AGP規 格 導 讀

AGP(Accelerated Graphics Port)， 這 是 由 Intel所 提 出 的 規 格。

AGP最 大 的 特 色 就 是 數 據 傳 輸 速 度 最 高 可 達 533M Byte/sec， 約 為 目 前 PCI的 4倍 。 為 了 讓 PC的 3D應 用 能 早 日 普 及 ， Intel公 司 對 AGP規 格 作 了 非 常 詳 細 的 規 劃 。 AGP的 主 要 目 的 就 是 提 高 PCI數 據 傳 輸 速 度 及 處 理 量 (Throughput)。 　 　 　

Intel為 了 使 3D繪 圖 晶 片 發 揮 更 佳 的 效 能 而 發 表 了 AGP的 規 格 ， 雖 然 基 本 上 AGP是 PCI的 擴 充 版 ， 但 位 址 線 與 數 據 線 分 離 ， 及 存 取 要 求 的 管 線 處 理 是 以 133MHz的 bus週 期 來 提 高 數 據 傳 輸 速 度 。

PCI bus的 瓶 頸

P CI bus的 瓶 頸 這 項 問 題 若 使 用 AGP是 否 就 可 解 決 ？ 目 前 的 PC用 3D繪 圖 晶 片 也 可 將 Texture data 先 儲 存 在 主 記 憶 體 ， 但 是 PCI bus是 速 度 的 瓶 頸 ， 使 得 性 能 無 法 完 全 的 發 揮 ， 例 如 1024× 768Pixel的 顯 示 器 以 3D圖 形 作 16bit的 顯 示 時 ， Texture data的 傳 輸 速 度 需 要 200M Byte/sec以 上 。 但 目 前 的 PCI bus最 高 數 據 傳 輸 速 度 僅 為 133M Byte/sec。

對 2D圖 形 也 有 效

因 為 提 高 Graphic Chip與 主 記 憶 體 間 的 數 據 傳 輸 速 度 ， 讓 原 需 以 存 入 圖 形 專 用 記 憶 體 的 Texture data， 現 可 直 接 存 入 主 記 憶 體 ， 這 樣 可 提 高 主 記 憶 體 的 記 憶 體 匯 流 排 使 用 效 率 ， 對 畫 面 的 更 新 及 Z Buffering等 分 配 的 數 據 傳 輸 速 度 也 可 加 速 。

AGP不 只 用 於 3D圖 形 ， 對 2D圖 形 也 同 樣 具 有 提 昇 描 繪 性 能 的 效 果 ， 除 了 可 增 加 Graphic Chip與 微 處 理 器 對 主 記 憶 體 間 之 數 據 傳 輸 速 度 ， 對 PCI bus也 不 致 於 overhead。

AGP是 以 點 對 點 方 式 連 結 ， 也 就 是 說 Graphic Chip與 PC的 Chipset直 接 連 結 ， 在 兩 個 Chip外 不 再 以 AGP連 結 ， 因 此 對 介 面 電 路 的 設 計 較 為 簡 單 。 對 AGP的 安 裝 有 兩 種 方 式 ， 一 種 是 將 支 援 AGP的 Graphic Chip插 裝 在 主 機 板 上 ， 另 一 種 方 法 是 將 支 援 AGP介 面 的 Graphic Chip， 以 擴 充 卡 方 式 與 主 機 板 的 插 槽 連 結 。

MPEG2解 碼 減 低 bus的 流 量

AGP不 只 作 3D圖 形 的 描 繪 ， 在 影 像 數 據 的 傳 輸 效 果 也 有 不 錯 的 表 現 。 當 MPEG2編 碼 的 影 像 數 據 經 微 處 理 器 解 碼 時 ， 需 要 bus將 影 像 數 據 寫 入 Frame Buffer， 若 輸 出 入 bus為 PCI bus時 ， PCI bus必 將 成 為 傳 輸 的 瓶 頸 。

