Указать назначение шин agp

Указать назначение шин agp

Шина AGP – локальный интерфейс, предназначенный для соединения «северного» моста с видеоадаптером (портом) AGP.

В современных ПК значительная часть работы по формированию графического изображения на экране передана ВА AGP. Это связано с тем, что при работе в среде Windows и при работе c 3-D графикой CPU требуется значительное время для создания графического изображения на экране, причем многократно проделывать простейшие операции построения графических примитивов, таких как линии, прямоугольники, окружности, операции по их закраски, переносу окон и т. д.

Выполнение этих операций можно значительно ускорить и освободить CPU для выполнения других задач, поручив их выполнение специализированному устройству ВА AGP. Например, при работе с 3-хмерной графикой CPU формирует картину 3-хмерного объекта в виде текстуры. Текстура – это плоское изображение объекта или изображение поверхности объекта, также указания о его цвете и др. фактуре. CPU заносит информацию о текстуре в оперативную память для хранения. Работа ВА AGP заключается в получении из ОЗУ текстур т.е. синтезирования (формирования) из текстуры 3-хмерного изображения. Блок- схема видеоадаптера AGP приведена на рис.4.3.

Основным узлом ВА AGP является графический ускоритель (акселератор). Он представляет собой устройство комбинационного типа, выполняющее заданные логические или арифметические операции по жесткому алгоритму, который не может быть изменен. По этой причине видеоадаптеры с графическим ускорителем ориентированы, как правило, на вполне конкретные приложения, например, на поддержку графического оконного интерфейса Windows.

В более усовершенствованных ВА AGP для построения трехмерных изображений устанавливается графический сопроцессор, который в отличие от графического ускорителя является активным устройством. В процессе выполнения своих функций он может наравне с CPU обращаться к оперативной памяти и управлять шиной ввода-вывода.

Для обеспечения отображения стереоскопических изображений (трехмерных изображений) в состав ВА включают устройство, самостоятельно выполняющее основную часть расчетов трехмерной сцены. Такое устройство называется ускорителем трехмерной графики или 3D-акселератором.

Связь ВА AGP осуществляется а помощью интерфейса AGP, соединяющего ВА с северным чипсетом.

Интерфейс AGP решить две основные проблемы, связанные с особенностями обработки 3D-графики на персональном компьютере.

Во-первых, трехмерная графика требует выделять как можно больше памяти для хранения данных текстур и Z-буфера. Использование Z-буфера – одно из главных отличий работы с трехмерной графикой от работы с двумерной. При преобразовании трехмерного объекта в совокупность двумерных необходимо информацию о расстоянии каждой из вершин элементарного треугольника до плоскости проектирования сохранять. Совокупность данных о глубине каждой из вершин, или значения ее третьей координаты Z называют Z-буфером.

Чем больше текстурных карт доступно для 3D-приложений тем лучше выглядит картинка на экране монитора. Обычно для Z-буфера используют ту же память, что и для текстур. Раньше в видеоконтроллерах использовалась обычная оперативная память для хранения информации о текстурах и Z-буфере, но серьезным ограничением здесь выступала пропускная способность шины PCI. Ширина полосы пропускания шины PCI оказалась мала для обработки графики в режиме реального времени. Эта проблема была решена с внедрением стандарта шины AGP.

Во-вторых, интерфейс AGP обеспечивает прямое соединение между графической подсистемой и оперативной памятью. Таким образом выполняются требования вывода 3D-графики в режиме реального времени и, кроме того, более эффективно используется память буфера кадра, увеличивая тем самым скорость обработки 2D-графики. Шина AGP соединяет графическую подсистему с контроллером системной платы, разделяя доступ с CPU компьютера. Через AGP возможно подключение единственного типа устройств – графических плат.

Интерфейс AGP – это интерфейс специального назначения. Разработан на основе архитектуры интерфейса PCI. Поэтому, шина является 32-разрядной. Основное отличие от интерфейса PCI заключается в возможности увеличения в несколько раз пропускной способности, т.е. шина AGP по сути это специализированная надстройка над шиной интерфейса PCI, позволяющая создать скоростной канал обмена данными между портом AGP и системной логикой ПК (внутренней памятью под управлением северного моста).

