AGP顯示卡

AGP顯示卡

AGP(Accelerate Graphical Port),加速圖形接口。隨著顯示晶片的發展,PCI匯流排日益無法滿足其需求。英特爾於1996年7月正式推出了AGP接口,它是一種顯示AGP顯示卡圖片卡專用的局部匯流排。嚴格的說,AGP不能稱為匯流排,它與PCI匯流排不同,因為它是點對點連線,即連線控制晶片和AGP顯示卡,但在習慣上我們依然稱其為AGP匯流排。AGP接口是基於PCI 2.1 版規範並進行擴充修改而成,工作頻率為66MHz。

基本信息

基本介紹

◆ AGP匯流排直接與主機板的北橋晶片相連,且通過該接口讓顯示晶片與系統主記憶體直接相連,避免了窄頻寬的PCI匯流排形成的系統瓶頸,增加3D圖形數據傳輸速度,同時在顯存不足的情況下還可以調用系統主記憶體。所以它擁有很高的傳輸速率,這是PCI等匯流排無法與其相比擬的。

AGP顯示卡圖片 AGP顯示卡圖片

由於採用了數據讀寫的流水線操作減少了記憶體等待時間,數據傳輸速度有了很大提高;具有133MHz及更高的數據傳輸頻率;地址信號與數據信號分離可提高隨機記憶體訪問的速度;採用並行操作允許在CPU訪問系統RAM的同時AGP顯示卡訪問AGP記憶體;顯示頻寬也不與其它設備共享,從而進一步提高了系統性能。

AGP標準在使用32位匯流排時,有66MHz和133MHz兩種工作頻率,最高數據傳輸率為266Mbps和533Mbps,而PCI匯流排理論上的最大傳輸率僅為133Mbps。目前最高規格的AGP 8X模式下,數據傳輸速度達到了2.1GB/s。

產品發展

AGP接口的發展經歷了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGP Pro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等階段,其傳輸速度也從最早的AGP1X的266MB/S的頻寬發展到了AGP8X的2.1GB/S。

AGP1.0

AGP顯示卡圖片 AGP顯示卡圖片
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1996年7月AGP 1.0 圖形標準問世,分為1X和2X兩種模式,數據傳輸頻寬分別達到了266MB/s和533MB/s。這種圖形接口規範是在66MHz PCI2.1規範基礎上經過擴充和加強而形成的,其工作頻率為66MHz,工作電壓為3.3v,在一段時間內基本滿足了顯示設備與系統交換數據的需要。這種規範中的AGP頻寬很小,現在已經被淘汰了,只有在前幾年的老主機板上還見得到。

AGP2.0

顯示晶片的飛速發展,圖形卡單位時間內所能處理的數據呈幾何級數成倍增長,AGP 1.0 圖形標準越來越難以滿足技術的進步了,由此AGP 2.0便應運而生了。1998年5月份,AGP 2.0 規範正式發布,工作頻率依然是66MHz,但工作電壓降低到了1.5v,並且增加了4x模式,這樣它的數據傳輸頻寬達到了1066MB/sec,數據傳輸能力大大地增強了。

AGP Pro

AGP Pro顯示卡圖片 AGP Pro顯示卡圖片
AGP Pro顯示卡圖片 AGP Pro顯示卡圖片

AGP Pro接口與AGP 2.0同時推出,這是一種為了滿足顯示設備功耗日益加大的現實而研發的圖形接口標準,套用該技術的圖形接口主要的特點是比AGP 4x略長一些,其加長部分可容納更多的電源引腳,使得這種接口可以驅動功耗更大(25-110w)或者處理能力更強大的AGP顯示卡。這種標準其實是專為高端圖形工作站而設計的,完全兼容AGP 4x規範,使得AGP 4x的顯示卡也可以插在這種插槽中正常使用。AGP Pro在原有AGP插槽的兩側進行延伸,提供額外的電能。它是用來增強,而不是取代現有AGP插槽的功能。根據所能提供能量的不同,可以把AGP Pro細分為AGP Pro110和AGP Pro50。在某些高檔台式機主機板上也能見到AGP Pro插槽,例如華碩的許多主機板。