已 解 碼 全 畫 面 /全 螢 幕 的 MPEG2影 像 數 據 ， 需 以 15～ 20M Byte/sec的 速 度 傳 輸 ， 若 從 DVD-ROM讀 出 數 據 並 對 硬 碟 裝 置 作 存 取 ， 流 量 將 再 增 多 。 PCI bus的 實 際 數 據 傳 輸 速 度 雖 為 27～ 33M Byte/sec， 但 數 據 的 傳 輸 若 搭 配 不 當 ， 畫 面 恐 怕 將 很 不 順 暢 。

因 此 Intel公 司 為 達 到 軟 體 的 MPEG2解 碼 傳 輸 順 暢 ， 希 望 bus有 100M Byte / sec的 數 據 傳 輸 速 度 ， 使 用 AGP對 Graphic Chip傳 輸 影 像 數 據 時 ， 使 用 PCI bus的 解 碼 後 的 影 像 數 就 不 必 再 加 以 傳 輸 ， 這 樣 一 來 像 3D模 型 在 貼 圖 上 的 處 理 就 簡 單 多 了 。

兩 三 年 後 將 普 及

Intel發 現 到 ， 現 有 的 PC平 台 要 達 到 3D圖 形 描 繪 的 性 能 畢 竟 有 其 界 限 ， 因 此 就 開 發 了 AGP。 Intel目 前 不 僅 與 微 軟 簽 約 ， 還 鼓 勵 多 家 Graphic Maker採 用 AGP， 預 計 到 明 年 中 將 有 一 些 高 性 能 的 PC率 先 採 用 ， 而 真 正 的 普 及 則 需 再 兩 三 年 後 ， 高 速 3D圖 形 描 繪 的 功 能 將 是 未 來 PC變 革 的 關 鍵 因 素 。

3D圖 形 的 成 圖 處 理 需 在 Graphic Chip與 視 框 緩 衝 器 間 提 高 數 據 傳 輸 速 度 。 為 提 高 數 據 傳 輸 速 度 ， 大 多 數 圖 形 卡 都 採 用 較 快 速 的 記 憶 體 ， 但 也 會 提 高 圖 形 卡 的 成 本 。 為 了 解 決 這 樣 的 問 題 ， 其 中 一 種 就 是 將 Texture data從 視 框 緩 衝 器 移 到 主 記 憶 體 。 由 於 應 用 軟 體 而 顯 示 更 細 緻 的 3D圖 形 影 像 ， 因 此 需 增 加 記 憶 體 容 量 來 儲 存 更 多 的 Texture data， 因 為 現 在 Texture data可 移 到 主 記 憶 體 ， 所 以 可 減 少 視 框 緩 衝 器 必 要 的 記 憶 體 容 量 ， 因 此 可 降 低 圖 形 卡 的 成 本 。

LSI內 需 有 Buffer

對 於 支 援 AGP的 Graphic Chip， 需 要 有 內 建 的 Buffer暫 時 儲 存 Texture data， 而 Buffer如 何 規 畫 將 是 能 否 表 現 出 AGP性 能 的 關 鍵 。 需 有 儲 存 Texture data用 Buffer的 理 由 是 AGP的 隨 機 存 取 的 性 能 不 高 。

在 3D圖 形 ， 其 對 儲 存 Texture data的 記 憶 體 作 隨 機 存 取 是 不 可 避 免 的 ， 具 體 而 言 ， 這 些 存 取 需 以 8bit、 16bit、 24bit等 Pixel數 據 為 單 位 ， 但 在 AGP的 存 取 單 位 至 少 為 64bit， 對 各 Pixel數 據 的 存 取 需 分 別 使 用 AGP， 因 此 要 配 合 Texture data的 傳 輸 較 為 不 易 。

配 合 Texture data的 大 小 ， 需 具 備 有 256 byte～ 64K byte的 Buffer， 可 將 從 主 記 憶 體 存 取 的 Texture data全 部 或 局 部 的 傳 到 Graphic Chip， 若 以 16× 16 Pixel的 較 小 Texture data的 傳 輸 ， 傳 輸 的 數 據 最 大 可 為 256Byte， 這 樣 可 使 AGP的 數 據 傳 輸 速 度 加 快 。

