Fusion III: Acrescentando núcleos

PCI-E: um barramento misto

O padrão de barramento mais rápido hoje disponível para vídeo, que veio para desbancar o AGP (de “Accelerated Graphics Port“, uma evolução do PCI com maior frequência de operação) é o PCI-E, de “PCI Express”.

Ele é mais que uma evolução, é uma revolução, já que não somente se aproveita da tendência moderna de mudança da transmissão de dados paralela para serial, como se dá ao luxo de combinar os dois tipos, usando “trilhas” (ligações ponto a ponto com transmissão serial de dados) combinadas em paralelo.

Vejamos como isto funciona.

O padrão PCI-E, ou PCI Express é um padrão de barramento serial de alto desempenho para uso geral. Como o AGP, é um barramento “ponto-a-ponto”, ou seja, não é compartilhado: cada conector PCI-E corresponde a uma conexão independente, ou uma “trilha”. Como o padrão é bidirecional (permite comunicação simultânea em ambos os sentidos), o desempenho é bastante acelerado. Na versão inicial, uma trilha PCI-E suportava uma taxa de transmissão de 250 Mb/s (Megabits por segundo), mas a versão corrente é a 2.0, que dobra esta taxa de transmissão para 500 Mb/s. E está a caminho do mercado a versão 3.0, que dobrará novamente a taxa, suportando a transmissão de 1 Gb/s por trilha. A Figura 1 mostra uma placa receptora de TV padrão PCI-E que encaixa em um conector (“slot“) PCI-E de apenas uma trilha.

A grande sacada do padrão PCI-E é o fato dele permitir que um número arbitrário de trilhas sejam usadas em paralelo, o que acaba configurando uma transmissão mista.

Esta característica foi explorada em benefício das transmissões de sinais de vídeo. Um único conector PCI-E destinado a uma controladora de vídeo combina dezesseis dessas trilhas.

Como dito acima, há três diferentes versões do padrão. Como em um conector PCI-E 1.x de 16 trilhas trafegam 250 Gb/s por trilha, o fluxo total de dados chega a 4 GB/s (gigabytes por segundo). Já na 2.x, com seus 500 Gb/s por trilha, transitam 8 GB/s. E quando se disseminar a recentemente liberada versão 3.0, um conector de 16 trilhas transportará assombrosos 16 GB/s (atenção: falamos aqui de gigabytes por segundo, não mais de MB/s como quando discutíamos os padrões PCI e AGP).

Parece muito?

Talvez por enquanto. Senão vejamos.

Tenho diante de mim neste momento três monitores ligados à mesma controladora de vídeo, uma Radeon HD 6870 (veja como foi feita esta configuração na série de colunas sobre as Radeon HD 6800 que começa aqui) , cada um deles recebendo um “pedaço” de uma imagem que forma minha área de trabalho. Este tipo de placa renova a imagem 70 vezes por segundo. Os monitores são ligeiramente diferentes, mas usam resoluções muito próximas de 1.600 x 900 pixels, todos trabalhando na configuração “true color“.

Qual é o fluxo de dados necessário para gerar uma imagem com estas características e renová-la na frequência de 70 Hz?

Vejamos: 3 (monitores) x 1600 x 900 (pontos em cada tela) x 4 (bytes por ponto para o padrão “true color“) x 70 (telas por segundo). Feitas as contas conclui-se que cada um dos monitores exige um fluxo de 384,5 MB/s. O fluxo total de dados será então o triplo disto, 1,125 GB/s, que ainda é suportado pelo padrão PCI-E 1.x.

Mas ele corresponde à minha configuração doméstica. Um pouco mais exigente que a média, com certeza, mas ainda assim uma simples configuração doméstica em monitores de 24″. Para uso comercial adotam-se monitores bem maiores, de resolução muito mais alta, que podem ser combinados em até seis unidades por máquina (como mencionado na coluna acima citada). Portanto, os 8 GB/s do padrão PCI-E 2.x definitivamente não são exagerados (o padrão 3,0 ainda é muito recente e, tanto quanto eu saiba, não há controladoras no mercado).

E mais: considerando o “andar da carruagem”, logo logo serão insuficientes ? e está aí a versão 3.0 para não me deixar mentir.

Mas, pelo menos por enquanto, com o padrão PCI-E, acabou o “gargalo” das transmissões de dados entre a UCP e a controladora de vídeo.

Um dos obstáculos à geração de imagens na própria UCP foi, portanto, vencido.

Falta aumentar o desempenho dos processadores para que possam arcar com a carga adicional de trabalho.