Autobus AGP a co bylo hlavní myšlenkou jeho vývoje. Technická dokumentace. AGP - agp, agp bus, agp standard agp bus bandwidth

Za účelem zrychlení vstupu/výstupu dat do grafického adaptéru bez změny již zavedeného standardu pro sběrnici PC1 a navíc zvýšení výkonu PC při zpracování trojrozměrného obrazu bez instalace specializovaného drahého dvouprocesorového video adaptéry, v roce 1997 Intel vyvinul standard pro sběrnici AGP (Accelerated Graphics Port). AGP je kanál pro přenos dat mezi grafickými adaptéry a pamětí RAM a také systémovou sběrnicí procesoru, přičemž se neprotíná se sběrnicí PC1.

Poznámka Kvůli problémům s kompatibilitou s grafickými kartami s různými specifikacemi AGP, které v závažných případech způsobily vyhoření základní desky a grafického adaptéru, se sběrnice AGP v nových návrzích nepoužívá.

Sběrnice AGP je vysokorychlostní místní I/O sběrnice navržená výhradně pro potřeby videosystému. Propojuje grafický adaptér (3D akcelerátor) se systémovou pamětí PC, takže na základní desce je pouze jeden AGP konektor (slot). Protože pouze jedno zařízení používá sběrnici AGP, nedochází k žádnému arbitrážnímu problému, který je typický pro sběrnici PC1 (kdy několik zařízení současně vyžaduje přístup ke sběrnici), což zvyšuje rychlost výměny dat mezi grafickým adaptérem a systémovou pamětí.

Sběrnice AGP byla navržena na základě architektury sběrnice PC1, je tedy také 32bitová.

Zároveň má řadu důležitých odlišností od PCI sběrnice, které umožňují několikanásobně zvýšit propustnost.

Použití vyšších hodinových frekvencí.

Demultiplexování (režim SBA).

Paketový přenos dat.

Režim přímého provádění v systémové paměti (DiME).

Provozní režimy Pokud má sběrnice PCI ve standardní verzi (32bitové) taktovací frekvenci 33 MHz, což teoreticky zajišťuje šířku pásma sběrnice PCI

Rýže. 5.4. Strukturální schéma videosystému založeného na sběrnici AGP

33 - 32 = 1056 bps = 132 MB/s. pak je sběrnice AGP taktována signálem 66 MHz. tedy jeho propustnost je 66 - 32 = 264 MB/s (to odpovídá tzv. 1P režimu). Kromě režimu 1 - . AGP Revize 1.0 poskytuje 2D režim. ve kterém je přenos dat prováděn nejen na náběžné, ale i na sestupné hraně hodinového impulsu. Ve 2D režimu je ekvivalentní takt 132 MHz. a propustnost je 528 MB/s.

V nejnovějších verzích sběrnice AGP. při použití sníženého napájecího napětí lze v jednom hodinovém cyklu provést více než dva. a čtyři nebo osm rychlostních stupňů (režimy 4P a 8).

V nejobecnější formě může být blokové schéma videosystému založeného na AGP reprezentováno následovně. jak je znázorněno na Obr. 5.4.

Konektor AGP se konstrukčně podobá slotu PCT. je však o něco vyšší, protože piny v konektoru AGP jsou uspořádány ve dvou patrech. V závislosti na podporovaném napájecím napětí existuje několik typů slotů AGP. Karty podporující režimy mají většinou univerzální konektor se dvěma sloty (obr. 5.5).

Rýže. 5.5. Univerzální konektor sběrnice AGP pro video adaptér

Design:

Samostatný 3,3V napájený slot, připomínající PCI slot, ale ve skutečnosti s ním není kompatibilní. Do tohoto slotu nelze nainstalovat běžnou grafickou kartu a naopak.

