Шина agp скорость передачи данных

Характеристики AGP разъема видеокарты

chto takoe agp razem harakteristiki slota i shinyi

Версии ускоренного графического порта

Существует три общих разъема АГП:

Тактовая частота Напряжение Скорость Скорость передачи
AGP 1.0 66 МГц 3,3 В 1X и 2X 266 МБ/с и 533МБ/с
AGP 2.0 66 МГц 1,5 В 4X 1,066 МБ/с
AGP 3.0 66 МГц 0,8 В 8X 2,133 МБ/с

Номера 1X, 2X, 4X и 8X указывают скорость полосы пропускания относительно скорости AGP разъема 1.0 (266 МБ / с). Например, разъем 3.0 работает в восемь раз быстрее АГП порта 1.0, поэтому максимальная пропускная способность составляет восемь раз (8X), что и для версии 1.0.

Microsoft назвала AGP 3.5 Universal Accelerated Graphics Port (UAGP), но его скорость передачи, требование напряжения и другие детали идентичны шине версии 3.0.

Что такое разъем AGP Pro?

Характеристика и отличия AGP от PCI разъема

АГП внедрена Intel в 1997 году в качестве замены медленных интерфейсов периферийных компонентов (PCI). АГП слот обеспечивает прямую линию связи с ЦП и ОЗУ, что в свою очередь позволяет ускорить рендеринг графики.

Одним из основных улучшений, с которым этот разъем обладает интерфейсами PCI, это его работа с ОЗУ. Вызывается память АГП или нелокальная память, АГП может напрямую обращаться к системной памяти, вместо того чтобы полагаться только на память видеокарты.

Память AGP позволяет картам избежать необходимости хранить карты текстур (которые могут использовать большую часть памяти) на самой карте, потому что вместо этого они хранят их в системной памяти. Это означает не только то, что общая скорость разъема улучшена по сравнению с PCI, но также и то, что ограничение размера текстурных блоков больше не определяется объемом памяти в видеокарте.

Видеокарта PCI получает информацию в «группах», прежде чем она сможет ее использовать, а не сразу. Например, хотя графическая карта PCI Express будет собирать высоту, длину и ширину изображения в три раза, а затем объединить их вместе для формирования изображения, АГП разъем может получить всю эту информацию одновременно. Это обеспечивает более быструю и плавную графику, чем то, что увидите с картой PCI.

Шина PCI обычно работает со скоростью 33 МГц, что позволяет передавать данные со скоростью 132 МБ / с. Используя таблицу сверху, можете видеть, что АГП разъем 3.0 может работать в 16 раз быстрее, чем скорость передачи данных намного быстрее, и даже версия 1.0 превосходит скорость PCI в два раза.

Когда АГП заменил PCI на графику, PCIe (PCI Express) заменил АГП как стандартный интерфейс видеокарты, почти полностью заменив его к 2010 году.

Совместимость AGP разъема

Материнские платы, поддерживающие АГП порт, либо имеют слот для видеокарты, либо будут иметь встроенный разъем. Видеокарту АГП 3.0 можно использовать на материнской плате, поддерживающей не только версию 2.0, но она будет ограничена поддержкой материнской платы, а не поддержкой видеокарты. Другими словами, материнская плата не позволит видеокарте работать лучше, только потому, что это карта версии 3.0; сама материнская плата не способна к таким скоростям (в этом сценарии).

Некоторые материнские платы, которые используют только версию 3.0, могут не поддерживать более старые карты версии 2.0. Таким образом, в обратном сценарии, описанном выше, видеокарта может даже не функционировать, если она не способна работать с более новым интерфейсом.

Доступны универсальные слоты АГП, которые поддерживают как карты на 1,5 В, так и 3,3 В, а также универсальные карты. Некоторые операционные системы, такие как Windows 95, не поддерживают АГП порт из-за отсутствия поддержки драйверов. Другие операционные системы, такие как Windows 98 до Windows XP, требуют загрузки драйвера набора микросхем для поддержки AGP 8X.

Установка видеокарты AGP

Установка видеокарты в слот расширения должна быть довольно простым процессом. Можете увидеть, как это делается, следуя инструкциям и рисункам в этом руководстве по установке видеокарты.

