新一代显示卡接口标准：AGP 王韧 1997-01-01 #3　　ＡＧＰ是新一代显示卡接口技术，可大幅提高３Ｄ图形的显示能力。目前，各大显示卡厂家已有ＡＧＰ显示卡产品推出，带ＡＧＰ接口的主板也已面市。ＡＧＰ　３Ｄ显示卡，将如一场暴雨从天而至。 　　虽然现在ＰＣ的图形处理能力越来越强，但要完成细致的大型３Ｄ图形描绘，ＰＣ平台的性能仍然有限，为了让ＰＣ的３Ｄ应用能力能同图形工作站一较高低，Ｉｎｔｅｌ公司开发了ＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｏｒｔ，图形加速端口），推出ＡＧＰ的主要目的就是要大幅提高主流ＰＣ的图形尤其是３Ｄ图形的显示能力。配合ＰｅｎｔｉｕｍⅡ的ＤＩＢ（双重独立总线）技术以及ＭＭＸ技术，ＡＧＰ将会成为新一代的商用电脑标准。 #2　　ＰＣＩ总线在３Ｄ应用中的局限 　　ＡＧＰ主要针对现在的ＰＣＩ显示卡在处理动画和３Ｄ绘图时出现的数据传输瓶颈情况，随着处理器速度越来越快，瓶颈情况还会更加严重，特别是在３Ｄ图像的情况下更明显。 　　在３Ｄ图形描绘中，储存在ＰＣＩ显示卡显示内存中的不仅有影像数据，还有Ｚ轴的距离数据，ＴｅｘｔｕｒｅＤａｔａ（纹理数据）及Ａｌｐｈａ变换数据等。其中储存纹理数据所需的显示内存容量需求是造成显示卡价格高昂的主要原因，美国３ＤＬａｂｓ公司的副总裁说，要描绘细致的３Ｄ图形，储存纹理数据的显示内存容量几ＭＢ是不够的，它越多越好。因此，３Ｄ显示卡的制造厂商所期待的，就是既能增加纹理数据的储存能力，又能抑制成本的新型显示卡。从整个系统来看，增加显示内存还不如增加主内存划算，因为用作主内存的ＤＲＡＭ的价格已不太昂贵，而且把纹理数据储存在主内存比储存在显示内存更可有效利用内存。存储纹理数据所需的内存空间依应用程序而定，也就是说，当应用程序结束后，它所占用的主内存空间又可恢复，纹理数据并不永远占用主内存的空间。 　　遗憾的是，当纹理数据从显示内存移到主内存时，数据传输的瓶颈也从显示卡上的内存总线转移到了ＰＣＩ总线上，而光是纹理数据传输量就将超过１００ＭＢ／秒，现有的ＰＣＩ总线远远不能满足要求，因而就需像ＡＧＰ这样可连结主内存与显示卡的新接口。例如，显示１０２４×７６８　１６位真彩色的３Ｄ图形时，纹理数据的传输速度需要２００ＭＢ／秒以上，但目前的ＰＣＩ总线最高数据传输速度仅为１３３ＭＢ／秒。 #2　　ＡＧＰ的结构 　　ＡＧＰ的目的是以相对低价格来达到高性能３Ｄ图形的描绘功能，为此Ｉｎｔｅｌ对ＰＣＩ再扩充了三项主要的规格而定义了ＡＧＰ： 　　①数据读写操作的管道处理； 　　②１３３ＭＨｚ的数据传输周期； 　　③地址信号与数据信号分离。 　　ＡＧＰ的原理是把显示芯片独立设置在系统总线上面（见图１），把显示芯片直接同芯片组的内存控制器电路相连。在这种“点对点”的连接中，还利用了时钟信号的两边沿（即上升沿和下降沿）作数据传输，所以速度成倍提高。也由于采用点对点连接方式，一个系统只能有一个ＡＧＰ，所以，ＡＧＰ不会取代ＰＣＩ总线。第一代ＡＧＰ以６６ＭＨｚ的速度传送数据，是ＰＣＩ总线的一倍；第二代ＡＧＰ将可达１３３ＭＨＺ，足以满足用软件播放ＤＶＤ光盘的要求。