 이 버스는 PCI와 소프트웨어적으로 호환되며 PCI에 비해 더 높은 가능 대역폭과 확장성을 가지고 있습니다. PCIe 규격도 PCI-SIG에의해 관리 되고 있습니다. 더 넓은 확장성을 위해 대부분의 새로운 컴퓨터는 PCI 와 PCIe를 동시에 지원 합니다.

PCIe 장치와 시스템 간의 연결은 "link"라고 하며 이 "link"는 "lane" 이라고하는 양방향성, 직렬 (1bit) point-to-point 연결구조로 되어 있습니다. 한 lane은 동시에 초당 250MB의 데이터를 양방향으로 전송하는 성능을 가지고 있습니다. 한 link는 동시에 여러 lane을 사용할 수 있고, 모든 PCIe 규격의 link는 "x1"으로 표시하는 하나의 lane을 최소한 지원 해야 합니다.

더 높은 가능 대역폭을 지원하기위해 PCIe 장치 및 시스템은 동시에 여러 lane을 사용하는 link를 지원 할 수 있습니다. 예를 들어 "x16"은 16 lane을 사용하는 link입니다. PCIe 카드 및 슬롯은 하나의 lane을 추가하기 위해 2개의 전기 신호선이 추가되어 설계되어야 합니다. x1, x4, x8, 및 x16 link의 카드와 슬롯이 통용 됩니다.

현재 x16 link를 사용하는 장치는 그래픽 카드가 유일 합니다. 다른 장치는 이러한 고속 대역폭이 필요 하지 않습니다. 매트록스 PCIe x16 그래픽 카드에는 Millennium P650 PCIe 128, Millennium P650 LP PCIe 64, 및 QID LP PCIe들이 있습니다.



PCIe카드는 물리적으로 같은 lane 수 또는 더 높은 숫자의 Lane 슬롯에 장착 될 수 있습니다. 즉 x1은 x1, x4, x8 및 x16 슬롯에 장착 되지만 x16 카드는 x16 슬롯에만 장 착 됩니다. x1 카드는 어느 슬롯에서건 x1 모드로 동작 됩니다. 매트록스는 세계최초로 x1 그래픽 카드인 Millennium G550 PCIe and Millennium G550 LP PCIe를 공급합니다.


PCIe x1 graphics cards
PCIe 구조는 마치 LAN 장치 처럼 각 link는 컴퓨터내의 중앙 허브에 연결되며 네트웤 처럼 순차 처리 됩니다. 이는 모든 장치가 동일 한 양방향성 병렬 버스로 공유되는 PCI 구조와 상반 됩니다. 일정 타이밍에 의해 구동되는 병렬 구조가 아니여서 PCIe는 더 원거리로 간편하게 데이터를 전송 할 수 있습니다. 그래서 PCI-SIG는 PCIe를 사용하는 컴퓨터의 외장 장치를 연결하는 케이블 규격을 개발 하고 있습니다.

AGP, PCI, 및 PCIe의 가능 주파수 대역

어떤 슬롯이 더 높은 가능 최대 주파수 대역이라고 해서 상대적으로 더 높은 성능으로 동작 한다는 것은 아닙니다. 각 슬롯의 주파수 대역은 최대 실행 가능한 수치이며, 이는 소프트웨어의 성능 즉 운영 체제의 방식 또는 응용프로그램의 동작 방식 등에 의해 제한 됩니다. 즉 문서 작성기나 엑셀 같은 2D 응용프로그램은 고성능이 필요 없으나, 실시간 3D응용 프로그램은 이 주파수 대역을 모두 사용한다고 볼 수 있습니다.

이 주파수 대역의 차별성은 그래픽 장치와 컴퓨터의 다른 장치와의 데이터 전송 속도에 달려 있습니다. 따라서 그래픽 칩 자체의 속도에 영향을 주지 않으며, 컴퓨터의 다른 장치의 자체 성능에도 영향을 주지 않습니다.

다음은 각 슬롯 유형별 가능 주파수 대역 비교입니다.





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