Если возникли проблемы с установленной видеокартой, подумайте о повторной установке карты. Это касается АГП, PCI или PCI Express.

Перед покупкой и установкой новой видеокарты для AGP разъема, проверьте руководство по материнской плате или компьютеру. Установка видеокарты AGP, не поддерживаемой материнской платой, не будет работать и может повредить компьютер.

Источник

Шина AGP и в чём была основная идея её разработки

Аббревиатура AGP либо вам знакома, либо вы не любите играть на компьютере. Так обозначается популярная разновидность системной шины, имеющая особый формат разъема для подключения плат расширения. Существует немало карт расширения, предназначенных для данной 32-разрядной шины, и практически все они относятся к категории графических ускорителей. Хотя в настоящее время, начиная с 2010 г., видеокарты для данной шины практически не выпускаются, поскольку она уступила пальму первенства шине стандарта PCI Express, тем не менее, существует немало компьютеров, имеющих графические ускорители, предназначенные для шины AGP.

Причина разработки шины AGP

За все время существования системной шины персонального компьютера было разработано несколько ее различных стандартов. Однако лишь немногие из этих шин разрабатывались специально для подключения видеокарт. Шина AGP является одним из примеров подобной шины.

Возможно, читателям будет интересно узнать, что же обозначает данная аббревиатура. Она расшифровывается как Accelerated Graphic Port (Ускоренный графический порт). Шина AGP была разработана компанией Intel в 1996 г. в качестве усовершенствования шины PCI, и впервые начала применяться в чипсетах Intel, предназначенных для процессоров Pentium и Pentium 2. В операционных системах семейства Windows поддержка шины появилась, начиная с Windows 95 OSR2 и Windows NT 4.0 SP3.

Основной идеей при разработке шины было не только повышение эффективности видеосистемы компьютера, но и ее удешевление. Это предполагалось достигнуть за счет уменьшения объема оперативной памяти карты, поскольку стандарт Accelerated Graphic Port предполагал улучшенные по сравнению с PCI возможности по использованию основной оперативной памяти компьютера.

За время существования шины было выпущено несколько ее спецификаций, последней из которых стала спецификация 3.0. Кроме того, было разработано несколько стандартов скорости шины, начиная от 1x и кончая 8x.

По мере развития компьютерного «железа», начиная с середины 2000-х гг., стало очевидно, однако, что шина AGP не удовлетворяет новым требованиям, предъявляемым к графическим ускорителям. Поэтому было создано несколько расширений стандарта, например, 64-разрядная шина Accelerated Graphic Port или вариант шины, получивший название Accelerated Graphic Port Pro. Кроме того, некоторыми разработчиками материнских плат был создан ряд неофициальных расширений шины, однако они не получили широкого распространения.

Характеристики и отличие от PCI

До появления шины Accelerated Graphic Port подавляющее большинство графических ускорителей использовало разъем PCI. В отличие от PCI новая шина имела вдвое большую тактовую частоту (66 МГц), а также вдвое более высокую скорость передачи данных (533 МБ/c). Хотя первоначально она имела такое же напряжение питания, как и PCI – 3,3 В, впоследствии, в спецификациях 2.0 и 3.0 оно было уменьшено до 1,5 и 0,8 В соответственно. Также, в отличие от PCI, шина поддерживала прямой доступ к памяти DMA и разделение запросов по обработке данных. Работой шины был призван управлять AGP-контроллер, расположенный в чипсете материнской платы.

Характеристики шины различных версий приведены в нижеследующей таблице:

Версия стандарта Напряжение, В Стандарт скорости Производительность, МБ/c
1.0 3,3 266
1.0 3,3 533
2.0 1,5 1066
3.0 0,8 2133

Стандартный слот AGP имеет 132 контакта (по 66 с каждой стороны). В целом их расположение похоже на расположение контактов шины PCI, однако имеется и несколько дополнительных сигналов. В то же время разъем может иметь несколько вариантов, отличающихся рабочим напряжением. Разъем, рассчитанный на напряжение в 1,5 В, так же, как и разъем, рассчитанный на напряжение в 3,3 В, имеет специальный выступ, который исключает вставку платы неподходящего стандарта. Кроме того, существует и универсальный разъем, который позволяет вставлять в него видеокарты всех типов. Также имеются видеокарты, которые можно вставить в разъем любого типа.