提 高 記 憶 體 的 使 用 率

在 3D圖 形 的 描 繪 中 ， 儲 存 在 記 憶 體 不 僅 有 顯 示 用 的 影 像 數 據 ， 另 有 表 示 Pixel數 據 的 Z軸 方 向 距 離 的 數 值 ， 以 及 Texture Data， 其 中 儲 存 Texture Data所 需 的 記 憶 體 是 造 成 圖 形 卡 價 格 高 昂 的 主 因 之 一 ， 美 3Dlabs公 司 行 銷 副 總 裁 說 ， 對 於 細 緻 的 3D圖 形 的 描 繪 ， 儲 存 Texture的 記 憶 體 容 量 光 是 幾 M byte是 不 夠 的 ， 它 是 愈 大 愈 好 。 　 　 　

因 此 3D圖 形 卡 的 廠 商 所 期 待 的 就 是 既 能 增 加 Texture Data的 儲 存 能 力 ， 又 能 抑 制 成 本 的 卡 。 但 從 整 個 系 統 來 看 ， 增 加 視 框 緩 衝 器 ， 倒 不 如 增 加 主 記 憶 體 來 得 有 效 ， 因 為 作 主 記 憶 體 用 的 DRAM今 天 價 格 已 不 太 昂 貴 ， 甚 至 把 Texture data儲 存 在 主 記 憶 體 比 儲 存 在 視 框 緩 衝 器 更 可 有 效 利 用 記 憶 體 ， Texture data的 需 要 是 依 應 用 程 式 而 定 ， 也 就 是 說 ， 當 應 用 程 式 結 束 ， 不 再 需 要 Texture data時 ， Texture data從 主 記 憶 體 抹 除 後 ， 主 記 憶 體 空 間 又 可 恢 復 ， 所 以 Texture data並 不 是 永 遠 佔 著 主 記 憶 體 的 空 間 。

遺 憾 的 是 ， 當 Texture data從 視 框 緩 衝 器 移 到 主 記 憶 體 ， Texture data傳 輸 的 瓶 頸 也 從 視 框 緩 衝 器 的 記 憶 體 匯 流 排 轉 移 到 PCI bus， 只 有 Texture data數 據 傳 輸 部 份 ， 就 將 超 過 100M Byte/sec， 因 此 就 需 像 AGP可 連 結 主 記 憶 體 與 Graphic Chip的 新 介 面 。

記 憶 體 的 速 度 與 安 裝 問 題

AGP目 前 尚 留 有 兩 項 不 穩 定 的 因 素 ， 其 一 為 利 用 主 記 憶 體 的 數 據 傳 輸 速 度 ， 另 一 項 則 為 圖 形 卡 的 相 容 問 題 。 支 援 AGP的 Graphic Chip， 在 作 3D圖 形 描 繪 時 需 對 主 記 憶 體 作 存 取 ， 因 此 將 增 加 主 記 憶 體 的 記 憶 體 匯 流 排 的 流 量 ， 業 者 表 示 至 少 需 有 800M Byte / sec以 上 的 速 度 。

但 目 前 主 記 憶 體 的 數 據 傳 輸 速 度 大 多 是 200～ 300M Byte/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 及 全 畫 面 /全 螢 幕 的 顯 示 ， 甚 至 可 能 使 整 個 系 統 的 Performance大 幅 的 降 低 。 為 了 達 到 800M Byte/sec的 數 據 傳 輸 速 度 ， 就 需 有 高 速 的 DRAM， Graphic Chip已 經 開 始 採 用 100MHz以 上 的 動 作 頻 率 的 SDRAM， 16bit寬 幅 、 可 達 1.2G Byte/sec的 Rambus規 格 之 DRAM或 其 他 如 SGRAM、 VRAM等 。

