性能相差达32% 购买交火主板需小心

随着交火主板、Radeon HD
4850、Radeon HD 4870显卡的降价，包括笔者在内的不少人都纷纷升级采用了Cross FireX交火配置。然而笔者近在与众好友比试分数的时候，我们发现了一个郁闷者，以下简称“郁闷君”。虽然郁闷君的主板芯片组、显卡配置与笔者相同，但即便让他换用笔者的处理器，但郁闷君电脑跑出来的分数比笔者的机器也要低不少，这是为什么呢？接下来笔者对其进行了研究。

性能相差大 问题在哪里？

笔者与郁闷君均采用了具备两根PCI-E x16插槽、可组建CrossFireX的P45主板，两块刚刚降价的迪兰恒进Rdeon HD 4870火钻显卡，并组成双交火配置。处理器方面笔者选用了Intel的Core 2
Duo E7200处理器，而郁闷君则选用了性能稍弱，但性价比更高的Intel Pentium E5200双核处理器。郁闷君机器的表现之所以引起笔者怀疑，是因为在处理器性能相差不大、显卡配置相同的情况下，两台机器在3D性能测试中的差距却较大，尤其是在对处理器性能并不敏感的3DMark Vantage中，两者差距已近2000分。因此接下来笔者将自己的处理器安装在郁闷君的电脑上进行了第二次测试。但从表一可以看到，在主板芯片组、显卡配置、处理器完全相同的情况下，两台电脑的3D性能测试成绩仍有十分显著的差距。

郁闷君的电脑虽然相对单卡Radeon HD 4870的性能有明显提升，双交火发挥了一定作用，但其提升幅度不大，与笔者的交火系统相比有明显差距。其中3DMark Vantage Extreme的分数比笔者少了1700多分，在《F.E.A.R》这个实际游戏测试中，笔者电脑的测试成绩也领先郁闷君电脑达
16%。接下来，不论笔者是重装驱动还是将CMOS重置，得到的都是与表1类似的评测结果，笔者电脑在3D性能上明显优于郁闷君的电脑，到底是什么原因造成了这个差距呢？

图1

通过Everest Ultimate、GPU-Z等硬件侦测工具对两台电脑进行仔细检查，笔者后终于发现了两个明显不同的地方。如图1所示，在笔者电脑上，不论选择哪块Radeon HD 4870，GPU-Z中的“BUS Interface”显示的都是“PCI-E 2.0 x16@x8 2.0”，也就是说P45芯片组正常实现了以双x8 2.0带宽实现双交火的功能。而在郁闷君电脑中，GPU-Z侦测到主PCI-E x16插槽上的Radeon HD
4870显卡的“BUS Interface”为“PCI-E 2.0 x16@x16 2.0”，而插在第二个PCI-E x16插槽上的
Radeon HD 4870显卡的“BUS Interface”如图二所示却显示为“PCI-E x16@x4”。这说明郁闷君电脑里的P45主板并没有按P45原生设计的方式实现交火，而是以x16 2.0+x4的带宽实现双卡交火，所以郁闷君电脑的3D性能不如笔者的电脑也是理所当然的。

图2

首先x16+x4在之前的很多评测中已经被验证出不如x8+x8的交火实现方式。虽然主显卡拥有x16的带宽，但第二块显卡的带宽却只有x4，因此在一个时钟周期内，处理器传送给第二块显卡的待处理数据较其传送给主显卡的少，造成第二块显卡实际运算能力降低，并同时拖累主显卡的性能发挥。（交火或SLI大多采用交替帧或分屏渲染方式，即一块显卡负责奇数帧渲染，一块显卡负责偶数帧渲染或一块显卡负责上半屏渲染、一块显卡负责下半屏渲染，后再进行画面合成输出，显然一块显卡的运算速度如果过慢将让另一块显卡进行毫无意义地等待，造成整体性能下降）

