AGP顯示卡

電腦通訊 9547 295 2014-11-23

1、PCI總線在3D應用中的局限

AGP主要針對現在的PCI顯示卡在處理動畫和3D繪圖時出現的數據傳輸瓶頸情況,隨著處理器速度越來越快,瓶頸情況還會更加嚴重,特別是在3D圖像的情況下更明顯。

在3D圖形描繪中,儲存在PCI顯示卡上顯示內存中的不僅有影像數據,還有Z軸的距離數據,TextureData(紋理數據)及Alpha變換數據等。儲存紋理數據的顯示內存容量越多越好。從整個系統來看,增加顯示內存還不如增加主內存划算,而且把紋理數據儲存在主內存比儲存在顯示內存更可有效利用內存。也就是說,當應用程序結束後,它所佔用的主內存空間又可恢復,紋理數據並不永遠佔用主內存的空間。

遺憾的是,當紋理數據從顯示內存移到主內存時,數據傳輸的瓶頸也從顯示卡上的內存總線轉移到了PCI總線上,而紋理數據傳輸量就將超過100MB/sec,現有的PCI總線遠遠不能滿足要求,因而就需像AGP這樣可連結主內存與顯示卡的新接口。

2.AGP的結構

AGP的目的是以相對低價格來達到高性能3D圖形的描繪功能,為此Intel對PCI再擴充了三項主要的規格而定義了AGP:

(1)數據讀寫操作的管道處理;

(2)133MHz的數據傳輸週期;

(3)地址信號與數據信號分離。

AGP的原理是把顯示芯片獨立設置在系統總線上面,把顯示芯片直接同芯片組的內存控制器電路相連。在這種「點對點」的連接中,還利用了時鐘信號的兩邊沿(即上升沿和下降沿)作數據傳輸,所以速度成倍提高。也由於採用點對點連接方式,一個系統只能有一個AGP,所以,AGP不會取代PCI總線。第一代AGP以66MHz的速度傳送數據,是PCI總線的一倍;第二代AGP將可達133MHz,足以滿足用軟件播放DVD光盤的要求。數據傳輸速度最高可達533MB/sec,約為目前PCI的4倍。PCI同AGP比較如下表所示:

PCI同AGP的比較

PCI總線 AGP

傳輸方式 同步 同步

內存優先存取 不支持 支持

數據線位寬 32位 32位

總線時鐘 33MHz 66MHz

最高數據傳輸速度 133MB/sec 533MB/sec

可連接擴展卡數 最多有5個 1個

信號線數 49 65

3D圖形的成圖處理需高顯示芯片與顯示內存間的數據傳輸速度。目前,大多數顯示卡都採用較快速的顯示內存,但這樣會提高顯示卡的成本,折衷的方法之一就是將紋理數據從顯示內存移到主內存,因此可減少顯示內存的容量,從而降低顯示卡的成本。

AGP不只用於3D圖形,對2D圖形也同樣有效。由於顯示卡通過AGP、芯片組與主內存相連,提高了顯示芯片與主內存間的數據傳輸速度,讓原需存入顯示內存的紋理數據,現可直接存入主內存,這樣可提高主內存的內存總線使用效率,也提高了畫面的更新速度及ZBuffering(Z緩衝)等數據的傳輸速度,而且還減輕了PCI總線的負載,有利於其它PCI設備充分發揮性能。要知道,在PC98規格中,ISA總線已被取消,ISA設備終將被淘汰,所以,把佔用了PCI總線大量帶寬的顯示卡移到AGP上是非常必要的步驟。

AGP在影像數據的傳輸效果方面也有不錯的表現。當MPEG2影像數據經CPU解壓時,需通過總線將影像數據寫入顯示內存,已解碼全畫面的MPG2影像數據,需以15~20MB/sec的速度傳輸。雖然PCI總線的實際數據傳輸速度為27~33MB/sec,但數據的傳輸如果搭配不當,則畫面恐怕將很不流暢。

目前,AGP尚留有兩項限制其發展的因素,其一是主內存的數據傳輸速度。支持AGP的顯示芯片在作3D圖形描繪時需對主內存進行存取操作,因此將增加主內存的內存總線流量,一般需要有800MB/sec以上的速度。但目前主內存的數據傳輸速度大多在200~300MB/sec,以這樣的速度,即使利用了AGP也無法作細緻的3D圖形描繪。為了達到800MB/sec的數據傳輸速度就需有高速的DRAM,如100MHz以上的SDRAM、RDRAM或其它如SGRAM、VRAM等。AGP的另一個問題是顯示卡的兼容性。



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