数据传输速度最高可达５３３ＭＢ／秒，约为目前ＰＣＩ的４倍（表一）。 　　表一、ＰＣＩ同ＡＧＰ的比较 　　　　　　　　　ＰＣＩ总线　ＡＧＰ 　　传输方式　　　同步　　　　同步 　　内存优先存取　不支持　　　支持 　　数据线位宽　　３２位　　　３２位 　　总线时钟　　　３３　　　　６６ 　　最高数据 　　传输速度　　　１３３　　　５３３ 　　可连接的 　　扩展卡　　　　最多有５个　１个 　　信号线数　　　４９　　　　６５ 　　注：总线时钟单位为ＭＨｚ，传输速度单位ＭＢ／秒。 　　３Ｄ图形的成图处理需提高显示芯片与显示内存间的数据传输速度（表二）。目前，大多数显示卡都采用较快速的显示内存，但这样会提高显示卡的成本，折衷的方法之一就是将纹理数据从显示内存移到主内存，因此可减少显示内存的容量，从而降低显示卡的成本。 　　表二、３Ｄ绘图时所需数据传送速度 　　分辨率　　　６４０×４８０ 　　显示器输出　　５０ 　　显示内存刷新　１００ 　　Ｚ缓冲存取　　１００ 　　纹理存取　　　１００ 　　其它　　　　　２０ 　　合计　　　３７０ＭＢ／秒 　　分辨率　　８００×６００ 　　显示器输出　　１００ 　　显示内存刷新　１５０　 　　Ｚ缓冲存取　　１５０　　 　　纹理存取　　　１５０　 　　其它　　　　　３０ 　　合计　　　５８０ＭＢ／秒 　　分辨率　１０２４×７６８ 　　显示器输出　　１５０ 　　显示内存刷新　２００　 　　Ｚ缓冲存取　　２００ 　　纹理存取　　　２００ 　　其它　　　　　４０ 　　合计　　　８４０ＭＢ／秒 　　ＡＧＰ不只用于３Ｄ图形，对２Ｄ图形也同样有效。由于显示卡通过ＡＧＰ、芯片组与主内存相连，提高了显示芯片与主内存间的数据传输速度，让原需存入显示内存的纹理数据，现可直接存入主内存，这样可提高主内存的内存总线使用效率，也提高了画面的更新速度及ＺＢｕｆｆｅｒｉｎｇ（Ｚ缓冲）等数据的传输速度，而且还减轻了ＰＣＩ总线的负载，有利于其它ＰＣＩ设备充分发挥性能。要知道，在ＰＣ９８规格中，ＩＳＡ总线已被取消，ＩＳＡ设备终将被淘汰，所以，把占用了ＰＣＩ总线大量带宽的显示卡移到ＡＧＰ上是非常必要的步骤。 　　ＡＧＰ在影像数据的传输效果方面也有不错的表现，图２（Ａ）表示的是用软件对ＭＰＥＧ２影像数据解压，并以ＰＣＩ总线将数据传送到显示卡的情况。图２（Ｂ）表示的是以ＡＧＰ将数据传送到显示卡的情况。从图中可以看到，当ＭＰＥＧ２影像数据经ＣＰＵ解压时，需通过总线将影像数据写入显示内存，已　解　码全画面的ＭＰＥＧ２影像数据，需以１５～２０ＭＢ／秒的速度传输，虽然ＰＣＩ总线的实际数据传输速度为２７～３３ＭＢ／秒，但数据的传输如果搭配不当，则画面恐怕将很不流畅。 　　目前，ＡＧＰ尚留有两项不稳定的因素，其一是主内存的数据传输速度。支持ＡＧＰ的显示芯片在作３Ｄ图形描绘时需对主内存进行存取操作，因此将增加主内存的内存总线流量，一般需要有８００ＭＢ／秒以上的速度。但目前主内存的数据传输速度大多在２００～３００ＭＢ／秒，以这样的速度，即使利用了ＡＧＰ也无法作细致的３Ｄ图形描绘。