其次需要大家特别注意的是，以前均是在一个PCI-E总线标准下采用x16+x4模式组建交火，即主要采用PCI-E 1.0 x16+PCI-E 1.0 x4的带宽分配方式组建，两块显卡的带宽之差只有4倍。而郁闷君电脑第二块显卡的带宽显示为“PCI-E x16@x4”，也就是说第二块显卡的实际带宽只有PCI-E 1.0×4，双向带宽只有2GB/s，而其主显卡却采用PCI-E 2.0 x16接口，双向带宽高达16GB/s，两块显卡的带宽之差达到了惊人的8倍，比以前的x16+x4组建模式更不平衡。显然这将造成像Radeon
HD4870之类的PCI-E 2.0原生显卡在第二个插槽上根本无法得到足够的待处理数据，不能发挥出大威力，而在主插槽上的显卡虽然能很快完成任务，但却不得不花更长的时间等待第二块显卡进行工作。因此在3DMark Vantage，1920×1200，Extreme这类高负载测试中可以看出，由于处理器与显卡之间的交换数据很多，PCI-E 2.0 x16+PCI-E 1.0x4组建的双交火完全无法满足显卡与处理器之间的带宽需求，其性能落后PCI-E 2.0 x8+PCI-E 2.0 x8达32%。

郁闷君电脑交火性能差的原因似乎是找到了，不过为什么原本设计为PCI-E 2.0 x8+PCI-E 2.0
x8的P45芯片组要采用PCI-E 2.0 x16+PCI-E 1.0 x4的性能降低式设计呢？

交火主板种类多 购买需小心

观察P45芯片组架构图（图3）我们可以看到，P45北桥总共只提供了PCI-E 2.0 x16的带宽，只有ICH10系列南桥才提供了6条PCI-E 1.0的带宽，显然郁闷君电脑里第二块显卡的带宽是由南桥提供的。为什么主板厂商不拆分P45北桥的PCI-E 2.0 x16带宽，反而要舍近求远从南桥来获得带宽呢？

图3

笔者通过仔细观察，发现在笔者的P45主板上，两根PCI-E x16插槽中间具备数颗编号为“
PI2PCIE2412”的矩形芯片(图4)，而郁闷君主板上的两根PCI-E插槽之间除了电容、电感与
MOSFET，没有任何特殊芯片的存在（图5）。接下来笔者上网查到了“PI2PCIE2412”芯片的主要用途，原来该芯片是由美国Pericom公司生产的一种PCI-E 2.0信号切换芯片，其主要用途就是对
PCI-E带宽进行拆分或合并，它可以根据用户显卡的插卡数量，自动对带宽进行分配。

图4

看来尽管Intel P45芯片组具备组建CorssFireX的能力，但后的实现还需要主板厂商在主板上安装第三方信号切换芯片才能得以实现。同时根据Pericom公司的报价，该芯片的万颗批发价为1.5美元/颗，显然采用数颗该芯片的话将提升主板的生产成本。现在我们应该明白为什么郁闷君的主板要从南桥引出带宽了。

图5

那么是不是没有PCI-E信号切换芯片的主板就无法实现带宽切换呢？这倒不一定，在笔者的朋友中，他们还有几种P45主板，尽管没有集成信号切换芯片，但一样可以对PCI-E 2.0 x16带宽进行
PCI-E 2.0 x8+PCI-E 2.0 x8的带宽拆分。如图6、图7所示，可以看到在他们的P45主板上，两根PCI-E x16插槽之间的设计与笔者的主板与郁闷君的主板也有明显的不同，多了些跳线与切换卡。

图6

原来这些主板的带宽拆分是通过跳线与切换卡来实现的，相对集成额外的PCI-E信号切换芯片，这种带宽拆分方式将减少主板厂商的生产成本，但也会为用户带来一定的不便。用户必须通过手动调整才能实现带宽拆分，尤其是跳线拆分模式，用户必须插拔多个跳线才能实现PCI-E带宽的拆分，相当麻烦，不过终能实现带宽正常切换，提升系统游戏性能，同时降低用户的购买成本也还是可以接受的（这类主板的价格大多比采用PCI-E信号切换芯片设计的主板便宜）。

图7

后，通过此次郁闷君的遭遇，我们可以看出，如果要购买一块能正常实现带宽拆分的交火主板，那么在购买之前，我们应重点关注主板两根PCI-E x16插槽之间有无任何特殊之处，比如有没有几颗外形完全一样的矩形芯片（除了PI2PCIE2412，一些主板还采用了ASM1440、SGM330A等型号的PCI-E信号切换芯片），有没有看起来相当复杂的跳线设置以及带宽切换卡。如果你想购买的这块主板插槽之间非常“干净”的话，那么就需要提高警惕了，如果不能确定的话，可以让商家提供一块采用PCI-E 2.0设计的显卡，并将它插在主板的第二个插槽启动，装好驱动后，用GPU-Z观察其“BUS Interface”即可知道它的带宽分配方式。