用于图形系统的总线接口控制器技术方案

本发明专利技术提供一种总线接口控制器，其管理一组串行数据路线。所述总线接口控制器支持将一子组所述串行数据路线作为专用总线进行操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及能够支持不同数目的图形卡以获得改进性能的图形系统。更具体 地说，本专利技术针对一种用以支持节省成本且高性能的图形系统的专用总线。技术背景图形系统通常构建为插入到母板中的不同卡(有时也称为板)的三维组合件。所 述母板是系统的主电路板，且通常包含中央处理单元和称为芯片组的其它芯片。另 外，母板包含连接器、端口和用于附着其它电子组件的其它特征。参看图1，在常规图形系统中，母板100包含芯片组，所述芯片组包含(例如)桥 接器单元110和中央处理单元(CPU) 120。出于说明目的，将图形卡130说明为处于用 以组合的适当位置中。图形卡130通常包含图形处理单元(GPU)(未图示)。图形卡130 通常包含连接器表面135。出于说明目的，将单个连接器表面135说明为经设计以与外 围组件接口 (PCI) Express (通常称为PCI-E或PCIe)连接器140紧密配合。PCI-E 是利用高速串行数据路线的高速总线接口标准。PCI-SIG组织发表PCI-E标准。个别数 据路线150包括两个单工连接件， 一个用于接收数据且另一个用于发射数据。所述PCI-E标准规定总线接口协议以将一组数据路线配置成两个实体之间的链路。 链路带宽根据并行操作的数据路线的数目来按比例伸縮。PCI-E总线的大小通常被称为 一个数据路线的倍数，例如xN或Nx，以指示所述链路具有单个数据路线的带宽 的N倍。PCI-E支持xl、 x2、 x4、 x8、 x16和x32路线的总线大小。常规上，利用多种 标准连接器大小，其中xl6连接器大小通常用于图形卡。图2说明可伸縮链路接口 (SLI)图形系统，其类似于由Nvidia Corporation of Santa Clara, California提供的SLI图形系统。SLI图形系统利用两个或两个以上图形卡130-A 和130-B，其一起进行操作以产生单个输出。也就是说，所述图形卡并行处理图形数据。 举例来说，可在母板100上提供两个PCI-E x16连接器140-A和140-B,每一连接器用于 一个图形卡130-A和130-B。将PCI-E xl6总线(例如，源自芯片110的一个x16总线) 分成两个x8总线，其中每一x8总线去往一个图形卡。通常，提供切换卡170 (也称为 开关卡)以决定源自芯片110的x16总线的哪些路线路由到所述两个PCI-E连接器140-A和140-B。切换卡170本质上相当于进一步包含切换元件的额外PCI-E连接器。此切换卡no通常具有两个位置第一位置，其中源自芯片iio的所有16个路线均路由到一个PCI-E连接器(例如PCI-E连接器140-A);和第二切换位置，其中8个路线从芯片 110路由到PCI-E连接器140-A且源自芯片110的另外8个路线路由到PCI-E连接器 140-B。因此，在SLI模式中，每一PCI-E连接器使得其串行数据路线的一半耦合到芯片 组，而未使用另一半。这导致固有折衷，因为图形处理能力增加(由于所述两个GPU并 行操作)，但代价是每一图形卡具有的PCI-E带宽将是其单独使用时具有的PCI-E带宽的 一半。SLI通常以主/从布置来实施，其中在多个图形处理器之间划分工作。软件驱动程序 在所述两个图形卡之间分配处理图形数据的工作。举例来说，在分帧渲染(SFR)中， 图形处理经组织以使得将个别帧分成两个不同部分，所述两个部分由不同图形处理器并 行处理。在交错帧渲染(AFR)中， 一个图形卡处理当前帧而另一图形卡对下一帧进行 处理。在一种型式中，外部SLI连接器180提供图形卡之间的链路，以在图形卡之间传 输同步和像素数据。近年来，Nvidia Corporation己发布包含四个图形卡的四重SLI系统。四重SLI系统 是SLI的延伸，其中四个图形卡处理图形数据。举例来说，可将所述工作分成AFR和SFR 的组合，其中多个具有两个图形卡的群组对交错帧进行处理，其中每一具有两个图形卡 的群组又执行分帧渲染。常规SLI的一个问题在于，其比所需的更为昂贵。具体地说，通常需要额外组件(例 如切换卡和SLI连接器)，从而增加了成本。另一问题与性能有关，其是由在两个图形卡 之间分裂芯片110的PCI-E带宽造成的。