Однако следует иметь в виду, что существуют материнские платы, использующие разъем, рассчитанный лишь на определенное значение напряжения, и при этом не снабженные ключами, исключающими неправильное подключение. Поэтому при установке видеокарт в разъем стоит обращать внимание на данный момент, а также изучить инструкции к материнской плате и видеокарте и сравнить их характеристики, поскольку подключение видеокарты в разъем с неправильным напряжением грозит выходом из строя как карты, так и самого разъема.

Разъем для карт, поддерживающих стандарт Accelerated Graphic Port Pro, тоже имеет два варианта, рассчитанных на разные напряжения – 1,5 В и 3,3 В. Карты обычного стандарта можно вставить в слот типа Pro, однако обратную операцию осуществить невозможно.

Настройка работы шины в BIOS

Возможно, многих читателей интересуют такие вопросы, как включить AGP и как настроить AGP. Для этой цели проще всего обратиться к средствам BIOS Setup. Как таковое включение шины Accelerated Graphic Port в БИОС не производится, она активирована по умолчанию. Но в BIOS можно встретить немало опций, предназначенных для её конфигурирования. Например, при помощи функции AGP Fast Write можно включить режим быстрой записи для видеокарты. В этом режиме видеокарта получает данные напрямую от центрального процессора, минуя системную оперативную память, как промежуточное место их хранения. При помощи же опции AGP Aperture Size, можно установить размер ОЗУ, который будет использован видеокартой с этим интерфейсом. Подробнее о настройке некоторых параметров работы шины вы можете почитать на нашем сайте в разделе, посвященном опциям BIOS («Параметры чипсета»).

Читайте также:  Уаз пикап на шинах низкого давления

Заключение

Хотя сейчас в большинстве материнских плат слот AGP уступил свое место слотам такой высокопроизводительной шины, как PCI Express, тем не менее, внедрение шины Accelerated Graphic Port оказалось в свое время настоящим прорывом в мире графических видеокарт. Кроме того, графические карты этого формата все еще можно встретить во многих работающих компьютерах.

Источник

Шина agp скорость передачи данных

С развитием новой техники требовалось увеличение скорости передачи данных по шине, связанной с графическим адаптером. Поэтому появилась специализированная шина AGP, которая имеет улучшенные характеристики.

AGP (от англ. Accelerated Graphics Port, ускоренный графический порт) — разработанная в 1997 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты. Появилась одновременно с чипсетами для процессора Intel Pentium II.

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.

Содержание

Техниеская характеристика шины

AGP основан на шине PCI, но разработан специально для обеспечения высокоскоростной передачи больших блоков данных 3D текстур между видеоконтроллером (видеокартой) и памятью компьютера. 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 предоставляет 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.

200px %D0%A1%D0%BB%D0%BE%D1%82%D1%8B AGP

magnify clip

AGP соединяет графическую подсистему с блоком управления системной памятью, разделяя этот доступ к памяти с центральным процессором компьютера (CPU). Вместо того чтобы использовать PCI шину для видео данных, AGP использует прямой канал, для того чтобы видеокарта (графический контроллер) имела прямой доступ к оперативной памяти. Шина позволяет использовать конвейеризацию обращений, т. е. посылать данные в виде непрерывных пакетов.

Увеличение скорости обеспечивается следующими тремя факторами:

Oтличия от шины PCI:

Очередь запросов

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.

В шине AGP посылаются несколько адресов и несколько данных одно за другим, благодаря чему имеется возможность постановки в очередь до 256 запросов и поддерживания двух очередей для операций чтения/записи с высоким и низким приоритетом. Сдвоенная передача, т. е. передача за один такт двух данных вместо одного, позволяет: иметь пропускную способность при частоте 66 МГц до 528Мб/с, работать на частоте, до 100 МГц и выше с более высокой пропускной способностью.

Стандарты шины AGP

Для шины AGP существует несколько стандартов:

Большинство карт работает со стандартом 4X и 8X.

Шина AGP 1.0

Компьютеры, оснащенные AGP, и графические акселераторы впервые поступили в продажу в августе 1997 года.

Card 1

Шина AGP 1.0 имеет два основных режима работы: Execute и DMA.