Principy práce a hlavní výhody AGP oproti PCI:

1. Fyzikální vlastnosti AGP ve srovnání s PCI

Rychlost přenosu dat je až 532 Mb/s, což je způsobeno frekvencí sběrnice AGP 66 MHz, možností zrušení adresy a mechanismu multiplexování datové sběrnice (na PCI je adresa nejprve vydána na stejných fyzických linkách, a pak data). Sběrnice PCI má takt 33 MHz a 32 datových bitů, takže může projít 33 000 000 x 4 bajty = 132 Mb/s. AGP má frekvenci sběrnice 66 MHz a stejnou bitovou hloubku a ve standardním režimu (přesněji „1x“) dokáže přeskočit 66 000 000 x 4 bajty = 266 Mbytes/s. V režimu x1 se jako stroboskop používají samotné hodiny. Pro zvýšení propustnosti sběrnice AGP poskytuje standard možnost přenášet data pomocí dalších speciálních signálů používaných jako záblesky, namísto signálu CLK v normálním režimu (jedná se o režimy „2x“ a „4x“). V režimu 2x se šířka pásma stane 66 000 000 x 2 x 4 bajty = 532 Mbytů/s. V režimu „4x“ (zavedeném ve specifikaci 2.0) se odpovídajícím způsobem zvyšuje propustnost až na 1064 Mbytes/s.

Kromě „klasického“ způsobu adresování jako na PCI – nejprve se nastaví adresa, poté se na stejných sběrnicích objeví data, může AGP využít režim adresování postranního pásma, nazývaný také „adresování postranního pásma“, ve kterém jsou adresové a datové sběrnice oddělené, a proto mohou být přenášeny současně. Směnný kurz v režimu SBA se výrazně zvyšuje, protože odpadá čas strávený přenosem adresy po sběrnici. V tomto případě se používají speciální signály adresy SBA, které v PCI chybí ( S idea B a A obvaz). Níže uvedená tabulka ukazuje výsledky testu 3DMark99 pro grafickou kartu ASUS V3400 TNT 16 MB SGRAM s povoleným SBA a bez něj.

Pipeline zpracování dat na AGP, na rozdíl od PCI. Níže uvedený obrázek to jasně ukazuje:

Obrázek 1. AGP versus PCI. Po prodlevě se na PCI na nastavené adrese objeví data. Na AGP se nejprve nastaví paket adres, na který následuje odpověď s datovým paketem. (c) Intel Corporation

Hlavní zpracování 3D obrazu se provádí v hlavní paměti počítače jak CPU, tak procesorem grafické karty. Mechanismus pro přístup procesoru grafické karty do paměti se nazývá DI rect M emory E xecute (DIME - přímé provádění v paměti). Je třeba zmínit, že ne všechny grafické karty standardu AGP v současné době podporují tento mechanismus. Některé karty mají zatím pouze mechanismus podobný bus masteru na PCI sběrnici, tzn. Kanály DMA se používají k rychlému přenosu dat na grafickou kartu. Tento princip by se neměl zaměňovat s UMA (Unified Memory Architecture), který se používá v levných grafických kartách, které jsou obvykle umístěny na základní desce (například SP97-V od ASUSTeK Computers). Hlavní rozdíly:

• Oblast hlavní paměti počítače, kterou lze použít kartou AGP (také označovaná jako „paměť AGP“), nenahrazuje paměť obrazovky. V UMA se hlavní paměť používá jako paměť obrazovky a paměť AGP ji pouze doplňuje.

  Šířka pásma paměti u grafické karty UMA je menší než u sběrnice PCI.

Obrázek 2. Strukturální diagram interakce mezi AGP kartou a počítačem.

Pro výpočty textur jsou zapojeny pouze centrální procesor a procesor grafické karty.

CPU zapisuje data pro grafickou kartu přímo do oblasti konvenční paměti, ke které má také přístup procesor grafické karty.

Provádějí se pouze operace čtení/zápis paměti

Žádná arbitráž na sběrnici (vždy je jeden AGP port) a žádný čas strávený na něm

2. Porovnání grafických karet AGP a PCI:

Ve skutečnosti bude karta AGP před konvenční kartou (pokud porovnáme karty s podobně výkonnými videoprocesory) pouze v úlohách zpracování 3D obrazu, které vyžadují velké množství paměti pro textury (více než 8 Mb). Zároveň je třeba pochopit, že samotná paměť počítače musí být alespoň 32 MB, jinak nebude mít AGP karta kam umístit textury.

