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加速3D图形? -深入了解AGP技术

2000-03-02 00:00作者:Voodoo3出处:CPCW责任编辑:
p>业界巨头Intel自从1997年把AGP概念因入到电脑中到现在,已经足足3年多的时间了。在这3年中,AGP已经成了当今显卡的标准。从1998年开始推出的显卡大多都采用了AGP技术,而到了1999年,显卡市场已经基本都是AGP的天下了,从低端到高端全都是清一色的AGP显示卡,所以就连具备AGP接口而不具备AGP功能的Voodoo3都遭到了媒体和用户的攻击。买显示卡要买AGP的已经成了大家的共识,那么你到底对AGP技术有多少了解,知道它带给你多少视觉感受吗?现在就让我们深入了解一下AGP技术。

AGP全称叫 Accelerated Graphics Port 意思为"加速图形端口",是由Intel公司开发的新一代图形总线技术,它可以通过更快的总线速度和系统的主内存作为扩展显存来加速显示卡的3D处理能力,并且能带给你更加详实的3D贴图。那么Intel为什么要开发AGP技术呢?归纳起来,主要原因就是"3D处理对显存需求量的急速膨胀和数据处理量的成倍增长",而传统的PCI总线在这些方面已经表现的性能不足了,至少Intel是这样认为的。那么AGP加速图形端口较之传统的PCI总线有着什么优势呢?让我们先看看传统PCI总线是怎样处理3D材质的:

1。仅用显卡的显示内存进行材质处理。这样做能得到较快的显示速度和漂亮的画面效果。那么大家要问,为什么不用这种方法处理材质呢?这是因为上面我们提过,3D处理对显存需求量的急速膨胀,毕竟在1997,显卡支持最多显存是4~8M,这些显存在处理3D材质时可能略显不足,毕竟在当时我们不能每人都有Voodoo212M SLI。

2。通过操作系统利用内存进行材质处理,这种处理方式对CPU的速度要求较高,所以处理速度慢的无法让人忍受。

3。使用频率最高的材质在显存中处理,剩下的在内存中处理,仅在需要时再从系统内存拷贝到显示内存。DirectX兼容此方法。AGP技术就是这种处理方法的改良。只是AGP对内存的管理有所加强,并且AGP技术由于独占系统总线,频率从PCI的33Mhz提升到了66Mhz,所以其传输速率有了明显的提升!

AGP技术可以通过2种手段来处理3D贴图:一是DMA(直接内存存取),一种就是现在广泛使用的DIME(Direct Memory Execution)直接内存执行模式。DMA模式大致就是以上说的那3种方法。而DIME技术才是Intel AGP技术的精髓。DIME技术允许显示芯片直接从内存中读取数据,而不必先把数据拷贝到显示内存中再读取,(因为这种方式要占用大量的显示内存,如果想利用这个技术,64M内存应该是标准配置)。而且这要求显卡对内存的操作必须? !所以,AGP有了1X/2X。AGP 1X的标准为66Mhz;AGP 2X的标准为133Mhz,实际上AGP1X是利用每个时钟的上升沿传送数据,而AGP 2X只不过是利用每个始终的上升/下降沿个进行数据传送,相当于把AGP 1X两个时钟能完成的工作1个时钟完成,所以相当于66MhzX2=133Mhz,所以不难看出买AGP显示卡最好购买AGP 2X的产品。最近在VIA133A和Intel820主板上又推出了AGP 4X标准,它正好是AGP 2X的两倍,达到了133X2=266Mhz。

DIME这种设计确实是一项很好的设计。所以AGP技术的出现马上得到了显卡/游戏厂商的支持。然而另Intel头痛的是最早推出的AGP显示卡实际上都是写插在AGP插槽里的PCI显卡,因为这些显卡根本不支持AGP的DIME执行模式,换句话说,只是在利用AGP的高带宽和频率罢了,是AGP技术太难掌握还是AGP技术本身有什么缺陷?看来Intel真的需要一款产品来展示和发展自己的AGP了。就在这个时候,Intel I740图形加速卡诞生了。这款显卡支持一系列先进技术,而且为Intel的PentiumII处理器和440BX芯片组做了优化。当然最大的新技术就是这款显卡完全彻底的支持AGP 2X!可以毫不夸张的说,就算显卡发展到现在,I740仍然是对AGP支持最好的显示卡!我们刚才说过,AGP是当本地显示内存没有空间后,才进行DIME的,这样不但可以获得较高的图象效果,而且由于不用从内存频繁的往显存拷贝数据,一定程度上也加快了速度。然而I740的出现,可能要把AGP技术重新定义了,为什么呢?Intel I740支持2~8M显示内存,有着超快的3D速度,从表面来看这是一款很不错的产品,但实际上它有个非常奇怪也让人费解的设计:它故意削减到竟然不支持任何的局部显存材质。程序中所分配给显卡的材质处理都被自动重定向到了系统内存中,而不管你的3D加速卡到底有多少显存!!按照道理来说一块8M的显示卡中有2M被用于前端和后端的缓冲区和Z-BUFFER,剩下的6M显存被用于材质渲染的高速缓存,而I740却弃这些显存而不顾,反而用速度较慢的AGP来处理和存放数据,所以Intel I740在32M内存下的表现不是很好就不足为奇了。也许大家要说,呵呵I740是好久以前的老产品了,你还讨论它干什么?对,I740确实是很老的产品,但是由于它是AGP技术的处女作,所以一些技术可能要在下面的一些新一代显卡中延续下去,这其中包括这项系统减速器的DIME功能!!