Интерфейс AGP по топологии не является шиной, т.к. обеспечивает только двухточечное соединение, т.е. один порт AGP поддерживает только одну видеокарту. В то же время, порт AGP построен на основе PCI2.1 с тактовой частотой 66 МГц, 32-разрядной шиной данных и питанием 3,3 В. Поскольку порт AGP и основная шинаPCI независимы (рис. 4.4) и обслуживаются разными мостами, это позволяет существенно разгрузить последнюю, освобождая пропускную способность, например, для потоков данных с каналов АТА.

Поскольку порт AGP всегда один, в интерфейсенет возможностей арбитража, что существенно упрощает его и положительно сказывается на быстродействии. Для повышения пропускной способности AGP предусмотрена возможность передавать данные с помощью специальных сигналов, используемых как стробы, вместо сигнала тактовой частоты 66 МГц. Например, в режиме AGP 2x данные передаются как по переднему, так и по заднему фронту тактового сигнала, что позволяет достичь пропускной способности 533 Мбайт/с.

Увеличение скорости обмена по шине AGP обеспечивается следующими тремя факторами:

  • конвейеризацией операций обращения к памяти;
  • сдвоенными передачами данных;
  • демультиплексированием шин адреса и данных.

Таким образом, расширение основной PCI-архитектуры основывается на 3-х положениях: многоканальной шине адреса, конвейерной обработке данных и рабочей частоте шины равной 133 Мгц.

Одной из существенных отличий от шины PCI является пакетная (конвейерная) передача данных, при которой новый запрос (код адреса) выставляется сразу после предыдущего, т.е. запросы (адреса ячеек) выстраиваются как бы в очередь. Все запрошенные данные передаются по шине также в виде непрерывного пакета. В результате чего задержка получения данных может возникнуть только 1 раз, что значительно повышает скорость обмена по шине AGP по сравнению с обменом (транзакцией) по шине PCI. Конвейеризацию обращений к памяти иллюстрирует рис. 4.5, где сравниваются циклы обращения к памяти PCI и AGP.

Читайте также:  Попробуйте перегруппировать материал темы 3

В PCI при работе с памятью во время реакции памяти на запрос шина простаивает (неконвейеризированное обращение). В AGP конвейерный доступ позволяет в это время передавать следующие запросы, а потом получать поток ответов (поток данных). В результате по шине AGP значительно повышается скорость обмена по сравнению с обменом по шине PCI.

RАMDАC

R

Память микроопераций
Контроллер атрибутов

G

B

ЗГ

VS

GS

Рис.4.3. Блок-схема видеоадаптера AGP

Рис.4.4. Технология AGP

Удвоение (2х) и учетверение (4х) частоты передачи данных обеспечивает при частоте на шине 66 Мгц пропускную способность до 533 Мбайт/с (2х) и 1066 Мбайт/с (4х). В этих режимах блоки данных передаются как по фронту, так и по спаду стробирующего сигнала. В последних версиях шина AGP способна передавать восемь (8х) блоков данных за один цикл.

В отличие от шины PCI, в которой шина адреса и шина данных совмещены [AD31-AD0], в шине AGP, несмотря на использование такой же шины можно использовать демультиплесированную передачу адреса и данных с помощью специального режима SBA (Side-Band-Adress)- адресация по боковой частоте. В основном шина AGP работает с мультиплексированной шиной [AD31-AD0], когда по шине передается код адреса, затем код данных. Такой режим передачи называется AD. Но иногда допускается применение режима SBA, при котором для передачи кода адреса используются 8 дополнительных линий интерфейса [SBA7 – SBA0]. Адрес на этих линиях выставляется не сразу, а за несколько тактов. А по линиям [AD31-AD0] передаются только данные. Поэтому, скорость передачи увеличивается. Этот режим используется при передаче 2х.