Testy různých karet, které provedl Tom Pabst na podzim roku 1997, ukázaly, že v běžných testech není prakticky žádný rozdíl mezi kartami AGP, které se nyní objevily, a referenční kartou Matrox Millenium II. Na trojrozměrných testech je rozdíl, ale ne příliš významný. Od té doby pod mostem proteklo hodně vody a situace se výrazně změnila, jak je uvedeno níže.

Windows 95 OSR2 verze 2.5 již plně podporuje AGP a výsledky 3D testů pro AGP jsou před výsledky pro PCI, zejména ve scénách s velkými sadami textur. Jejich výsledky si můžete prohlédnout na webu Toma Pabsta. Windows NT 4.0 nepodporuje AGP a pouze NT 5.0 (Windows 2000) bude využívat AGP.

Standard AGP sám o sobě nezaručuje zvýšení výkonu. Pouze v případě, že vývojář grafické karty (přesněji procesor grafické karty) využívá všechny možnosti sběrnice, zvyšuje výkon. Například grafická karta Matrox Millenium II AGP nepodporuje režim DIME i režim „2x“, takže je téměř nemožné najít aplikaci, ve které by verze AGP této grafické karty nějak překonala verzi PCI.

Grafická karta AGP může výrazně překonat stejnou grafickou kartu PCI, pouze pokud jsou použity buď DMA a x2 nebo DIME a x2. V režimech bez x2 není zisk prakticky žádný. Pomocí malého programu můžete zkontrolovat, v jakém režimu je grafická karta ve vašem počítači. pcilista, který lze zkopírovat z webu EnTech Taiwan.

Vývoj AGP

1.AGP 2.0

V prosinci 1997 Intel vydal předběžnou verzi standardu AGP 2.0 a v květnu 1998 konečnou verzi. Hlavní rozdíly oproti předchozí verzi:

Přenosovou rychlost lze z 1,0 zdvojnásobit – tento režim se nazývá „4x“ – a dosáhnout hodnoty 1064 MB/s.

Rychlost přenosu adresy v režimu "adresování postranního pásma" lze také dále zdvojnásobit

Přidán mechanismus „rychlého zápisu“. F ast W obřad( FW). Hlavní myšlenkou je zapisovat data/řídicí příkazy přímo do zařízení AGP, čímž se obchází mezisklad dat v hlavní paměti. Pro odstranění případných chyb byl do sběrnicového standardu zaveden nový signál WBF# (W obřad B nabídnout F ull - vyrovnávací paměť pro zápis je plná). Pokud je signál aktivní, režim FW není možný.

První grafické karty podporující verzi 2.0 se objevily na konci dubna 1999. Podle vzhledu konektoru AGP grafické karty můžete snadno určit přítomnost takové podpory.

Jak je patrné z fotografií, konektory jsou v AGP 2.0 konstrukčně odlišeny přídavným slotem. Vzhledem k tomu, že odpovídající konektor na základní desce bude mít plastový proužek pro druhý slot, nebude možné do takového konektoru osadit desku s AGP 1.0 a naopak - bez problémů.

2.AGP Pro

V červenci 1998 Intel vydal verzi 0.9 specifikace pro AGP Pro, která se strukturálně lišila od AGP 2.0. Stručné shrnutí rozdílů je následující:

Konektor AGP byl změněn - podél okrajů stávajícího konektoru byly přidány kolíky pro připojení dalších napájecích obvodů 12V a 3,3V

Kompatibilita s AGP 2.0 pouze zdola nahoru - desky s AGP 2.0 lze nainstalovat do slotu AGP Pro, ale ne naopak.

AGP Pro je určen pouze pro systémy formátu ATX. Instalace desek AGP Pro v systémech NLX není poskytována (velikost desky v AGP Pro je příliš velká).

Vzhledem k tomu, že AGP Pro karta má povolenou spotřebu až 110 Wt (!!), může výška prvků na desce (včetně případných chladicích prvků) dosahovat 55 mm, takže dva sousední PCI sloty musí zůstat volné. Navíc dva sousední PCI sloty může deska AGP Pro využít pro své vlastní účely.

Z pohledu obvodů nová specifikace kromě speciálních pinů, které informují systém o spotřebě desky AGP Pro, nic nepřidává.