DMA (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.

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 текстур 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 предусмотрен механизм, отображающий последовательные адреса на реальные адреса 4-х килобайтных блоков в системной памяти. Эта задача выполняется с использованием специальной таблицы (Graphic Address Re-mapping Table или GART – графическая таблица переадресации адресов), 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).

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.

Шина AGP 2.0

В декабре 1997 года фирма Intel выпустила предварительную версию стандарта AGP 2.0, а в мае 1998 года окончательный вариант(этот режим получил название «4x»).

Основные отличия от предыдущей версии:

Первые видеокарты, поддерживающие версию 2.0, появились в конце апреля 1999 года.

Card 2

Шина AGP Pro

В июле 1998 года Intel выпустила версию 0.9 спецификации на AGP Pro, существенно отличающейся конструктивно от AGP 2.0.

Шина AGP 8X

200px Agp

magnify clip

Источник

Шина AGP (Accelerated Graphic Port)

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.

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.

agp arch

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.

agp gart

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.

agp traffic

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.

agp pro

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.

Читайте также:  Франшиза ремонта стартеров и генераторов

agp prohigh

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.

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.

agp prolow

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.

agp procard

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

agp prokey

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.

Источник

Архитектура ЭВМ

Компоненты ПК

Интерфейсы

Мини блог

Самое читаемое

AGP (Порт графического акселератора )

Общая информация

Порт AGP (Accelerated Graphic Port — порт ускоренной графики) был введен для подключения графических адаптеров с 3D-акселераторами. Такой адаптер содержит акселератор — специализированный графический процессор; локальную память, используемую как видеопамять и как локальное ОЗУ графического процессора; управляющие и конфигурационные регистры, доступные как локальному, так и центральному процессорам. Акселератор может обращаться и к локальной памяти, и к системному ОЗУ, в котором для него могут храниться наборы данных, не умещающиеся в локальной памяти (как правило, текстуры большого объема). Основная идея AGP заключается в предоставлении акселератору максимально быстрого доступа к системной памяти (локальная ему и так близка), более приоритетного, чем доступ к ОЗУ со стороны других устройств.

Порт AGP представляет собой 32-разрядный параллельный синхронный интерфейс с тактовой частотой 66 МГц; большая часть сигналов позаимствована из шины PCI. Однако в отличие от PCI порт AGP представляет собой двухточечный интерфейс, соединяющий графический акселератор с памятью и системной шиной процессора каналами данных чипсета системной платы, не пересекаясь с «узким местом» — шиной PCI. Обмен через порт может происходить как по протоколу PCI, так и по протоколу AGP. Отличительные особенности порта AGP:

Идею конвейеризации обращений к памяти иллюстрирует рисунок, где сравниваются обращения к памяти по шине PCI и через порт AGP. В PCI во время реакции памяти на запрос шина простаивает (но не свободна). Конвейерный доступ AGP позволяет в это время передавать следующие запросы, а потом получить поток ответов.

476

Умножение частоты передачи данных обеспечивает при частоте 66 МГц пиковую пропускную способность до 533 (2x), 1066 (4x) и 2132 Мбайт/с в режиме 8x. Выше 66 МГц тактовую частоту официально не поднимают.

Демультиплексирование (разделение) шины адреса и данных сделано несколько необычным образом. С целью экономии числа интерфейсных линий шину адреса и команды в демультиплексированном режиме AGP представляют всего 8 линий SBA (SideBand Address), по которым команда, адрес и значение длины передачи передаются последовательно за несколько тактов. Поддержка демультиплексированной адресации не являлась обязательной для устройства AGP 1.0, поскольку имеется альтернативный способ подачи адреса по шине AD. В версии AGP 2.0 она стала обязательной, а в 3.0 это уже единственный способ подачи адреса.