Главная обработка трехмерных изображений выполняется в основной памяти компьютера как центральным процессором, так и процессором видеокарты. AGP обеспечивает два механизма доступа процессора видеокарты к памяти:

  • DMA (Direct Memory Access) — обычный прямой доступ к памяти. В этом режиме основной памятью считается встроенная видеопамять на карте, текстуры копируются туда из системной памяти компьютера перед использованием их процессором видеокарты;
  • DIME (Direct In Memory Execute) — непосредственное выполнение в памяти. В этом режиме основная и видеопамять находятся как бы в общем адресном пространстве. Общее пространство эмулируется с помощью таблицы отображения адресов GARP (Graphic Address Remapping Table) блоками по 4 Кбайт. Таким образом, процессор видеокарты способен непосредственно работать с текстурами в основной памяти без необходимости их копирования в видеопамять. Этот процесс называется AGP-текстурированием.
А1
D1
А2
D2

PCI

АGP

Рис. 4.5. Циклы обращения к памяти

Шина AGP поддерживает все стандартные операции шины PCI, поэтому поток данных по ней можно представить как смесь чередующихся AGP и PCI-операций чтения/записи. Операции шины AGP являются раздельными. Это означает, что запрос на проведение операции отделен от собственно пересылки данных. Такой подход позволяет AGP-устройству генерировать очередь запросов, не дожидаясь завершения текущей операции.

При передаче данных по AGP управляющие сигналы, заимствованные от PCI, имеют в основном такое же назначение, что и в PCI. Передача данных по PCI в режиме 1х очень похожи на циклы PCI, но несколько упрощена процедура квитирования, так как порт AGP – выделенный порт и обмен выполняется только с быстрым контроллером системной платы.

В режимах 2х и 4х имеется специфика стробирования.

  • В режиме 1х данные (4 байта на [AD31 – AD0] фиксируются приемником по положительному перепаду каждого тактового импульса CLK , что обеспечивает пропускную способность 266 Мбайт/с (66,6х4).
  • В режиме 2х используются сигналы стробирования данных AD STB0 и AD STB1 для линий [AD15 – AD0] и [AD31 – AD16] соответственно. Стробы формирует передатчик. Приемник фиксирует данные и по спаду, и по фронту строба. Частота стробов совпадает с частотой CLK, что обеспечивает пропускную способность 533Мбайт/с (66,6 х 2 х 4).
  • В режиме 4х используются еще дополнительные (инверсные) сигналы стробирования данных #AD STB0 и #AD STB1. Данные фиксируются по спадам и прямых, и инверсных стробов. Частота стробов в два раза выше, чем CLK, что обеспечивает пропускную способность 1066Мбайт/с (66,6 х 2 х 2 х 4).

Чтобы эффективно использовать возможности порта AGP, помимо требуемой аппаратной поддержки (т.е. графического адаптера AGP и системной платы), необходимую поддержку должны обеспечивать операционная система и драйвер видеоадаптера, а в прикладной программе должны быть использованы новые возможности порта AGP (например, трехмерное проецирование текстур).

AGP (от англ. Accelerated Graphics Port , ускоренный графический порт) — специализированная 32-разрядная системная шина для видеокарты, разработанная в 1996 году компанией Intel. Появилась одновременно с чипсетами для процессора Intel Pentium MMX; у сторонних производителей появилась в чипсетах MVP3, MVP5 c Super Socket 7. Основной задачей разработчиков было увеличение производительности и уменьшение стоимости видеокарты, за счёт уменьшения количества встроенной видеопамяти. По замыслу Intel, большие объёмы видеопамяти для AGP-карт были бы не нужны, поскольку технология предусматривала высокоскоростной доступ к общей памяти. Её отличия от предшественницы, шины PCI:

  • работа на тактовой частоте 66 МГц;
  • увеличенная пропускная способность;
  • режим работы с памятью DMA и DME;
  • разделение запросов на операцию и передачу данных;
  • возможность использования видеокарт с большим энергопотреблением, нежели PCI.

Содержание

Модификации AGP [ править | править код ]

Первая версия (спецификация AGP 1.0) AGP 1x используется редко, поскольку не обеспечивает необходимой скорости работы с памятью в режиме DME.

Сразу же при проектировании была добавлена возможность посылать 2 блока данных за один такт — это AGP 2x.

AGP 4x [ править | править код ]

В 1998 году вышла вторая версия (спецификация AGP 2.0) — AGP 4x, которая могла пересылать уже 4 блока за один такт и обладала пропускной способностью около 1 ГБ/с. Уровень напряжения вместо обычных 3,3 В был понижен до 1,5 В.