为了达到８００ＭＢ／秒的数据传输速度就需有高速的ＤＲＡＭ，如１００ＭＨｚ以上的ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ或其它如ＳＧＲＡＭ、ＶＲＡＭ等。ＡＧＰ的另一个问题是显示卡的兼容性。 #2　　前景展望 　　ＡＧＰ是开放的规格，厂家不需付出专利费。目前，如３Ｄｆｘ、３Ｄｌａｂｓ、ＡＴＩ、ＣｉｒｒｕｓＬｏｇｉｃ、Ｒｅｎｄｉｔｉｏｎ、Ｓ３、Ｔｒｉｄｅｎｔ等３Ｄ显示卡厂商都已表明支持ＡＧＰ，而且已有部分原型产品推出。Ｉｎｔｅｌ目前不仅与微软签约，还鼓励多家显示卡制造厂家采用ＡＧＰ。预计到今年底将有一些高性能的ＰＣ率先采用。因此，ＡＧＰ可在很短的时间内普及，Ｉｎｔｅｌ公司认为，到２０００年，９０％的ＰＣ将配置ＡＧＰ显示卡。 　　为发挥ＡＧＰ的优点，微软已计划在今年底，在其新版Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５及Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＮＴ中支持ＡＧＰ功能，并且通过ＤｉｒｅｃｔＤｒａｗ　ＡＰＩ为软件厂商提供编程接口。 　　配有ＡＧＰ接口的主板已经面市，如精英、华硕、中凌等公司的最新主板，它们采用的是用于ＰｅｎｔｉｕｍⅡ的Ｉｎｔｅｌ　４４０ＬＸ芯片组，而ＶＩＡ（威盛）等其它芯片组厂商在今年底也会推出支持ＡＧＰ的用于Ｐｅｎｔｉｕｍ级ＭＭＸ　ＣＰＵ的Ｓｏｃｋｅｔ　７主板的芯片组。 　　ＡＧＰ接口的显示卡一律都是３Ｄ显示卡，采用ＳＤＲＡＭ或者ＲＤＲＡＭ等高速显示内存，Ｔｒｉｄｅｎｔ的３Ｄ　Ｉｍａｇｅ　９８５和８７５都支持ＡＧＰ并具有ＴＶＯｕｔ功能。 　　从原型产品所看，采用ＡＧＰ并不会大幅增加显示卡的成本，但功能却强大得多，例如Ｔｒｉｄｅｎｔ的３Ｄ　Ｉｍａｇｅ　９８５，除了芯片本身外，还有一颗ＭＰＥＧ２解压芯片用以播放ＤＶＤ光盘，完全符合未来的多媒体电脑需要。台湾显示卡生产商Ｐｒｏｌｉｎｋ还推出了一张兼容ＡＧＰ和ＰＣＩ的显示卡，名为Ｌａｇｕｎａ　３Ｄ，它的一边是ＡＧＰ，另一边是ＰＣＩ，可以用在新旧电脑上，适合ＡＧＰ未普及前的过渡时期。华硕的ＡＧＰ显示卡Ｖ３０００已经上市，市场价约１８００元。 　　有关ＡＧＰ更详细的情况可从下面的网站上得到： 　　ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ａｇｐｆｏｒｕｍ．ｏｒｇ／ 　　ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｉｎｔｅｌ．ｃｏｍ／ｐｃ－ｓｕｐｐ／ｐｌａｔｆｏｒｍ／ａｇｆｘｐｏｒｔ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ 　　ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｃｏｍ／ｈｗｄｅｖ／ｄｅｖｄｅｓ／ｍｓａｇｐ．ｈｔｍ