Отметим, что порт AGP дает только преимущества, которые могут быть реализованы лишь при поддержке аппаратными средствами графического адаптера и специального ПО. Графический адаптер с интерфейсом AGP может реально вести себя по-разному:

Порт AGP содержит практически полный набор сигналов шины PCI и дополнительные сигналы AGP. Устройство, подключаемое к порту AGP, может предназначаться как исключительно для операций AGP, так и быть комбинацией AGP + PCI. Акселератор адаптера является мастером (ведущим устройством) порта AGP, свои запросы он может выполнять как в режиме AGP, так и в режиме PCI (см. главу 2). В режиме AGP обмены выполняются с поддержкой (или без поддержки) таких свойств, как внеполосная адресация (SBA) и скорость 2x/4x/8x. Для транзакций в режиме AGP ему доступно только системное ОЗУ (но не локальная память устройств PCI). Кроме того, адаптер является целевым устройством PCI, для которого, кроме обычных команд PCI, может поддерживаться (или не поддерживаться) быстрая запись (Fast write) со стороны процессора (сокоростью 2x/4x/8x).

В качестве целевого устройства адаптер выступает при обращениях ЦП к его локальной памяти, регистрам ввода-вывода и конфигурационного пространства. Устройство, подключаемое к AGP, обязательно должно выполнять функции ведущего устройства AGP (иначе порт AGP для него теряет смысл) и функции ведомого устройства PCI со всеми его атрибутами (конфигурационными регистрами и т. п.); дополнительно оно может быть и ведущим устройством PCI.

Порт AGP позволяет акселератору работать в двух режимах — DMA и DIME (DIrect Memory Execute). В режиме DMA акселератор при вычислениях рассматривает локальную память как первичную, а когда ее недостаточно, подкачивает в нее данные из основной памяти. В режиме DIME (он же режим исполнения, Executive Mode) локальная память и основная память для акселератора логически равнозначны и располагаются в едином адресном пространстве. В режиме DMA для трафика порта характерны длительные блочные передачи, в режиме DIME трафик порта будет насыщен короткими произвольными запросами.

Спецификации AGP разрабатывались фирмой Intel на базе шины PCI 2.1 с частотой 66 МГц; пока имеется три основные версии спецификаций:

Порт AGP предназначен только для подключения интеллектуального графического адаптера, имеющего 3D-акселератор, причем только одного. Системная логика порта AGP отличается сложным контроллером памяти, который выполняет глубокую буферизацию и высокопроизводительное обслуживание запросов AGP (от адаптера) и других своих клиентов — центрального процессора (одного или нескольких) и шины PCI. Единственный вариант подключения нескольких адаптеров с AGP — организация на системной плате нескольких портов AGP, что вряд ли будет применяться.

AGP может реализовать всю пропускную способность 64-битной системы памяти современного компьютера. При этом возможны конкурирующие обращения к памяти как со стороны процессора, так и со стороны мостов шин PCI. Фирма Intel впервые ввела поддержку AGP в чипсеты для процессоров P6, конкуренты используют AGP и в системных платах для процессоров с интерфейсом Pentium (сокет Super 7). В настоящее время порт AGP имеется практически во всех системных платах для PC-совместимых компьютеров и других платформ (даже Macintosh).

Протоколы транзакций

Транзакции в режиме PCI, инициируемые акселератором, начинаются с подачи сигнала FRAME# и выполняются обычным для PCI способом. Заметим, что при этом на все время транзакции шина AD занята, причем транзакции чтения памяти занимают шину на большее число тактов, чем транзакции записи, — после подачи адреса неизбежны такты ожидания на время доступа к памяти. Запись на шине происходит быстрее — данные записи задатчик посылает сразу за адресом, а на время доступа к памяти они «оседают» в буфере контроллера памяти. Контроллер памяти позволяет завершить транзакцию и освободить шину до физической записи в память.

Конвейерные транзакции AGP (команды AGP) инициируются только акселератором; логикой AGP они ставятся в очереди на обслуживание и исполняются в зависимости от приоритета, порядка поступления запросов и готовности данных. Эти транзакции могут быть адресованы акселератором только к системному ОЗУ. Если устройству на AGP требуется обратиться к локальной памяти каких-либо устройств PCI, то оно должно выполнять эти транзакции в режиме PCI.

Обращения со стороны процессора (или задатчиков шины PCI), адресованные к устройству на AGP, отрабатываются им как ведомым устройством PCI, однако имеется возможность быстрой записи в локальную память — FW (Fast Write), в которой данные передаются на скорости AGP (2x/4x/8x), и управление потоком их передач ближе к протоколу AGP, нежели PCI. Транзакции FW инициируются процессором и предназначены для принудительного «заталкивания» данных в локальную память акселератора.