Читайте также:  Телевизор лос кто производитель

AGP 8x [ править | править код ]

Шина AGP 8x (спецификация AGP 3.0) передаёт уже 8 блоков за один такт, таким образом, пропускная способность шины достигает 2 ГБ/с. Также в стандарте была заложена возможность использования двух видеокарт (аналогично AMD CrossFireX, Nvidia SLI), однако эта возможность не была использована производителями. Современные видеокарты требуют большой мощности, более 40 Вт, которую шина AGP дать не может, так появилась спецификация AGP Pro с дополнительными шинами питания на разъёме.

Если поддержка режима AGP 8x не обеспечивалась чипсетом, производители материнских плат реализовывали поддержку этого режима, для Socket 478, разными путями (например, компания ASRock представила технологию A.G.I. 8x, реализующую поддержку AGP 8x через слот PCI). По мере появления решений для платформы LGA 775 проблема преемственности графических интерфейсов стала ещё острее — чипсеты Intel серии i9xx поддержку AGP 8x стандартными средствами не обеспечивали. Одной из первых эту проблему решила компания ECS [en] на своей материнской плате 915P-A, оснащенной слотом AGP Express и слотом PCI Express x16 (при этом первый не только позволял устанавливать видеокарты класса AGP 8x, но и допускал одновременное использование двух видеокарт с разными интерфейсами), однако видеокарты заметно теряли в производительности при установке в слот PCI Express (ведь он на уровне пропускной способности был эквивалентен слоту PCI), на слабых видеокартах потери достигали 48 %, на мощных — до 20 % производительности. Именитая Gigabyte для решения проблемы разработала собственную технологию G.E.A.R. (Gigabyte Enhance AGP Riser), которая также слот AGP 8x реализует средствами PCI. Производитель особо подчеркивает, что это временное решение, предназначенное для непродолжительного замещения видеокарты с интерфейсом PCI Express x16, при этом официально уточняет, что интерфейс G.E.A.R. реализован за счет переключения команд и напряжений PCI на шину AGP, и неизбежное различие в их спецификациях может заметно сократить срок службы установленной в подобный разъем видеокарты класса AGP 8x или AGP 4x. [1]

Доступ к памяти [ править | править код ]

  • DMA (англ. Direct Memory Access ) — доступ к памяти, в этом режиме основной памятью считается встроенная видеопамять на карте, текстуры копируются туда перед использованием из системной памяти компьютера. Этот режим работы не был новым, по тому же принципу работают звуковые карты, некоторые контроллеры и т. п.
  • DME (англ. Direct in Memory Execute ) — в этом режиме основная и видеопамять находятся как бы в общем адресном пространстве. Общее пространство эмулируется с помощью таблицы отображения адресов (англ. Graphic Address Remapping Table, GART ) блоками по 4 Кб. Таким образом копировать данные из основной памяти в видеопамять уже не требуется, этот процесс называют AGP-текстурированием.

Очередь запросов [ править | править код ]

Передача данных из основной памяти в видеопамять карты осуществляется в два этапа, сначала передаётся 64-битный адрес, откуда данные нужно считать, затем идут сами данные. Шина AGP предусматривает два варианта передачи:

  • первый — совместим с шиной PCI — запросы данных и адреса происходят по одному каналу;
  • второй — в режиме SBA (SideBand Addressing), по отдельной боковой шине, таким образом, можно посылать запросы на новые данные, не дожидаясь получения предыдущих.

Развитие [ править | править код ]

С середины 2000-х материнские платы со слотами AGP практически не выпускаются; стандарт AGP был повсеместно вытеснен на рынке более быстрым и универсальным PCI Express [2] [3] . Массовая замена разъема AGP на PCI-express в новых продуктах началась с середины 2004 года, и уже в 2006 году процесс перехода был, в целом, завершен [4] . Последними материнскими платами с AGP стали платы на чипсетах Intel поколения 8xx, сокет 775 и nForce 3 от nVidia, сокеты 939 и AM2.

Некоторое время в малом количестве выпускались видеокарты с подключением AGP для установки в более старые материнские платы. Они стоили дороже аналогичных PCI-E карт из-за использования микросхемы-переходника PCI-E → AGP.