$#@60;- AGP 2X 图形加速端口

那么为什么把I740中定义的DIME功能称为系统减速器呢?实际测试证明当显卡进行DIME功能时,系统性能下降了30%!!而且显卡进行AGP纹理调用时,CPU的性能也下降了很多,这是为什么呢?当采用AGP进行材质渲染时,显示卡实际上控制了主内存的总线以达到读取材质的目的,这时内存中不仅存放着3D材质数据,而且还有很多的其它数据需要处理,这时CPU肯定无法向内存读取数据。当CPU比较空闲的时候,这样好象没什么问题,但是您想想,如果一旦CPU有大量的数据需要处理,而此时AGP也正在控制内存总线进行纹理调用,会出现什么后果呢?显示卡拥有对内存的控制权,CPU有大量的数据处理,反而要被迫等显示卡处理完后在工作,这样会产生多大的负面影响?!!!也许在I740时代,这个功能还不能表现出它的弊端,因为I74O的性能有限,而且显存带宽是64Bit的,所以在当时,I740还是一款比较出色的显示芯片,但是到了现在,情况会发生什么变化呢?

现在的显卡一般都带有16M/32M甚至64M显存,将要推出的Voodoo5 5500甚至带了64M!!难道这么多的显存也要进行AGP DIME吗?你一定会回答,当然不用,显存已经足够应付当前游戏了。实际上却不是如此,因为刚才我们说了,I740的这项弃本地显存于不顾反而用速度较慢的系统内存这个"优良传统"可能要继承下来。当前支持AGP功能的TNTX,G400等显示卡应该也具备这项功能,它们不至于弃32M显存于不顾但至少也或多或少的在进行DIME!!目前的显示卡,其显存带宽大多都是128Bit,最新的G400,Geforce256甚至是256Bit的带宽,AGP功能和内存相对于这些显示芯片来说,无论其处理速度和带宽多不能与其相提并论,然而这些高速的显示卡却要使用比自己慢上好多倍的AGP,这实在是让人感到奇怪,这也就是TNTX,G400这些显卡玩游戏有的时候突然比较慢的原因,也是我说DIME是系统减速器的原因。而一直以来由于不支持AGP功能而被媒体抨击的VoodooX系列3D加速卡,在速度上却一直比较为平均,玩游戏不会出现偶尔变慢的情况。并且TNTX,G400等的32M超大显存就算现在玩最复杂的游戏都用不完,却还要用本地系统内存做辅助显存,这一点也是I740所定义的AGP留下来的。实际上也证明了AGP技术现在只被用于测试软件中,也就是说TNTX,G400等显示卡也只是在测试软件的AGP功能测试中对VoodooX系列保持优势。所以可以看出,Intel的AGP在现在来说,不是加速3D图形,而是在减速。

所以在新一代显卡面前,AGP技术的弊端更是暴露无疑,而且在这个高显存,高带宽显卡的年代里,AGP技术已经显得有些落后了。就算最近推出的AGP 4X标准在这些显示芯片面前相形见拙,AGP的DIME已经真真正正的成为了现在系统的一大瓶颈!难怪3dfx说AGP技术该终结了。当然AGP不是一点好处都没有的,相对于PCI总线,它至少为我们带来了更高的带宽,因为它是以独占系统总线的方式工作,因此不存在等待周期,随时可以被调用,响应速度极高。AGP和PCI有着本质的区别,后者是通过外部设备总线,所以全部使用该接口的外设都要通过它和CPU进行数据交换,而且一个时钟周期只能被一个设备占用,这很大程度的限制了设备的传输速度。AGP的独占系统总线方式能是图形处理拥有更快的加速,流畅高速的数据通道,还可以缓解PCI设备紧张的带宽,使PCI设备的工作效率得到改善。我想这可能是现在AGP所带给我们的最大的好处吧。

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