以 PCI bus規 格 擴 充

本 來 AGP的 目 的 是 為 以 低 價 格 來 達 到 高 性 能 3D圖 形 的 描 繪 功 能 ， 為 此 Intel將 PCI再 擴 充 三 項 主 要 的 規 格 而 定 義 了 AGP。

一 、 儲 存 在 主 記 憶 體 的 數 據 的 讀 、 寫 操 作 的 管 線 處 理

二 、 133MHz的 數 據 傳 輸 週 期

三 、 位 址 訊 號 與 數 據 訊 號 分 離

以 這 樣 的 改 變 使 數 據 傳 輸 速 度 與 數 據 讀 寫 的 處 理 流 量 由 現 行 的 32bit頻 寬 達 33MHz動 作 的 PCI bus及 64bit頻 寬 達 66MHz動 作 的 PCI bus加 以 改 善 。

在 PCI追 加 16種 訊 號 線

AGP的 電 源 電 壓 是 根 據 PCI bus而 定 義 為 +3.3V的 66MHz動 作 頻 率 。 連 接 AGP的 兩 個 Chip一 端 需 有 主 記 憶 體 用 記 憶 體 控 制 器 電 路 ， 稱 為 「 AGP Compliant Target」 。 而 記 憶 體 控 制 器 電 通 常 加 在 PC週 邊 Chip內 ， 而 另 一 端 則 與 稱 為 「 AGP-Compliant Master」 的 Graphic Chip連 接 。

在 點 對 點 的 連 接 ， 不 僅 利 用 時 鐘 訊 號 的 兩 邊 際 (Edge)作 數 據 傳 輸 ， 且 可 提 高 數 據 的 可 信 賴 性 ， 以 達 簡 化 作 業 的 效 果 。 AGP的 bus定 義 類 似 於 PCI bus， 而 PCI bus所 使 用 的 訊 號 幾 乎 全 被 AGP所 採 納 ， 但 部 份 訊 號 線 的 定 義 ， PCI bus與 AGP是 不 同 的 ， 另 外 ， AGP再 加 16條 PCI bus未 有 的 訊 號 線 。

PCI bus所 定 義 的 FRAME、 DEVSEL、 STOP、 IDSEL各 訊 號 並 不 作 為 AGP的 數 據 傳 輸 之 用 ， 但 支 援 AGP的 Chip需 回 應 PCI bus所 定 義 的 作 業 ， 也 就 是 說 根 據 PCI bus的 定 義 而 回 應 其 訊 號 。

以 管 線 化 處 理 作 主 記 憶 體 的 存 取

數 據 讀 寫 要 求 的 管 線 處 理 是 AGP的 一 大 特 徵 ， 管 線 處 理 是 對 主 記 憶 體 的 讀 寫 要 求 。 此 即 包 括 自 Graphic Chip的 讀 出 及 寫 入 Graphic Chip中 ， 而 其 餘 的 動 作 則 如 同 一 般 PCI bus執 行 的 動 作 ， 不 是 以 管 線 處 理 。

　 　 　 AGP的 存 取 對 PCI的 處 理 方 式 的 要 求 有 些 不 同 ， 其 位 址 與 指 令 的 傳 輸 使 用 與 PCI bus相 同 的 AD信 號 與 C/BE訊 號 ， 但 指 令 傳 輸 的 通 知 則 不 是 採 用 如 PCI Bus的 FRAME訊 號 ， 而 另 以 新 的 定 義 的 PIPE訊 號 。

　 PC Chipset是 依 照 PCI Bus所 定 義 的 而 對 Graphic Chip存 取 ， 而 如 果 只 對 Graphic Chip， 也 可 用 管 線 處 理 向 主 記 憶 體 存 取 ， 即 AGP可 以 管 線 處 理 的 訊 號 。 以 AGP的 存 取 與 PCI Bus不 同 的 是 ， 不 保 證 主 記 憶 體 的 cache的 相 連 性 (Coherency)。 另 外 ， 指 令 一 旦 傳 輸 就 無 法 作 Retry或 要 讓 該 指 令 傳 輸 無 效 的 動 作 。