AGP 3.0(AGP8X)

2000年8月,Intel推出AGP3.0規範,工作電壓降到0.8V,並增加了8x模式,這樣它的數據傳輸頻寬達到了2133MB/sec,數據傳輸能力相對於AGP 4X成倍增長,能較好的滿足當前顯示設備的頻寬需求。

傳輸方式

不同AGP接口的模式傳輸方式不同。

1X模式

工作頻率達到了PCI匯流排的兩倍—66MHz,傳輸頻寬理論上可達到266MB/s。

2X頻率

AGP 2X工作頻率同樣為66MHz,但是它使用了正負沿(一個時鐘周期的上升沿和下降沿)觸發的工作方式,在這種觸發方式中在一個時鐘周期的上升沿和下降沿各傳送一次數據,從而使得一個工作周期先後被觸發兩次,使傳輸頻寬達到了加倍的目的,而這種觸發信號的工作頻率為133MHz,這樣AGP 2X的傳輸頻寬就達到了266MB/s×2(觸發次數)=533MB/s的高度。

4X頻率

AGP 4X仍使用了這種信號觸發方式,只是利用兩個觸發信號在每個時鐘周期的下降沿分別引起兩次觸發,從而達到了在一個時鐘周期中觸發4次的目的,這樣在理論上它就可以達到266MB/s×2(單信號觸發次數)×2(信號個數)=1066MB/s的頻寬了。

8X頻率

在AGP 8X規範中,這種觸發模式仍然使用,只是觸發信號的工作頻率變成266MHz,兩個信號觸發點也變成了每個時鐘周期的上升沿,單信號觸發次數為4次,這樣它在一個時鐘周期所能傳輸的數據就從AGP4X的4倍變成了8倍,理論傳輸頻寬將可達到266MB/s×4(單信號觸發次數)×2(信號個數)=2133MB/s的高度了。

常用的AGP接口為AGP4X、AGP PRO、AGP通用及AGP8X接口。需要說明的是由於AGP3.0顯示卡的定電壓為0.8—1.5V,因此不能把AGP8X的顯示卡插接到AGP1.0規格的插槽中。這就是說AGP8X規格與舊有的AGP1X/2X模式不兼容。而對於AGP4X系統,AGP8X顯示卡仍舊在其上工作,但僅會以AGP4X模式工作,無法發揮AGP8X的優勢。

PCIE標準

PCI-Express是最新的匯流排和接口標準,它原來的名稱為“3GIO”,是由英特爾提出的,很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標準。交由PCI-SIG(PCI特殊興趣組織)認證發布後才改名為“PCI-Express”。這個新標準將全面取代現行的PCI和AGP,最終實現匯流排標準的統一。它的主要優勢就是數據傳輸速率高,目前最高可達到10GB/s以上,而且還有相當大的發展潛力。PCI Express也有多種規格,從PCI Express 1X到PCI Express 16X,能滿足現在和將來一定時間內出現的低速設備和高速設備的需求。

PCI Express(以下簡稱PCI-E)採用了目前業內流行的點對點串列連線,比起PCI以及更早期的計算機匯流排的共享並行架構,每個設備都有自己的專用連線,不需要向整個匯流排請求頻寬,而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率,達到PCI所不能提供的高頻寬。相對於傳統PCI匯流排在單一時間周期內只能實現單向傳輸,PCI-E的雙單工連線能提供更高的傳輸速率和質量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。