Z obrázku můžete vidět, že rozměry slotu AGP Pro evokují nostalgické vzpomínky na konec 80. let, kdy deska řadiče displeje vypadala téměř stejně (ačkoliv neměla na tloušťku více než jednu šachtu). Specifikace AGP Pro samozřejmě udává maximální rozměry a proudovou spotřebu, ale po jejím přečtení mě napadá pobuřující myšlenka – co dnes Intel považuje za hlavní procesor v počítači?

AGP 8X

V listopadu 2000 Intel vydal předběžnou verzi (návrh) další verze sběrnice AGP - 8X. Hlavní myšlenkou je zvýšení šířky pásma až na 8x4=32 bytů na jeden cyklus systémové sběrnice. To znamená, že rychlost přenosu dat na sběrnici se zvýší na 2 gigabajty za sekundu. Jak se to dělá, je vidět na obrázku níže:

Návrh nové verze sběrnice navíc obsahuje několik zásadních změn, které rozšiřují možnosti rozhraní AGP. Můžete uvést některé z nich:

Snížení úrovně napětí signálů na sběrnici

Kalibrační cykly

Dynamická inverze sběrnice

Podpora izochronního přenosu dat

Podpora více portů AGP 8X (dříve byl možný pouze jeden port)

Nové konfigurační registry pro sběrnici 8X

Co bude dál?

Ve skutečnosti, s klesajícími náklady na synchronní paměť SDRAM (a její variantu - synchronní grafickou paměť SGRAM), stejně jako ještě rychlejší DDR DRAM, nejsou vyhlídky AGP tak světlé, jak se kdysi zdálo. Hlavní cíl, který Intel sleduje - vytvoření levného ekvivalentu profesionálních grafických karet s velkým množstvím místní paměti ztrácí smysl při nízké ceně paměti. Hodnota šířky pásma ve standardních deskách AGP 2.0 (1 GB/s), která se teprve objeví, je 2krát menší než dnešní skutečná šířka pásma pro místní paměť SGRAM, která dosahuje 2 GB/s. Zvýšení taktovací frekvence a bitové šířky PCI sběrnice proto může negovat všechny výhody AGP.
Další věc je, že AGP se vlastně stalo jediným rozhraním pro grafické karty a pouze tato skutečnost téměř znemožňuje zpětný přechod na PCI, takže AGP se bude nadále vyvíjet, ale souběžně s vývojem PCI.

Accelerated Graphics Port (AGP) – Akcelerovaný grafický port

Zkratka AGP je vám buď známá, nebo vás nebaví hrát na počítači. Tak se nazývá oblíbený typ systémové sběrnice, která má speciální formát konektorů pro připojení rozšiřujících karet. Rozšiřujících karet určených pro tuto 32bitovou sběrnici je mnoho a téměř všechny patří do kategorie grafických akcelerátorů. Přestože se v současné době, od roku 2010, grafické karty pro tuto sběrnici prakticky nevyrábějí, protože ztratila dlaň, existuje mnoho počítačů, které mají grafické akcelerátory určené pro sběrnici AGP.

Za celou dobu existence systémové sběrnice osobního počítače bylo vyvinuto několik jejích různých standardů. Avšak pouze několik z těchto sběrnic bylo navrženo speciálně pro připojení grafických karet. Sběrnice AGP je jedním příkladem takové sběrnice.

Možná bude čtenáře zajímat, co tato zkratka znamená. Je to zkratka pro Accelerated Graphic Port. Sběrnice AGP byla vyvinuta společností Intel v roce 1996 jako vylepšení sběrnice PCI a byla poprvé použita v čipových sadách Intel určených pro procesory Pentium a Pentium 2. Operační systémy rodiny Windows zavedly podporu sběrnice počínaje Windows 95 OSR2 a Windows NT 4.0 SP3.

Hlavní myšlenkou při vývoji sběrnice bylo nejen zvýšit efektivitu videosystému počítače, ale také snížit jeho cenu. Toho mělo být dosaženo snížením množství paměti RAM na kartě, protože standard Accelerated Graphic Port předpokládal ve srovnání s PCI vylepšené možnosti pro použití hlavní paměti RAM počítače.