位 址 與 數 據 的 分 離

為 了 提 高 對 主 記 憶 體 的 隨 機 存 取 的 有 效 數 據 傳 輸 速 度 ， Intel追 加 了 SBA bus， 利 用 SBA bus可 使 位 址 訊 號 與 數 據 訊 號 作 物 理 性 的 分 離 而 傳 輸 。 SBA bus僅 用 在 對 主 記 憶 體 發 出 存 取 要 求 時 ， 也 就 是 說 自 Master(Graphic Chip)向 target( Chipset)作 數 據 傳 輸 時 之 用 ， 使 用 SBA Bus的 存 取 便 是 代 表 以 管 線 處 理 ， 所 以 不 必 使 用 PIPE訊 號 。

　 　 　 至 於 要 不 要 具 備 SBA Bus則 由 Graphic Chip廠 商 自 行 決 定 ， 但 對 Chipset來 說 則 必 須 加 以 支 援 。 當 Graphic Chip使 用 SBA Bus的 情 況 ， 所 發 出 的 存 取 要 求 必 須 使 位 址 訊 號 與 數 據 訊 號 分 離 。

AGP在 技 術 上 有 以 下 的 優 點 ：

一 、 主 記 憶 體 的 使 用 種 類 不 受 限 制 。

二 、 可 監 視 Chipset對 主 記 憶 體 的 所 有 存 取 ， 所 以 可 控 制 記 憶 體 匯 流 排 而 提 昇 系 統 的 整 體 性 能 。

三 、 不 增 加 主 記 憶 體 的 記 憶 體 介 面 電 路 的 負 擔 。

四 、 可 在 圖 形 卡 上 安 裝 Graphic Chip或 在 主 機 板 上 直 接 安 裝 Graphic Chip等 兩 種 安 裝 方 法 。

　 　 　 AGP是 開 放 的 規 格 ， 其 與 USB一 樣 ， 利 用 者 不 需 付 出 專 利 權 費 ， 但 與 USB不 同 者 是 AGP僅 由 Intel單 獨 定 義 ， 因 此 AGP的 規 格 釐 定 比 起 USB或 PCI Bus快 多 了 。 目 前 如 3Dfx Interactive、 3Dlabs、 ATI Technologies、 Cirrus Logic、 Rendition、 S3、 Trident等 3D Graphic Maker都 已 表 明 有 採 用 AGP的 計 劃 。 最 後 的 問 題 是 對 軟 體 的 支 援 ， 為 發 揮 AGP的 優 點 ， 就 需 在 主 記 憶 體 確 保 為 儲 存 驅 動 軟 體 或 OS的 記 憶 體 空 間 ， 而 現 行 的 Windows95並 未 具 有 這 樣 的 功 能 ， 微 軟 已 計 劃 在 今 年 底 解 決 這 個 問 題 。

　 目 前 已 有 許 多 PC用 週 邊 廠 商 及 Graphic Chip廠 商 已 加 入 支 援 AGP的 開 發 行 列 。 而 考 慮 採 行 AGP的 廠 商 也 已 成 立 了 「 Accelerated Graphics Port Implementors Forum」 ， 截 至 9月 份 已 有 85個 會 員 ， 因 此 AGP應 可 在 很 短 的 時 間 內 普 及 ， Intel更 誇 口 到 2000年 90%的 PC將 具 有 AGP， 而 PCI Bus也 同 樣 的 成 長 。 在 Intel與 微 軟 的 同 步 催 促 下 ， 再 加 上 多 家 Graphic Chip廠 商 的 追 隨 ， AGP確 實 可 如 期 的 廣 佈 。

建議使用IE 5.0或更新版本的IE瀏覽器與800 x600的螢幕解析度瀏覽本站

©2001版權所有淡江大學
©2001 Tamkang University All Rights Reserved