用于圖形系統的總線接口控制器技術方案

本發明專利技術提供一種總線接口控制器，其管理一組串行數據路線。所述總線接口控制器支持將一子組所述串行數據路線作為專用總線進行操作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術大體上涉及能夠支持不同數目的圖形卡以獲得改進性能的圖形系統。更具體 地說，本專利技術針對一種用以支持節省成本且高性能的圖形系統的專用總線。技術背景圖形系統通常構建為插入到母板中的不同卡(有時也稱為板)的三維組合件。所 述母板是系統的主電路板，且通常包含中央處理單元和稱為芯片組的其它芯片。另 外，母板包含連接器、端口和用于附著其它電子組件的其它特征。參看圖1，在常規圖形系統中，母板100包含芯片組，所述芯片組包含(例如)橋 接器單元110和中央處理單元(CPU) 120。出于說明目的，將圖形卡130說明為處于用 以組合的適當位置中。圖形卡130通常包含圖形處理單元(GPU)(未圖示)。圖形卡130 通常包含連接器表面135。出于說明目的，將單個連接器表面135說明為經設計以與外 圍組件接口 (PCI) Express (通常稱為PCI-E或PCIe)連接器140緊密配合。PCI-E 是利用高速串行數據路線的高速總線接口標準。PCI-SIG組織發表PCI-E標準。個別數 據路線150包括兩個單工連接件， 一個用于接收數據且另一個用于發射數據。所述PCI-E標準規定總線接口協議以將一組數據路線配置成兩個實體之間的鏈路。 鏈路帶寬根據并行操作的數據路線的數目來按比例伸縮。PCI-E總線的大小通常被稱為 一個數據路線的倍數，例如xN或Nx，以指示所述鏈路具有單個數據路線的帶寬 的N倍。PCI-E支持xl、 x2、 x4、 x8、 x16和x32路線的總線大小。常規上，利用多種 標準連接器大小，其中xl6連接器大小通常用于圖形卡。圖2說明可伸縮鏈路接口 (SLI)圖形系統，其類似于由Nvidia Corporation of Santa Clara, California提供的SLI圖形系統。SLI圖形系統利用兩個或兩個以上圖形卡130-A 和130-B，其一起進行操作以產生單個輸出。也就是說，所述圖形卡并行處理圖形數據。 舉例來說，可在母板100上提供兩個PCI-E x16連接器140-A和140-B,每一連接器用于 一個圖形卡130-A和130-B。將PCI-E xl6總線(例如，源自芯片110的一個x16總線) 分成兩個x8總線，其中每一x8總線去往一個圖形卡。通常，提供切換卡170 (也稱為 開關卡)以決定源自芯片110的x16總線的哪些路線路由到所述兩個PCI-E連接器140-A和140-B。切換卡170本質上相當于進一步包含切換元件的額外PCI-E連接器。此切換卡no通常具有兩個位置第一位置，其中源自芯片iio的所有16個路線均路由到一個PCI-E連接器(例如PCI-E連接器140-A);和第二切換位置，其中8個路線從芯片 110路由到PCI-E連接器140-A且源自芯片110的另外8個路線路由到PCI-E連接器 140-B。因此，在SLI模式中，每一PCI-E連接器使得其串行數據路線的一半耦合到芯片 組，而未使用另一半。這導致固有折衷，因為圖形處理能力增加(由于所述兩個GPU并 行操作)，但代價是每一圖形卡具有的PCI-E帶寬將是其單獨使用時具有的PCI-E帶寬的 一半。SLI通常以主/從布置來實施，其中在多個圖形處理器之間劃分工作。軟件驅動程序 在所述兩個圖形卡之間分配處理圖形數據的工作。舉例來說，在分幀渲染(SFR)中， 圖形處理經組織以使得將個別幀分成兩個不同部分，所述兩個部分由不同圖形處理器并 行處理。在交錯幀渲染(AFR)中， 一個圖形卡處理當前幀而另一圖形卡對下一幀進行 處理。在一種型式中，外部SLI連接器180提供圖形卡之間的鏈路，以在圖形卡之間傳 輸同步和像素數據。近年來，Nvidia Corporation己發布包含四個圖形卡的四重SLI系統。四重SLI系統 是SLI的延伸，其中四個圖形卡處理圖形數據。舉例來說，可將所述工作分成AFR和SFR 的組合，其中多個具有兩個圖形卡的群組對交錯幀進行處理，其中每一具有兩個圖形卡 的群組又執行分幀渲染。常規SLI的一個問題在于，其比所需的更為昂貴。具體地說，通常需要額外組件(例 如切換卡和SLI連接器)，從而增加了成本。