Последней серийно выпускавшейся видеокартой NVIDIA для шины AGP была GeForce 7800gs (XFX, nVidia, 2007) [5] [6] , позже компанией XFX была выпущена модель 7900GS на 256 и 512Мб, а также самая мощная AGP видеокарта на чипе от NVIDIA — 7950GT AGP. Помимо XFX, выпуском AGP версий 7900GS и 7950GT занимался ряд китайских компаний у которых остались запасы чипов G71: Axle, Galaxy, Palit, Gainward. Для мирового рынка компания Gainward выпускала модели Bliss 7800GS с 20 пиксельными конвеерами (аналог 7900GS) и Bliss 7800GS+ с 24 пиксельными конвеерами (аналог 7950GT, но с немного меньшей частотой). Последними AGP видеокартами от ATI были Radeon HD4650 и Radeon HD4670 (PowerColor, HIS, AMD, представлены летом 2009 года), первая видеокарта использовала видеопамять типа DDR2, вторая же имела на борту более быструю память типа GDDR3. Несмотря на новизну HD4670 уступала более старой HD3850 из-за того, что имела вдвое более узкую шину 128 бит против 256 бит у предшественника

Все хорошее когда-нибудь кончается. Обидно — но истинно. Сколько писали про то, что шина PCI наконец-то устранила "узкое место" РС — обмен с видеокартами — но не тут-то было! Прогресс, как известно, не стоит на месте. Появление разных там 3D ускорителей привело к тому, что ребром встал вопрос: что делать? Либо увеличивать количество дорогой памяти непосредственно на видеокарте, либо хранить часть информации в дешевой системной памяти, но при этом каким-нибудь образом организовать к ней быстрый доступ.

Как это практически всегда бывает в компьютерной индустрии, вопрос решен не был. Казалось бы, вот вам простейшее решение: переходите на 66-мегагерцовую 64-разрядную шину PCI с огромной пропускной способностью, так нет же. Intel на базе того же стандарта PCI R2.1 разрабатывает новую шину — AGP (R1.0, затем 2.0), которая отличается от своего "родителя" в следующем:

  1. шина способна передавать два блока данных за один 66 MHz цикл (AGP 2x);
  2. устранена мультиплексированность линий адреса и данных (напомню, что в PCI для удешевления конструкции адрес и данные передавались по одним и тем же линиям);
  3. дальнейшая конвейеризация операций чтения/записи, по мнению разработчиков, позволяет устранить влияние задержек в модулях памяти на скорость выполнения этих операций.
Читайте также:  Нож для нарезки овощей спиралью

В результате пропускная способность шины была оценена в 500 МВ/сек, и предназначалась она для того, чтобы видеокарты хранили текстуры в системной памяти, соответственно имели меньше памяти на плате, и, соответственно, дешевели.

Парадокс в том, что видеокарты все-таки предпочитают иметь БОЛЬШЕ памяти, и ПОЧТИ НИКТО не хранит текстуры в системной памяти, поскольку текстур такого объема пока (подчеркиваю — пока) практически нет. При этом в силу удешевления памяти вообще, карты особенно и не дорожают. Однако практически все считают, что будущее — за AGP, а бурное развитие мультимедиа-приложений (в особенности — игр) может скоро привести к тому, что текстуры перестанут влезать и в системную память. Поэтому имеет смысл, особо не вдаваясь в технические подробности, рассказать, как же это все работает.

Итак, начнем с начала, то есть с AGP 1.0. Шина имеет два основных режима работы: Execute и DMA. В режиме DMA основной памятью является память карты. Текстуры хранятся в системной памяти, но перед использованием (тот самый execute) копируются в локальную память карты. Таким образом, AGP действует в качестве "тыловой структуры", обеспечивающей своевременную "доставку патронов" (текстур) на передний край (в локальную память). Обмен ведется большими последовательными пакетами.

В режиме Execute локальная и системная память для видеокарты логически равноправны. Текстуры не копируются в локальную память, а выбираются непосредственно из системной. Таким образом, приходится выбирать из памяти относительно малые случайно расположенные куски. Поскольку системная память выделяется динамически, блоками по 4К, в этом режиме для обеспечения приемлемого быстродействия необходимо предусмотреть механизм, отображающий последовательные адреса на реальные адреса 4-х килобайтных блоков в системной памяти. Эта нелегкая задача выполняется с использованием специальной таблицы (Graphic Address Re-mapping Table или GART), расположенной в памяти.

