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回顾PC世界三大逝去的接口

在平淡中回望

    《PC世界X档案》是一档关于我们与PC间的各种记忆的长篇连载,在这档连载当中,ZOL显卡频道所有编辑将全体上阵,用以小见大的方式,以各具特色的不同视角带您一起回忆PC历史上那些最具特色的事件、标志、节点甚至趣闻,并为您梳理它们背后的脉络联系及对整个PC业界的影响。我们所要做的,就是在各式各样的时间片段当中重温我们所经历过的以及正在经历的那些记忆,回味那些令我们激动、疯狂或者陷入沉思的瞬间。


    一转眼,我们的《PC世界X档案》已经连载了8期了。在这完全不同的8期连载当中,您找到属于自己的回忆了么?我们相信每位热爱PC的玩家对自己的DIY历程都有着特殊的情感,其种的记忆总会伴随着某些特殊的事物而存在。在今天的连载部分,我们将会把目光聚焦在某个可以刺激很多玩家记忆的PC部件上,这个部件就是主板上的接口。


那些曾经“亮晶晶”的接口,你还记得它们么?

    长长的一条凹槽,从正上方能够看到两排亮晶晶的引脚,对应的板卡插在上头就可以发挥性能并为我们实现功能或者带来快乐,这就是大多数人对接口的印象,但这看似简单的印象背后却又牵动着许多关于PC的记忆——我们回顾经典产品时会涉及到接口,追忆PC发展史时无法避过接口,甚至不同的接口会被冠以“时代”的称谓,比如说“PCI时代”说“AGP时代”等等。

    还记得那个时代的我们和接口,都是什么样子的么?

    为了能够在新的一年给各位玩家提供更好的内容,我们建立了交流群,喜欢硬件的朋友都可以加入,大家希望看到什么内容也可以在群中与我们进行交流。QQ群号:208157017(满)、187852736(新)10489006(新)

2记忆中的黑长直——ISA

    记忆中的黑长直——ISA

    对于大部分人而言,最先出现在关于PC记忆当中的接口应该要数ISA了。尺寸巨大的插槽,一般情况下都会采用的黑色配色,以及插槽内两排如银星版闪亮的引脚,这些要素一起构成了我们印象中最初的“黑长直”。


“黑长直”的ISA接口

    作为最早的PC总线,ISA诞生于距今十分“遥远”的1981年,它作为IBM PC/XT电脑的系统总线首次出现,由于PC/XT在相当长一段时间内都曾经是PC领域的统治者,所以ISA最开始被称为PC总线或者PC/XT总线。在随后推出的基于16-bit Intel 80286处理器的PC/AT当中,ISA也相应地被扩展到了16bit,并被称呼为PC/AT 总线。为了开发与IBM PC兼容的外部设备,行业内最终确立了以IBM PC总线规范为基础的总线,也就是我们所熟悉的黑长直——ISA(Industry Standard Architecture工业标准架构)。


ISA接口曾经是主板上的主力,直到PCI出现之后都是如此

    ISA是8/16bit的系统总线,最大传输速率为8MB/S,这一数字在今天来看也许低的可怜,但在上世纪80年代却完全称得上充沛。ISA允许多个CPU共享系统资源,且具有良好的设备兼容性,这让它成了当时最流行的系统总线。ISA接口也就因此而成为了主板上的标准配置,无论声卡、显卡解压卡还是别的什么设备,当时我们所要用到的几乎所有外接板卡都需要ISA接口。正因为此,ISA接口成了最早一批接触PC DIY的玩家们共有的记忆。


ISA接口设备

    不过,ISA的弱点也是显而易见的,作为最初的数据总线,ISA的传输速率很快便成了周边设备性能提升的瓶颈,它还有CPU占用率高以及占用硬件中断资源等其他问题,所以渐渐的也就无法再满足高速发展的外围设备的需求了。在PC‘98规范中,业界开始了对ISA总线的放弃以及对替代品的寻找。这位继任者,便是几乎陪伴了一代人的PCI。