Концепцию конвейера AGP иллюстрирует рисунок. Порт AGP может находиться в одном из четырех состояний:

477

Из состояния покоя IDLE порт может вывести запрос транзакции PCI (как от акселератора, так и с системной стороны) или запрос AGP (только от акселератора). В состоянии PCI транзакция PCI выполняется целиком, от подачи адреса и команды до завершения передачи данных. В состоянии AGP ведущее устройство передает только команду и адрес для транзакции (по сигналу PIPE# или через шину SBA), ставящейся в очередь; несколько запросов могут следовать сразу друг за другом. В состояние DATA порт переходит, когда у него в очереди имеется необслуженная команда, готовая к исполнению. В этом состоянии происходит передача данных для команд, стоящих в очереди. Это состояние может прерываться вторжением запросов PCI (для выполнения целой транзакции) или AGP (для постановки в очередь новой команды), но прерывание1 возможно только на границах данных транзакций AGP. Когда порт AGP обслужит все команды, он снова переходит в состояние покоя. Все переходы происходят под управлением арбитра порта AGP, реагирующего на поступающие запросы (сигнал REQ# от акселератора и внешние обращения от процессора или других устройств PCI) и ответы контроллера памяти.

Транзакции AGP отличаются от транзакций PCI некоторыми деталями реализации:

Возможны два способа подачи команд AGP (постановок и запросов в очередь), из которых в текущей конфигурации выбирается один, причем изменение способа «на ходу» не допускается:

При подаче команд по шине AD во время активности сигнала PIPE# код команды AGP (CCCC) кодируется сигналами C/BE[3:0], при этом на шине AD помещаются начальный адрес (на AD[31:3]) и длина n (на AD[2:0]) запрашиваемого блока данных. Определены следующие команды (в скобках указан код CCCC):

Для изохронных передач в AGP 3.0 выделены специальные команды.

Читайте также:  Топология шина на витой паре

При внеполосной подаче команд по шине SBA[7:0] передаются 16-битные посылки четырех типов. Тип посылки кодируется старшими битами:

Посылка из всех единиц является пустой командой (NOP); такие посылки означают покой шины SBA. Биты «R» зарезервированы. Посылки типов 2, 3 и 4 являются «липкими» (sticky) — значения, ими определяемые, сохраняются до введения новой посылки того же типа. Постановку команды в очередь инициирует посылка типа 1, задающая длину транзакции и ее младшие адреса, — код команды и остальная часть адреса должны быть определены ранее введенными посылками типов 2– 4. Такой способ очень экономно использует такты шины для подачи команд при пересылках массивов. Каждая 2-байтная посылка передается по 8-битной шине SBA за два приема (сначала старший, потом младший байт). Синхронизация байтов зависит от режима порта:

В ответ на полученные команды порт AGP выполняет передачи данных, причем фаза данных AGP явно не привязана к фазе команды/адреса. Фаза данных будет вводиться портом AGP по готовности системной памяти к запрашиваемому обмену.

Передачи данных AGP выполняются, когда шина находится в состоянии DATA. Фазы данных вводит порт AGP (системная логика), исходя из порядка ранее пришедших к нему команд от акселератора. Акселератор узнает о назначения шины AD в последующей транзакции по сигналам ST[2:0] (действительны только во время сигнала GNT#, коды 100–110 зарезервированы):

Акселератор узнает лишь тип и приоритет команды, результаты которой последуют в данной транзакции. Какую именно команду из очереди отрабатывает порт, акселератор определяет сам, так как именно он ставил их в очередь (ему известен порядок). Никаких тегов транзакций (как, например, в системной шине процессоров P6 или в PCI-X) в интерфейсе AGP нет. Имеются только независимые очереди для каждого типа команд (чтение низкоприоритетное, чтение высокоприоритетное, запись низкоприоритетная, запись высокоприоритетная). Фазы исполнения команд разных очередей могут чередоваться произвольным образом; порт имеет право исполнять их в порядке, оптимальном с точки зрения производительности. Реальный порядок исполнения команд (чтения и записи памяти) тоже может изменяться. Однако для каждой очереди порядок выполнения всегда совпадает с порядком подачи команд (об этом знают и акселератор, и порт). В AGP 3.0 приоритеты очередей отменили, но ввели возможность изохронных транзакций.