另一問題與性能有關，其是由在兩個圖形卡 之間分裂芯片110的PCI-E帶寬造成的。與單個圖形卡結構相比，從芯片組到GPU的帶 寬減少了一半。這還會導致限制用于流過芯片組的GPU到GPU流量的可用帶寬。如圖3中說明，對于常規SLI的一個替代方案將在芯片組中使用較為昂貴的一組芯 片305、 310來增加PCI-E帶寬，以使得每一 GPU 320-A和320-B具有專用于芯片組的 x16帶寬。然而，除了所需的較為昂貴的芯片組外，圖3中所說明的結構不具有從CPU 302 到GPU的對稱數據路徑350和360。來自GPU的命令流可因此在稍微不同的時間到達每 一 GPU。結果，與對稱數據通路的情況相比，在使GPU 320-A和320-B的操作同步方面 必須更加小心。或者，如圖4中說明，可使用具有較昂貴芯片組的芯片402和404的SLI 結構來增加指派到每一GPU 420的PCI-E帶寬。舉例來說，可包含具有x32 PCI-E接口 的芯片404以支持每對具有xl6總線的GPU 420。然而，對于許多市場細分而言，添加額外芯片或較昂貴芯片的增加性能不能證明額外芯片成本是合理的。因此，鑒于上述問題，研發了本專利技術的設備、系統和方法。
技術實現思路
本專利技術提供一種總線接口控制器，其支持卡到卡通信。所述總線接口控制器管理一 組串行數據路線。所述總線接口控制器具有將第一子組所述串行數據路線作為一個總線 進行管理且將第二子組所述串行數據路線作為專用總線進行管理的操作模式。 附圖說明結合下文聯合附圖所作的詳細描述可更全面地理解本專利技術，在附圖中圖1說明具有常規PCI-E總線的圖形系統的現有技術母板；圖2說明具有兩個圖形卡的現有技術可伸縮鏈路接口圖形系統的母板；圖3是具有兩個gpu的現有技術圖形系統的方框圖；圖4是具有四個GPU的現有技術圖形系統的方框圖；圖5說明根據本專利技術一個實施例將PCI-E連接器進行耦合以形成專用總線的母板； 圖6說明根據本專利技術一個實施例將PCI-E連接器進行耦合以形成專用總線且包含切 換卡的母板；圖7說明根據本專利技術一個實施例的PCI-E連接器由形成在母板上的連接件耦合以界定專用總線的母板；圖8是根據本專利技術一個實施例的圖形系統的功能方框圖；圖9是根據本專利技術一個實施例的四重SLI系統的方框圖；和圖10是根據本專利技術一個實施例的四重SLI系統的第二實施例的方框圖。圖11說明其中使用單個圖形卡的圖7的系統的替代性實施方案；圖12說明其中利用兩個圖形卡的圖9的系統的替代性實施方案；和圖13說明其中利用兩個圖形卡的圖10的系統的替代性實施方案。在附圖的所述若干視圖中，相同參考元件符號始終指代相應部分。具體實施方式圖5是本專利技術的一個實施例的透視圖，其中為了清晰起見省略了一些常規組件，且 為了說明目的而未按比例繪示其它組件。母板500包含芯片組，所述芯片組可包含CPU 550和另一具有外圍組件接口 Express (PCI-E)接口 545的芯片540。母板500具有兩個 PCI-E連接器510和515(例如兩個PCI-E x16連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用以在計算系統中提供卡到卡通信的設備，其包括：總線接口控制器，其用以管理一組串行數據路線；所述總線接口控制器具有將第一子組所述串行數據路線作為一個總線進行管理且將第二子組所述串行數據路線作為專用總線進行管理的操作模式。

【技術特征摘要】
US 2006-6-15 11/454,9921.一種用以在計算系統中提供卡到卡通信的設備，其包括總線接口控制器，其用以管理一組串行數據路線；所述總線接口控制器具有將第一子組所述串行數據路線作為一個總線進行管理且將第二子組所述串行數據路線作為專用總線進行管理的操作模式。2. 根據權利要求l所述的設備，其中所述總線接口控制器具有第二操作模式，其中所 述組串行數據路線作為外圍組件接口 Express (PCI-E)總線進行操作。3. 根據權利要求1所述的設備，其中所述總線接口控制器以邏輯方式將所述組串行數 據路線分割成兩個通道。4. 根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：拉多斯拉夫丹尼拉克，
申請(專利權)人：輝達公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]