323年的相伴——PCI

    23年的相伴——PCI

    无论对于PC业界的历史还是对一个人的人生而言,23年都是一个相当长的时间跨度了,当初为了应对ISA带宽不足而提出PCI总线及接口时,相信不会有人能想到这一接口能够存在如此长的时间,要知道现在很多PCI设备的用户,在PCI接口诞生时甚至都还没有出生……



与“黑长直”形成了鲜明对比,PCI接口大部分都是纯白色的

    PCI是由Intel在1991年推出的一种局部总线,以最初目的而言,它并不是作为ISA的终结者出现的。PCI在结构上可以被视为CPU和原来的ISA之间插入的一级新总线,它拥有全新的操作方式,可以经由桥接电路来协调数据的传送,新加入的管理器能够提供信号缓冲,这让PCI的外设支持数量明显提升,并能在高时钟频率下保持高性能(嗯,当然,是那个时代的高时钟频率和高性能……),它为当时的显卡、声卡、网卡、MODEM甚至数据采集卡等等设备提供了连接接口。


经典的PCI显卡——Voodoo Rush

    尽管最初目的并非取代,但超过ISA近十倍的带宽、更低的系统占有率以及良好的兼容性表现无疑形成了巨大的诱惑力,让PCI接口及总线迅速发展很快就取代了ISA的地位,时至今日,它仍旧是一种我们主板上常见的接口。


不同接口长度对比

    PCI总线及接口家族并没有像ISA那样仅仅发展了一代便戛然而止,随着对更高性能的要求,更为高速的64bit PCI/PCI-X总线也被提出,其频率规划提升到66~133MHz。但这些总线及接口大多服务于更高级别的服务器产品线,我们所见的最广泛的PCI接口仍旧是采用32 bit/33MHz的标准PCI接口。良好且异常广泛的兼容性,理想的系统资源占有率以及低廉的成本让PCI接口成了相当长一个时期里主板上出现最多的接口,它甚至变成了衡量主板可扩展性及实用性的标志之一。


曾经布满整个主板的盛况

    以133MB/S的带宽而言,PCI接口及总线对声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备显得绰绰有余了,这是PCI接口能够在今天仍旧继续存在的原因之一。即便随着高速设备以及PCIE接口的普及,但对性能高速增长的某些外部设备,比如显卡来说,PCI的带宽就很快变得捉襟见肘了。

    在这种需求的催生下,近乎于昙花一现的一代著名接口——AGP来了。

4昙花一现——AGP

    昙花一现——AGP

    在众多PC硬件当中,发展最快且带宽需求最高的就要数显卡了,这种高速增长从Voodoo发布第一款3D加速卡开始出现,时至今日仍旧存在。显卡的运算能力和操作能力日益强大,其性能几乎一直都保持了超越摩尔定律的增幅,正是这种高速增长直接催生了AGP接口的诞生。


少见的绿色AGP接口

    在上个世纪九十年代末期,随着Voodoo 2/Banshee,TNT以及G200等第二代3D显卡的问世,PC用户们忽然发现了一个令人震惊的事实——在数倍激增的多边形以及材质解析度的作用下,PCI总线看似富裕的133MB/S的带宽,在新一代3D显卡面前竟然已经变得不够用了。好在技术端的反应一直都是快于市场端的,新一代3D显卡的需求,早在其研发阶段就已经被业界所注意到了,与新一代3D显卡一同到来的,还有新的AGP接口。


AGP一般位于主板“正中”

    与PCI一样,AGP同样由Intel所提出。早在第一代3D加速卡刚刚普及的90年代中期,Intel就注意到了激增图形需求所带来的通讯带宽即将超过PCI总线的承受能力,为了应对这一矛盾,Intel在PCI V2.1的基础上提出了全新的图形设备专用接口——AGP规范,并在1997年的440LX芯片组当中首次予以实现。

    用通俗但并不严谨的理解,AGP可以被看做是运行在66MHz+倍频设计的PCI,两者基于同样的基础,但AGP拥有自己独特的特点——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,仅NVIDIA提供)在内的一系列新技术,同时将PCI的带宽从133MB/S提升到了266MB/S起跳,这很好的满足了新一代图形显卡的需求。