Запросы AGP с высоким приоритетом для арбитра системной логики являются более приоритетными, чем запросы от центрального процессора и ведущих устройств шины PCI. Запросы AGP с низким приоритетом для арбитра имеют приоритет ниже, чем от процессора, но выше, чем от остальных ведущих устройств. Хотя принятый протокол никак явно не ограничивает глубину очередей, спецификация AGP формально ее ограничивает до 256 запросов. На этапе конфигурирования устройства система PnP устанавливает реальное ограничение (в конфигурационном регистре акселератора) в соответствии с его возможностями и возможностями системной платы. Программы, работающие с акселератором (исполняемые и локальным, и центральным процессорами), не должны допускать превышения числа необслуженных команд в очереди (у них для этого имеется вся необходимая информация).

При передаче данных AGP управляющие сигналы, заимствованные от PCI, имеют почти такое же назначение, что и в PCI. Передача данных AGP в режиме 1x очень похожа на циклы PCI, но немного упрощена процедура квитирования (поскольку это выделенный порт и обмен выполняется только с быстрым контроллером системной памяти). В режимах 2x/4x/8x имеется специфика стробирования:

Порт AGP должен отслеживать состояние готовности буферов акселератора к посылке или получению данных транзакций, поставленных в очередь. Сигналом RBF# (Read Buffer Full) акселератор может информировать порт о неготовности к приему данных низкоприоритетных транзакций чтения (к приему высокоприоритетных он должен быть всегда готов). Сигналом WBF# (Write Buffer Full) он информирует о неспособности принять первую порцию данных быстрой записи FW.

Изохронные транзакции в AGP 3.0

Для поддержки изохронных транзакций в AGP 3.0 введены новые коды команд и состояний, а также конфигурационные регистры, управляющие изохронным соединением. Изохронные транзакции может выполнять мастер AGP только через область апертуры AGP, причем с областью памяти, для которой не обеспечивается когерентность (чтобы избежать непрогнозируемых задержек, связанных с выгрузками «грязных» строк). Изохронные транзакции возможны только на скорости 8x. Соглашение на изохронный обмен описывается набором параметров:

При этом пропускная способность BW = N×Y/T, интервал T принят 1 мкс. Размер блока V может принимать значение 32, 64, 128 или 256 байт; для транзакций чтения, длина которых может принимать те же значения, изохронный блок передается за одну транзакцию. Длина транзакций записи может быть 32 или 64 байт, так что один блок будет передаваться за 1, 2 или 4 транзакции. В зависимости от мощности подсистемы памяти порт AGP может выдерживать изохронный трафик, достаточный для различных применений:

Новые команды AGP для изохронных транзакций включают:

Новые коды состояния порта AGP включают:

Трансляция адресов — GART и апертура AGP

Порт AGP обеспечивает трансляцию логических адресов, фигурирующих в запросах акселератора к системной памяти, в физические адреса, согласуя видение ОЗУ программой, выполняемой акселератором, и программой, выполняемой на центральном процессоре. Трансляция осуществляется в постраничном базисе (по умолчанию размер страницы — 4 Кбайт), принятом в системе виртуальной памяти с подкачкой страниц по запросу, используемой в процессорах x86 (и других современных процессорах). Трансляции подлежат обращения, попадающие в апертуру AGP, — область физических адресов памяти, лежащую выше границы ОЗУ и, как правило, примыкающую к области локальной памяти адаптера (см. рисунок ниже). Таким образом, при работе в режиме DIME акселератору доступна непрерывная область памяти, часть которой составляет локальная память адаптера. Остальная часть адресуемой им памяти отображается на системное ОЗУ через апертуру с помощью таблицы GART (Graphics Address Remapping Table — таблица переопределения графических адресов). Каждый элемент этой таблицы описывает свою страницу в области апертуры. В каждом элементе GART есть признак его действительности; в действительных элементах указывается адрес страницы физической памяти, на которую отображается соответствующая область апертуры. Таблица GART физически находится в системном ОЗУ, она выровнена по границе 4-килобайтовой страницы, на ее начало указывают конфигурационные регистры порта AGP.