PCI-E的接口根據匯流排位寬不同而有所差異,包括X1、X4、X8以及X16,而X2模式將用於內部接口而非插槽模式。PCI-E規格從1條通道連線到32條通道連線,有非常強的伸縮性,以滿足不同系統設備對數據傳輸頻寬不同的需求。此外,較短的PCI-E卡可以插入較長的PCI-E插槽中使用,PCI-E接口還能夠支持熱拔插,這也是個不小的飛躍。PCI-E X1的250MB/秒傳輸速度已經可以滿足主流聲效晶片、網卡晶片和存儲設備對數據傳輸頻寬的需求,但是遠遠無法滿足圖形晶片對數據傳輸頻寬的需求。 因此,用於取代AGP接口的PCI-E接口位寬為X16,能夠提供5GB/s的頻寬,即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實際頻寬,遠遠超過AGP 8X的2.1GB/s的頻寬。

儘管PCI-E技術規格允許實現X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道規格,但是依目前形式來看,PCI-E X1和PCI-E X16已成為PCI-E主流規格,同時很多晶片組廠商在南橋晶片當中添加對PCI-E X1的支持,在北橋晶片當中添加對PCI-E X16的支持。除去提供極高數據傳輸頻寬之外,PCI-E因為採用串列數據包方式傳遞數據,所以PCI-E接口每個針腳可以獲得比傳統I/O標準更多的頻寬,這樣就可以降低PCI-E設備生產成本和體積。另外,PCI-E也支持高階電源管理,支持熱插拔,支持數據同步傳輸,為優先傳輸數據進行頻寬最佳化。

1.0

值得一提的是,在Intel發布i915 / i925 Express時PCI Express已經經歷第一次的升級,即PCI Express 1.0a規範。而且隨著PCI Express的套用性和普及度日益增高,PCI-SIG又迅速推出了PCI Express 1.1規範,並且這個規範使用至今。

顯示卡的發展是迅速的,尤其是進入到DirectX 10時代,顯示卡所需要的運算量和頻寬逐步增加PCI Express 1.1捉襟見肘,PCI-SIG於2007年1月再次修改並升級PCI Express規範,並將其版本提升至2.0。

2.0

PCI Express 2.0規範的主要在數據傳輸速度上做出了重大升級,即從以前的2.5Gbps匯流排頻率翻倍至5.0Gbps,這也就是說以前PCI Express 2.0 x16接口能夠翻番達到驚人的16GB/s匯流排頻寬(1GB/s=8Gbps)。雖然適合PCI Express 2.0接口的擴展套用設備很多,但是就桌面級產品目前而言,除了顯示卡不會有其他產品會需要PCI Epress 2.0接口的協助。

下面就讓我們了解一下PCI Express 2.0的重要升級部分:

1、重點是PCI Express匯流排頻率提升:每條串列線路的數據傳輸率從2.5Gbps翻番至5Gbps,頻寬也隨之翻倍。

2、可更好地支持未來高端顯示卡,即使功耗達到225W或者300W也只需PCI Express單獨供電即可。

3、新增“輸入輸出虛擬化”(IOV)技術,可以讓多台虛擬機共享網卡等PCI設備。

4、PCI-E線纜子規範可讓PCI設備通過標準化銅纜線接入計算機,而且每條線路的速度都能達到2.5Gbps,適用於為高端伺服器加入多塊網卡作為輸入輸出擴展模組等場合。

5、最後是代號“Geneseo”的長期規劃。該技術與Intel、IBM等業界巨頭合作開發,可讓圖形處理單元、加密處理單元等協處理器更好地與中央處理器機密相連。

6、對動態鏈路速度和鏈路寬度管理、以及活動狀態電源管理(ASPM)進行相關改進。

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接口規格

AGP4X TNT2 GeForce MX RAGE128 Radeon VE~9200 TI TI4200~4600

AGP8X MX440@AGP8X FX Radeon 9500~9800 GeForce 6* GeForce 7* Radeon X100/1000 HD2000 HD3000系列*

PCI-Express

Nvidia:PCX系列* GeForce 6/7/8/9/GT/GTS/GTX和FX系列圖形卡

AMD-ATI:Radeon X100/1000 HD2000 HD3000 HD4000 HD5000 HD6000 HD7000系列

注*:GeForce 6200A以外帶*號的顯示卡,均為轉接晶片橋接接口卡。

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