Během existence pneumatiky bylo zveřejněno několik jejích specifikací, z nichž nejnovější byla specifikace 3.0. Kromě toho bylo vyvinuto několik standardů rychlosti sběrnice v rozsahu od 1x do 8x.

S vývojem počítačového hardwaru od poloviny 21. století se však ukázalo, že sběrnice AGP nesplňuje nové požadavky na grafické akcelerátory. Proto bylo vytvořeno několik rozšíření standardu, jako je 64bitová sběrnice Accelerated Graphic Port nebo varianta sběrnice Accelerated Graphic Port Pro. Někteří vývojáři základních desek navíc vytvořili řadu neoficiálních rozšíření sběrnice, která se však příliš nepoužívají.

Charakteristika a rozdíl od PCI

Před příchodem sběrnice Accelerated Graphic Port používala drtivá většina grafických akcelerátorů PCI slot. Na rozdíl od PCI měla nová sběrnice dvojnásobnou rychlost hodin (66 MHz) a také dvojnásobnou rychlost přenosu dat (533 MB/s). Přestože měl zpočátku stejné napájecí napětí jako PCI – 3,3 V, později ve specifikacích 2.0 a 3.0 bylo sníženo na 1,5, respektive 0,8 V. Na rozdíl od PCI také sběrnice podporovala přímý přístup do DMA paměti a oddělení požadavků na zpracování dat. Sběrnice byla navržena pro správu řadiče AGP umístěného v čipové sadě základní desky.

Charakteristiky sběrnic různých verzí jsou uvedeny v následující tabulce:

Standardní AGP slot má 132 pinů (66 na každé straně). Obecně je jejich umístění podobné pinům sběrnice PCI, ale existuje několik dalších signálů. Současně může mít konektor několik možností, které se liší provozním napětím. Konektor 1,5 V má stejně jako konektor 3,3 V speciální výstupek, který zabraňuje vložení desky špatného standardu. Kromě toho existuje univerzální konektor, který vám umožní vložit do něj grafické karty všech typů. Existují také grafické karty, které lze vložit do jakéhokoli typu slotu.

Je však třeba si uvědomit, že existují základní desky, které používají konektor určený pouze pro určitou hodnotu napětí a zároveň nejsou vybaveny klávesami vylučujícími chybné zapojení. Při instalaci grafických karet do konektoru byste proto měli v tuto chvíli věnovat pozornost a také si prostudovat pokyny pro základní desku a grafickou kartu a porovnat jejich vlastnosti, protože připojení grafické karty ke konektoru s nesprávným napětím hrozí poškozením. jak kartu, tak samotný konektor.

Konektor pro karty, které podporují standard Accelerated Graphic Port Pro má také dvě možnosti pro různá napětí - 1,5 V a 3,3 V. Do slotu typu Pro lze vložit běžné standardní karty, ale obrácenou operaci nelze provést.

Nastavení sběrnice v BIOSu

Možná, že mnoho čtenářů se zajímá o takové otázky, jako jak povolit AGP a jak nakonfigurovat AGP. Pro tento účel je nejjednodušší obrátit se na nástroje BIOS Setup. Sběrnice Accelerated Graphic Port jako taková není v BIOSu povolena, je ve výchozím nastavení aktivována. Ale v BIOSu najdete spoustu možností určených k jeho konfiguraci. S pomocí můžete například povolit režim rychlého nahrávání pro grafickou kartu. V tomto režimu grafická karta přijímá data přímo z CPU a obchází systémovou RAM jako mezilehlé úložiště. Pomocí stejného můžete nastavit velikost paměti RAM, kterou bude používat grafická karta s tímto rozhraním. Více o nastavení některých parametrů provozu sběrnice si můžete přečíst na našem webu v sekci Možnosti BIOSu („Nastavení čipové sady“).

Závěr

Ačkoli nyní ve většině základních desek slot AGP ustoupil slotům tak vysoce výkonné sběrnice, jako je PCI Express, zavedení sběrnice Accelerated Graphic Port se ukázalo být skutečným průlomem ve světě grafických karet. čas. Kromě toho lze grafické karty tohoto formátu stále nalézt v mnoha pracovních počítačích.