При этом адреса, не попадающие в диапазон GART (GART range), не изменяются и непосредственно отображаются на системную память или область памяти устройства (device specific range). На рисунке в качестве такой области показан локальный фрейм-буфер карты (Local Frame Buffer или LFB). Точный вид и функционирование GART не определены и зависят от управляющей логики карты.

Шина AGP полностью поддерживает операции шины PCI, поэтому AGP-траффик может представлять из себя смесь чередующихся AGP и PCI операций чтения/записи. Операции шины AGP являются раздельными (split). Это означает, что запрос на проведение операции отделен от собственно пересылки данных.

Такой подход позволяет AGP-устройству генерировать очередь запросов, не дожидаясь завершения текущей операции, что также повышает быстродействие шины.

В 1998 году спецификация шины AGP получила дальнейшее развитие — вышел Revision 2.0. В результате использования новых низковольтных электрических спецификаций появилась возможность осуществлять 4 транзакции (пересылки блока данных) за один 66-мегагерцовый такт (AGP 4x), что означает пропускную способность шины в 1GB/сек! Единственное, чего не хватает для полного счастья, так это чтобы устройство могло динамически переключаться между режимами 1х, 2х и 4х, но с другой стороны, это никому и не нужно.

Однако потребности и запросы в области обработки видеосигналов все возрастают, и Intel готовит новую спецификацию — AGP Pro (в настоящее время доступен Revision 0.9) — направленную на удовлетворение потребностей высокопроизводительных графических станций. Новый стандарт не видоизменяет шину AGP. Основное направление — увеличение энергоснабжения графических карт. С этой целью в разъем AGP Pro добавлены новые линии питания.

Предполагается, что будет существовать два типа карт AGP Pro — High Power и Low Power. Карты High Power могут потреблять от 50 до 110W. Естественно, такие карты нуждаются в хорошем охлаждении. С этой целью спецификация требует наличия двух свободных слотов PCI с component side (стороны, на которой размещены основные чипы) карты.

При этом данные слоты могут использоваться картой как дополнительные крепления, для подвода дополнительного питания и даже для обмена по шине PCI! При этом на использование этих слотов накладываются лишь незначительные ограничения.

При использовании слотов для подвода дополнительного питания:

  • Не использовать для питания линии V I/O;
  • Не устанавливать линию M66EN (контакт 49В) в GND (что вполне естественно, так как это переводит шину PCI в режим 33 MHz).

При использовании слота для обмена по шине:

  • Подсистема PCI I/O должна разрабатываться под напряжение 3.3V c возможностью функционирования при 5 V.

Поддержка 64-разрядного или 66 MHz режимов не требуется.

Карты Low Power могут потреблять 25-50W, поэтому для обеспечения охлаждения спецификация требует наличия одного свободного слота PCI.

При этом все retail-карты AGP Pro должны иметь специальную накладку шириной соответственно в 3 или 2 слота, при этом карта приобретает вид достаточно устрашающий.

При этом в разъем AGP Pro можно устанавливать и карты AGP.

В общем, как представлю себе графическую станцию с двумя процессорами Xeon и видеокартой AGP Pro High Power… Можно здорово сэкономить на отоплении… Закрадывается крамольная мысль, что в спецификацию PC 200? будет заложено жидкостное охлаждение. Опять-таки поживем — увидим.

Ссылка на основную публикацию
Удаление последнего элемента списка
Введение. Основные операции О дносвязный список – структура данных, в которой каждый элемент (узел) хранит информацию, а также ссылку на...
Телефон самсунг с хорошей камерой недорогой
Если вы ищете лучший телефон Samsung, тогда рейтинг поможет разобраться в их различиях. Посмотрите какой смартфон лучшие купить из всех...
Телефон перестал заряжаться быстрой зарядкой
Наверняка многие сталкивались с тем, что смартфон ни с того ни с сего перестаёт заряжаться. Другая распространённая беда — слишком...
Удаление дубликатов фотографий на русском бесплатно
Здравствуйте Уважаемый Друг. У каждого из нас на компьютере хранится большое количество различных фотографий изображений и тому подобных картинок. Парой...
Adblock detector