Размер апертуры AGP (определяющий и размер таблицы GART) задается программированием регистров чипсета. Путем настройки параметров CMOS Setup или внешних утилит его можно задать размером 8, 16, 32. 256 и более Мбайт. Оптимальное значение апертуры зависит от объема памяти и используемых программ, но можно ориентироваться на половину объема системного ОЗУ. Заметим, что назначение размера апертуры в большинстве случаев еще не означает отчуждения указанного объема ОЗУ от системного ОЗУ — это лишь предельный размер памяти, которую ОС будет выделять акселератору по его запросам. Пока акселератору хватает своей локальной памяти, он не запрашивает память в системном ОЗУ. Только при нехватке локальной памяти он будет динамически запрашивать дополнительную, и эти запросы будут удовлетворяться в пределах установленной апертуры. По мере уменьшения потребности в дополнительной памяти она будет динамически высвобождаться для обычных нужд операционной системы. Правда, если у графического акселератора локальной памяти нет вообще (в дешевых интегрированных адаптерах), то от ОЗУ статически (на все время работы) отчуждается часть памяти (хотя бы под экранный буфер). Это видно по уменьшенному размеру памяти, который POST показывает в начале процесса загрузки.

478

Логика порта обеспечивает когерентность всех кэш-памятей системы для обращений мастера AGP вне диапазона адресов апертуры. В AGP 3.0 введена возможность выборочного обеспечения когерентности для обращений внутри апертуры. В предыдущих версиях предполагалось, что область памяти внутри апертуры должна быть просто некэшируемой. Поскольку эту память предполагалось использовать для хранения текстур (они достаточно статичны), такое упрощение вполне приемлемо.

Конфигурационные регистры AGP

Конфигурирование устройств с интерфейсом AGP выполняется так же, как и обычных устройств PCI, — через обращения к регистрам конфигурационного пространства. При этом карты AGP не требуют внешней линии IDSEL — у них внутренний сигнал разрешения доступа к конфигурационным регистрам соединен с линией AD16, так что обращение к конфигурационным регистрам AGP обеспечивается при AD16 = 1.

В процессе инициализации процедура POST только распределяет системные ресурсы, но операции AGP оставляет запрещенными. Работу AGP разрешает загруженная ОС, предварительно установив требуемые параметры AGP: режим обмена, поддержку быстрой записи, адресации свыше 4 Гбайт, способ подачи и допустимое число запросов. Для этого параметры устройств считываются из регистра состояния AGP, а согласованные параметры записываются в регистр команд AGP, расположенный в конфигурационном пространстве. Параметры настройки порта задаются через конфигурационные регистры чипсета системной платы (главного моста).

В конфигурировании системы с AGP фигурируют две функции со своими конфигурационными пространствами:

Их специфические конфигурационные регистры (см. рисунок) частично совпадают по назначению; серым цветом на рисунке помечены регистры, актуальные лишь для порта; звездочкой отмечены необязательные регистры.

479

Регистр APBASELO (только в порте) задает местоположение апертуры AGP:

Регистр APBASELO (только в порте) задает местоположение апертуры AGP:

Положение остальных регистров определяется значением CAP_PTR, который указывает адрес регистра NCAPID.

Регистр NCAPID (в порте и адаптере) содержит номер версии спецификации AGP:

Регистр состояния AGP — AGPSTAT (в порте и адаптере) сообщает основные возможности AGP: допустимое число запросов в очередях, поддержку внеполосной адресации, быстрой записи, адресации свыше 4 Гбайт, режимы 1x, 2x, 4x, 8x:

Регистр команд AGP — AGPCMD (в порте и адаптере) служит для разрешения этих свойств и содержит следующие поля:

Регистр NISTAT (в порте и адаптере) определяет возможности изохронных передач (только в AGP 3.0):

Регистр NICMD (в порте и адаптере) управляет изохронными передачами (только в AGP 3.0):

Регистр AGPCTRL (в порте) управляет собственно портом AGP:

Регистр APSIZE (в порте) задает размер апертуры:

Регистр NEPG (в порте AGP 3.0) задает размер страницы, описываемой в GART, из списка поддерживаемых:

Регистры GARTLO[31:12] и GARTHI (в порте) задают начальный адрес таблицы GART.

Источник

Оцените статью
Adblock
detector