与单个图形卡结构相比，从芯片组到GPU的带 宽减少了一半。这还会导致限制用于流过芯片组的GPU到GPU流量的可用带宽。如图3中说明，对于常规SLI的一个替代方案将在芯片组中使用较为昂贵的一组芯 片305、 310来增加PCI-E带宽，以使得每一 GPU 320-A和320-B具有专用于芯片组的 x16带宽。然而，除了所需的较为昂贵的芯片组外，图3中所说明的结构不具有从CPU 302 到GPU的对称数据路径350和360。来自GPU的命令流可因此在稍微不同的时间到达每 一 GPU。结果，与对称数据通路的情况相比，在使GPU 320-A和320-B的操作同步方面 必须更加小心。或者，如图4中说明，可使用具有较昂贵芯片组的芯片402和404的SLI 结构来增加指派到每一GPU 420的PCI-E带宽。举例来说，可包含具有x32 PCI-E接口 的芯片404以支持每对具有xl6总线的GPU 420。然而，对于许多市场细分而言，添加额外芯片或较昂贵芯片的增加性能不能证明额外芯片成本是合理的。因此，鉴于上述问题，研发了本专利技术的设备、系统和方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种总线接口控制器，其支持卡到卡通信。所述总线接口控制器管理一 组串行数据路线。所述总线接口控制器具有将第一子组所述串行数据路线作为一个总线 进行管理且将第二子组所述串行数据路线作为专用总线进行管理的操作模式。 附图说明结合下文联合附图所作的详细描述可更全面地理解本专利技术，在附图中图1说明具有常规PCI-E总线的图形系统的现有技术母板；图2说明具有两个图形卡的现有技术可伸縮链路接口图形系统的母板；图3是具有两个gpu的现有技术图形系统的方框图；图4是具有四个GPU的现有技术图形系统的方框图；图5说明根据本专利技术一个实施例将PCI-E连接器进行耦合以形成专用总线的母板； 图6说明根据本专利技术一个实施例将PCI-E连接器进行耦合以形成专用总线且包含切 换卡的母板；图7说明根据本专利技术一个实施例的PCI-E连接器由形成在母板上的连接件耦合以界定专用总线的母板；图8是根据本专利技术一个实施例的图形系统的功能方框图；图9是根据本专利技术一个实施例的四重SLI系统的方框图；和图10是根据本专利技术一个实施例的四重SLI系统的第二实施例的方框图。图11说明其中使用单个图形卡的图7的系统的替代性实施方案；图12说明其中利用两个图形卡的图9的系统的替代性实施方案；和图13说明其中利用两个图形卡的图10的系统的替代性实施方案。在附图的所述若干视图中，相同参考元件符号始终指代相应部分。具体实施方式图5是本专利技术的一个实施例的透视图，其中为了清晰起见省略了一些常规组件，且 为了说明目的而未按比例绘示其它组件。母板500包含芯片组，所述芯片组可包含CPU 550和另一具有外围组件接口 Express (PCI-E)接口 545的芯片540。母板500具有两个 PCI-E连接器510和515(例如两个PCI-E x16连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以在计算系统中提供卡到卡通信的设备，其包括：总线接口控制器，其用以管理一组串行数据路线；所述总线接口控制器具有将第一子组所述串行数据路线作为一个总线进行管理且将第二子组所述串行数据路线作为专用总线进行管理的操作模式。

【技术特征摘要】
US 2006-6-15 11/454,9921.一种用以在计算系统中提供卡到卡通信的设备，其包括总线接口控制器，其用以管理一组串行数据路线；所述总线接口控制器具有将第一子组所述串行数据路线作为一个总线进行管理且将第二子组所述串行数据路线作为专用总线进行管理的操作模式。2. 根据权利要求l所述的设备，其中所述总线接口控制器具有第二操作模式，其中所 述组串行数据路线作为外围组件接口 Express (PCI-E)总线进行操作。3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述总线接口控制器以逻辑方式将所述组串行数 据路线分割成两个通道。4. 根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉多斯拉夫丹尼拉克，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]