PC 속도? , 용량? 개념 따라잡기 (3) 슬롯으로 나누어본 VGA

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PC 속도? , 용량? 개념 따라잡기 (3) 슬롯으로 나누어본 VGA

제이아빠 2011. 10. 8. 18:41

VGA(Video Graphic Array)의 종류 및 속도

메인보드 MCH(North Brigde)에서 컨트롤하는 장치중 CPU , RAM 그리고 세번째 VGA입니다. 대표적으로 슬롯형태로 구분하는데
PCI < AGP < PCIx < PCIe 형태로 발전해왔습니다. 차이는 버스대역폭 과 FSB등이 있겠습니다.
저가형 PC에서는 On Board 형태의 VGA를 사용하기도하고 최근에는 그것보다 한단계발전하여 CPU내부에 그래픽코어가 내장되어 있습니다. I7 2600K(Intel HD3000내장)가 대표적인 사례입니다. 그래도 역시 좋은 VGA는 슬롯형태를 띄고있는데요 물론 CPU내장 코어가 당연히 전송속도는 우위일수는 있어도 전력소모/쿨링능력/자체메모리 등의 한계를 벗어나기는 힘들것 같습니다.

그래서 대표적인 슬롯형태의 VGA에대해 알아보려합니다.
주제가 슬롯인만큼 위에서 나열한것처럼 각각의 슬롯이 어떻게 다른지 살펴 보겠습니다.

PCI (Peripheral Component Interconnect)

좌측에 보이는 그래픽 카드가 PCI방식의 카드입니다.
아래그림의 파란색 2개부분 PCI 슬롯에 공통으로 장착 가능하며 최초의 슬롯형 VGA입니다.
오래전에 단종되어 중고시장에서나 구할 수 있는 역사의유물? 이랄까요..
속도는 33Mhz로 32bit의 버스대역폭을 가지고있어서
초당 133MB/s의 대역폭을 가집니다.(33.3Mhz* (32bit/8) = 133.2MB/s)
최근의 PCIe 3.0과 비교하자면.. 까마득하죠..
486말기부터 펜티엄II 초기까지 사용이 됐으며
서버용으로는 64bit 버스와 66Mhz FSB를 가진 PCI슬롯도 있습니다.

왼쪽에 보이는 2개의 PCI슬롯은 최근에도 쓰이는 M/B 규격이며 5V전압으로 동작합니다.
특징은 1개의 홈을 가지며 좌측에비해 우측pin이 1/4정도로 짧은것이 특징입니다.
32bit 3.3V PCI슬롯은 칸막이 좌우의 크기가 5.0V와 정반대이지만.
거의 쓰이지않은규격으로 박물관?같은데서나 겨우 볼 수 있을정도로 희귀합니다.
그외에도 32bit를 64bit로 확장시킨 PCI-X가 후에 개발되었으나.. 이것은 AGP>>PCIe로 넘어가는 과도기적 슬롯으로 현재는 국내에는 거의 도입이 안되었다고합니다.

*PCI 32/64 PCIX 32/64 슬롯의 규격은 모두달라서 호환이 거의 안됐습니다.*

이미지 출처 : http://blog.naver.com/hamstery
(좌측2개는 PCI 우측2개는 PCI-X)

AGP(Accelerated Graphics Port)

왼쪽의 사진은 AGP 8x 인터페이스 그래픽 카드입니다.
AGP역시 전압에 따라서 슬롯의 형태가 달라지며
AGP1.0(1x~2x)에서는 3.3V , AGP2.0(4x) 에서는 1.5V
AGP3.0(8x)과 AGP3.5(8x) 에서는 0.8V 인터페이스 슬롯을 가지고있습니다.
카드 지원여부에 따라 1.5V 3.3V 인터페이스를 사용할 수 있습니다.
AGP3.5 - UAGP(Universal Accelerated Graphics Port)에서는 칸막이가 없어서
두가지 인터페이스를 모두 사용할 수 있지만 이전버전에서는 호환성에 문제가 있었습니다.

(AGP 8x Interface VGA CARD)

1.5V전용 VGA에서는 칸막이 위치로인해 3.3V용 슬롯을 사용할 수 없었으며
반대로 3.3V전용에서는 1.5V 슬롯 사용이 불가능 했습니다.
그런 호환성 문제를 해결하기위해 AGP 3.5(UAGP)가 출시되었습니다. UAGP의경우 위에서 언급한것처럼 칸막이가없어서 1.5V / 3.3V 둘다 사용이 가능했으나
AGP1.0(3.3V)가 점점 단종이되어서 대부분 M/B제작사들 사이에선 좌측 그림과같은 1.5V용 슬롯 위주로 규격화 되었습니다.
최근에 PCIe 방식은 호환성문제를 많은 부분 해결하여 사용자가
어렵지 않게 VGA선택이 가능하게 했습니다.

일반 AGP(AGP Pro제외)는 FSB 66.6Mhz / 32bit bus로 동작하며
x8과같은 배속을 적용해 CPU와 대역폭을 동기화 하였습니다.

(AGP 8x Interface VGA Slot)

이미지 출처: 위키백과

마지막으로 위에서 표기하는 배속의 의미는 CPU에서 사용되는 QDR과 같은 기술을 사용하여
클럭 신호 1주기에 2x , 4x , 8x 의 데이터를 전송하는 DDR / QDR / ODR을 적용하여 CPU와 FBS를 동기화 하는 것입니다.

PCIe(PCI Express)

요즘 VGA 하면 모두 PCIe 16x를 말하는것이 보통이다.
2004년부터 상용화 되었으며 PCIe슬롯은 이전 전압(V)에따라
구분했던 것과는 다르게 배속(x)에 따라 슬롯이 구분된다
게다가 홈을 나누는 칸막이의 위치가 동일하고 슬롯의 길이만 다르기때문에
상위배속의 슬롯은 하위배속 VGA와 모두 호환가능하다

PCIe 1.0은 초당 8GB/s의 데이터를 전송합니다. 그렇게 2.0은 16GB/s
3.0은 32GB/s의 전송량을 자랑한다. 다만 아직까지는 PCIe 3.0을
지원하는 CPU ,M/B나 VGA가 한정적이라. 상용화되기까지는 시간이 좀
걸릴 것 같습니다. 3.0을 사용하기위해선 3가지가 모두 지원해줘야
사용이 가능합니다.

주파수를 따져보면 PCI는 기본33MHz AGP는 기본 66MHz 였던것에비해
PCIe는 기본 100MHz에 PLL(Phase Locked Loop)회로를 통해 최대
2.5GHz , PCIe 2.0은 5GHz , PCIe 3.0은 8GHz 까지 클럭을 높여줍니다.
게다가 듀얼 모드 전송을 기반으로 위의 대역폭을 2배로 늘려줍니다.

그리고 슬롯 전력 공급량도 대폭 커져 PCIe 1.0의경우 75W의 전력을 공급해
출시당시엔 VGA에 별도의 보조전원을 필요로 하지 않게되었습니다.
하지만 요즘은 PCIe 2.0이 최대 150W의 전력을 공급함에도 불구하고 고성능 VGA에선 별도의 보조전력이 필요하게되었습니다.
그만큼 발전을 하고있다는 증거이기도 합니다.