显卡知识详解:PCI Express 接口和OpenGL接口
1、PCI Express
PCI Express 是新一代的总线接口。而采用此类接口的显卡产品，已经在 2004 年正式面世。早在 2001 年的春季“英特尔开发者论坛”上，英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代 PCI 总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代 I/O 总线技术。随后在 2001 年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM 在内的 20 多家业界主导公司，开始起草新技术的规范，并在 2002 年完成，对其正式命名为 PCI Express。
PCI Express 采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起 PCI 以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到 PCI 所不能提供的高带宽。相对于传统 PCI 总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express 的双单工连接，能提供更高的传输速率和质量。它们之间的差异，跟半双工和全双工类似。
PCI Express 的接口，根据总线位宽不同而有所差异，包括 X1、X4、X8 以及 X16（X2 模式将用于内部接口而非插槽模式）。较短的 PCI Express 卡，可以插入较长的 PCI Express 插槽中使用。PCI Express 接口能够支持热拔插，这也是个不小的飞跃。PCI Express 卡支持的三种电压，分别为 +3.3V、3.3Vaux 以及 +12V。用于取代 AGP 接口的 PCI Express 接口位宽为 X16，将能够提供 5GB/s 的带宽，即便有编码上的损耗，但仍能够提供约为 4GB/s 左右的实际带宽，远远超过 AGP 8X 的 2.1GB/s 的带宽。
PCI Express 规格，从 1 条通道连接到 32 条通道连接，有非常强的伸缩性，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。例如，PCI Express X1 规格，支持双向数据传输，每向数据传输带宽 250MB/s，PCI Express X1 已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求，但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此，必须采用 PCI Express X16，即 16 条点对点数据传输通道连接， 来取代传统的 AGP 总线。PCI Express X16 也支持双向数据传输，每向数据传输带宽高达 4GB/s，双向数据传输带宽有 8GB/s 之多。相比之下，目前广泛采用的 AGP 8X 数据传输，只提供 2.1GB/s 的数据传输带宽。
尽管 PCI Express 技术规格允许实现 X1（250MB/秒）、X2、X4、X8、X12、X16 和 X32 通道规格，但是依目前形式来看，PCI Express X1 和 PCI Express X16 将成为 PCI Express 主流规格。同时，芯片组厂商将在南桥芯片当中，添加对 PCI Express X1 的支持。在北桥芯片当中，添加对 PCI Express X16 的支持。除提供极高数据传输带宽之外，PCI Express 因为采用串行数据包方式传递数据，所以 PCI Express 接口每个针脚，可以获得比传统 I/O 标准更多的带宽。这样，就可以降低 PCI Express 设备生产成本和体积。另外，PCI Express 也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输，为优先传输数据进行带宽优化。
在兼容性方面，PCI Express 在软件层面上兼容目前的 PCI 技术和设备，支持 PCI 设备和内存模组的初始化。也就是说，目前的驱动程序、操作系统都无需推倒重来，就可以支持 PCI Express 设备。
2、OpenGL
OpenGL 是专业的 3D 程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层 3D 图形库。OpenGL 的前身，是 SGI 公司为其图形工作站开发的 IRIS GL。IRIS GL 是一个工业标准的 3D 图形软件接口，功能虽然强大，但是移植性不好，于是 SGI 公司便在 IRIS GL 的基础上，开发了OpenGL。OpenGL 的英文全称是“Open Graphics Library”。顾名思义，OpenGL 便是“开放的图形程序接口”。虽然 DirectX 在家用市场全面领先，但在专业高端绘图领域，OpenGL 是不能被取代的主角。
OpenGL 是与硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如 Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS／2 之间进行移植。因此，支持 OpenGL 的软件具有很好的移植性，可以获得非常广泛的应用。由于 OpenGL 是 3D 图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。但是，通过一些转换程序，可以很方便地将 AutoCAD、3DS 等 3D 图形设计软件制作的 DFX 和 3DS 模型文件，转换成 OpenGL 的顶点数组。
在 OpenGL 的基础上，还有 Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer 等多种高级图形库，适应不同的应用。其中，Open Inventor 应用最为广泛。该软件是基于 OpenGL 面向对象的工具包，提供创建交互式 3D 图形应用程序的对象和方法，提供了预定义的对象和用于交互的事件处理模块，创建和编辑 3D 场景的高级应用程序单元，有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。
OpenGL 的发展，一直处于一种较为迟缓的态势，每次版本的提高，新增的技术很少，大多只是对其中部分做出修改和完善。1992 年 7 月，SGI 公司发布了 OpenGL 的 1.0 版本，随后又与微软公司共同开发了 Windows NT 版本的 OpenGL，从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型 3D 图形处理软件，也可以在微机上运用。1995 年 OpenGL 的 1.1 版本面市，该版本比 1.0 的性能有许多提高，并加入了一些新的 功能。其中，包括改进打印机支持，在增强元文件中包含 OpenGL 的调用，顶点数组的新特性，提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度，引入了新的纹理特性，等等。OpenGL 1.5 又新增了“OpenGL Shading Language”，该语言是“OpenGL 2.0”的底核，用于着色对象、顶点着色以及片断着色技术的扩展功能。
OpenGL 2.0 标准的主要制订者，并非原来的 SGI，而是逐渐在 ARB 中占据主动地位的 3Dlabs。2.0 版本首先要做的，是与旧版本之间的完整兼容性，同时在顶点与像素及内存管理上，与 DirectX 共同合作以维持均势。OpenGL 2.0 将由 OpenGL 1.3 的现有功能加上与之完全兼容的新功能所组成。借此可以对在 ARB 停滞不前时代各家推出的各种纠缠不清的扩展指令集做一次彻底的精简。此外，硬件可编程能力的实现，也 提供了一个更好的方法以整合现有的扩展指令。
目前，随着 DirectX 的不断发展和完善，OpenGL 的优势逐渐丧失，至今虽然已有 3Dlabs 提倡开发的 2.0 版本面世，在其中加入了很多 类似于 DirectX 中可编程单元的设计，但厂商和用户的认知程度并不高，未来的 OpenGL 发展前景迷茫。
来源：互联网
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