为了迁就AGP接口,NVIDIA的6600GT使用了桥接结构

    随着显卡的高速发展,AGP也在不断的提升着自己的能力,从最开始的1X到后来的2X、4X甚至8X,其带宽也从266MB/S一路提升到了令PCI总线汗颜的2133MB/S,工作电压也一步步下降到了0.8V之低。尽管如此,AGP保持了PCI外形不变且统一的光荣传统,其独特的单一棕色接口,在那个时代几乎成了“图形接口”的代名词。


AGP时代是一个经典显卡层出不穷的时代

    AGP接口的影响是深远的,它为显卡的发展提供了通讯数据带宽这一重要且最为基本的保障,促成了Super7平台的诞生,并与3Dnow!指令集一起为AMD日后的崛起打下了基础。太多太多的经典显卡和经典游戏在这一时代诞生,它们所带来的快乐是我们生命中最珍贵的记忆之一。


同样的,波斯王子之类经典游戏也同样在AGP时代大放异彩

    但是作为PCI的特殊拓展,AGP从诞生之日起就有许多无法回避的缺陷,它仅支持单一设备连接,无法实现多卡互联扩展,而且其与PCI日渐背离的巨大带宽差异也成了很大的麻烦。所以与PCI长达23年的服役经历形成了鲜明对比,AGP在发展至8x之后便停止了前进,最终带宽也定格在了2133MB/S,并最终被5年后(2002年形成规范)出现的PCI-Express接口所替代。


AGP最终同样被更高数据带宽需求的显卡所“嫌弃”

    尽管寿命不长(相对而言),但是AGP还是为PC图形业界的发展提供了坚实的基础。在它的陪伴下,太多经典显卡成了无数PC DIY玩家美好的回忆。只要是经历过那个时代的玩家,相信都不可能会忘记主板正中那条象征着卓越游戏性能的棕色接口。

5时代的回响

    时代的回响

    在AGP/PCI之后,成本高昂的PCI-X并没有成为接班人,我们的PC总线及接口来到了PCI-Express时代。PCIE以优秀的高速点对点传输形式带来了巨大的带宽提升,其兼容性和扩展灵活性也达到了前所未有的高度。在经过了短暂的更替之后,PCIE接口便完全取代PCI/AGP并成为了大部分主板的唯一板卡扩展接口。在经历了相当长时间的各种混搭之后,PC的扩展接口在PCIE时代首次迎来了“大一统”的格局。


PCIE接口最终统治了PC

    与之相对应的,我们的回忆也终止在了这长短不一但本质上完全相同的PCI-Express Xx接口上。视可扩展性需求不同,现代主板的标准接口配置通常会包含若干个PCIE 1X短槽以及2个以上的PCIE8/16x长槽,这些PCIE接口已经取代了其他所有接口的功能,连接了包括显卡,声卡,扩展卡甚至SSD硬盘在内的几乎所有PC扩展硬件。除非芯片组提供支持,你甚至连PCI接口都很难再看到。


PCIE接口甚至支持固态硬盘

    也许您已经注意到了,我们刚刚回顾的接口的发展史,其实就是PC内部数据总线变迁的历史。从最开始的ISA总线起算,PC数据总线经历了从并行到串行,再到最后串并行的交替。伴随着接口的不断演变,我们所使用的数据带宽也从最开始的几M每秒逐渐提升到了数G每秒,甚至发展到了今天的32GB/S(PCI-Express 3.0 16x)。正是总线的不断进步,让有了我们获得了更快速的显卡甚至更高速硬盘的机会。


这样混搭的局面在今天反倒让人觉得怀念了

    发展和更迭是任何事物都要面对的历程,总线和接口也不例外。即便PCI-Express满足了绝大多数人多余总线和接口的需求,它最终的结局仍将肯定会是成为我们记忆中的一部分,就像“黑长直”、PCI以及AGP一样。我们关于PC的记忆以及种种快乐,正是这不断的变化连接在一起所造就的——且不说性能变化与否,如果ISA从诞生之日起一直服役到今天,即便不觉得它是个又黑又丑的不死老妖婆,你还会觉得它是现在这种“黑长直”的美好回忆么?

    为了曾经的美好,就让我们记住这些已经被尘封在记忆中的接口吧。

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