The Accelerated Graphics Port (AGP)

Ускоренный Графический Порт

Шина персонального компьютера (PC) претерпла множество изменений в связи с повышаемыми к ней требованиями. Исходным расширением шины PC была Industry Standard Architecture (ISA), которая несмотря на свои ограничения все еще используется для периферийных устройств c преимущественно низкой шириной полосы пропускания, как например, звуковые карты типа Sound Blaster. Шина Peripherals Connection Interface (PCI), стандарт пришедший на смену спецификации VESA VL bus, стала стандартной системной шиной для быстродействующих периферийных устройств как например, дисковые контроллеры и графические платы. Тем не менее, внедрение 3D графики угорожает перегрузить шину PCI.

Ускоренный графический порт (AGP) это расширение шины PCI, чье назначение обработка больших массивов данных 3D графики. Intel разрабатывала AGP, для решения двух проблем перед внедрением 3D графики на PCI. Во-первых, 3D графика требуется как можно больше памяти информации текстурных карт (texture maps) и z-буфера (z-buffer). Чем больше текстурных карт доступно для 3D приложений, тем лучше выглядит конечный результат. При нормальных обстоятельствах z-буфер, который содержит информацию относящуюся к представлению глубины изображения, использует ту же память как и текстуры. Этот конфликт передоставляет разработчикам 3D множество вариантов для выбора оптимального решения, которое они привязывают к большой значимости памяти для текстур и z-буфера, и результаты напрямую влияют на качество выводимого изображения.

Разработчики PC имели ранее возможность использовать системную память для хранения информации о текстурах и z-буфера, но ограничение в таком подходе, была передача такой информации через шину PCI. Производительность графической подсистемы и системной памяти ограничиваются физическими характеристиками шины PCI. Кроме того, ширина полосы пропускания PCI, или ее емкость, не достаточна для обработки графики в режиме реального времени. Чтобы решить эти проблемы Intel разработала AGP.

Если определить кратко, что такое AGP, то это - прямое соединение между графической подсистемой и системной памятью. Это решение позволяет обеспечить значительно лучшие показатели передачи данных, чем при передаче через шину PCI, и явно разрабатывалось, чтобы удовлетворить требованиям вывода 3D графики в режиме реального времени. AGP позволит более эффективно использовать память страничного буфера (frame buffer), тем самым увеличивая производительность 2D графики также, как увеличивая скорость прохождения потока данных 3D графики через систему.

Определение AGP, как вид прямого соединения между графической подсистемой и системной памятью, называется соединение point-to-point. В действительности, AGP соединяет графическую подсистему с блоком управления системной памятью, разделяя этот доступ к памяти с центральным процессором компьютера (CPU).

Через AGP можно подключить только один тип устройств - это графическая плата. Графические ситемы, встроенные в материнскую плату и использующие AGP не могут быть улучшены.



Производительность текстурных карт

Определение Intel подтверждающее, что после реализации AGP становится стандартом, следует из того, что без такого решения, достижение оптимальной производительности 3D графики в PC будет очень трудно достигнуть. 3D графика в режиме реального времени требует прохождения очень большого потока данных графическую подсистему. Без AGP для решения этой проблемы требуется применения нестандартных устройств памяти, которые являются дорогостоящими. При применении AGP тектурная информация и данные z-буфера могут хранится в системной памяти. При более эффективном использовании системной памяти, графические платы на базе AGP не требуют собственной памяти для хранения текстур, и могут предлагаться уже по значительно более низким ценам.

Теоритически PCI могла бы выполнять те же функции, что и AGP, но производительность былабы недостаточной для большинства приложений. Intel разрабатывала AGP для функционирования на частоте 133 MHz, и для управления памятью по совершенно другому принципу чем это осуществляет PCI. В случае с PCI, любая информация находящаяся в системной памяти, не является физически непрерывной. Это означает, что существует задержка при исполнении, пока информация считывается по своему физическому адресу в системной памяти, и передается по нужному пути в графическую подсистему. В случае с AGP, Intel создала механизм, в результате чего, физический адрес по которому информация хранится в системной памяти, совершенно не важен для графической подсистемы. Это ключевое решение, когда приложение использует системную память, чтобы получать и хранить необходимую информацию. В ситеме на основе AGP, не имеет значения как и где хранятся данные о текстурах, графическая подсистема имеет полный и безпроблемный доступ к требуемой информации.

Intel ожидает, что AGP будет внедрен почти в 90% всех систем к концу столетия. Индустрия компьютерной графики, как сообщество разработчиков аппаратных и программных средств, поддержала и приняла спецификацию AGP. В отличие от PCI, где существует много соперничающих между собой различных устройства для управления шиной, в случае с AGP единственным устройством является графическая подсистема. Ожидается, что первоначально, к концу 1997 года, Intel начнет поставки материнских плат с поддержкой AGP для систем на базе Pentium II. Предположительно поддержка AGP будет реализована в новых чипсетах Intel для систем на базе Pentium Pro и Pentium II под наименованием i440LX и позднее i440BX. Поддержки со стороны Intel AGP для системных плат для Pentium не ожидается. Правда конкуренты Intel по производству и разрабтке чипесетов уже анонсировали собственные наборы логики с поддержкой AGP для систем на базе Socket7, это SiS и VIA в альянсе с AMD.

Дизайн шины AGP призван преодалеть ограничения шины PCI при передаче данных в системной памяти. AGP позволяет улучшить физическую скорость передачи данных, работая на тактовой частоте в 66 MHz, по сравнению с 33 MHz тактовой частоты шины PCI, и кроме того, AGP обеспечивает согласованное управление памятью, которое допускает разбросанность данных в системной памяти и их быстрое считывание случайным образом. AGP позволяет увеличить не только производительнось 3D графики в режиме реального времени за счет ускорения вывода текстур, но и уменьшает общую стоимость создающихся высокопроизводительных графических подсистем, за счет использования существующих архитектур ситемной памяти.