AGP(加速圖形端口)工作原理

AGP概述

您拿著鼠標在屏幕上進行指向、單擊和拖放等一系列操作。各個文件在獨立的窗口中打開和關閉。精彩的電影、突然出現的彈出窗口以及令人著迷的視頻游戲構成了奇妙的三維圖形世界。這些都是我們經常在計算機屏幕上看到的東西。

這一切均始于1973年。當時施樂公司（Xerox）開發出了第一臺使用圖形用戶界面的計算機阿爾托（Alto）。這項創新永遠改變了人們使用計算機的方式。

今天，各個信息處理領域（從動畫制作到簡單的任務，比如文字處理和電子郵件收發）都要用到大量的圖形，以便為用戶創造更為直觀的工作環境。支持這些圖形的硬件稱為圖形卡。這種板卡與計算機的連接方式是計算機圖形渲染能力的關鍵所在。本文將向您介紹AGP，即加速圖形端口。它能使計算機通過一條專門的通道與圖形卡進行通訊，從而改善圖形的外觀，加快計算機的圖形處理速度。

AGP的優勢：擺脫總線束縛

英特爾公司于1996年推出了AGP，以便更加高效地傳輸在各個信息處理領域中逐漸普及的流視頻和實時渲染的三維圖形。此前，標準的傳輸方法是借助外設組件互連（PCI）總線。作為一條數據通道，PCI總線負責將圖形卡中的信息傳輸至中央處理器（CPU）?？偩€允許來自不同源頭的多個信息包同時在一條通道上傳輸。來自圖形卡的信息可以與PCI上連接的其他設備發出的信息一起在總線上傳輸。當所有信息到達CPU時，必須排隊等待CPU對其進行處理。

AGP以PCI總線的設計作為基礎。但與總線不一樣，它提供了從圖形卡到CPU的點對點專用連接。AGP憑借直達CPU系統內存的高速通道，可以使計算機更快、更高效地獲取渲染復雜圖形所需的信息。在下一節中，我們將介紹具體的實現方法。

AGP實現方法

AGP的設計思想在于改進PCI向CPU傳輸數據的方式。英特爾公司通過對PCI傳輸在系統中造成數據瓶頸的所有區域進行定位，來實現這一設想。AGP通過清除數據流量堵塞，提升了計算機的圖形渲染速度，同時更有效地利用系統資源以緩解總體延遲。具體的實現方法如下：

• 專用端口——除了圖形卡以外，沒有任何其他設備連接到AGP端口。利用通往CPU的專門通道，圖形卡總能以最強的連接能力進行工作。

• 管道傳輸——這種數據組織方法使圖形卡只需通過一個請求即可接收和響應多個數據包。下面是這種傳輸方式的簡單示例：

在使用AGP時，圖形卡可以接收對渲染特定圖像所需的全部信息的請求，并一次性將其發送出去。而在使用PCI時，圖形卡會先接收圖像的高度信息然后等待，隨后接收圖像的長度信息然后等待，接著再接收圖像的寬度信息然后再等待，最終整合這些數據并將其發送出去。
• 邊帶尋址——像信件一樣，從計算機的一個部件發送給另一個部件的所有請求和信息都必須標有地址，其中包括“接收方”和“發送方”。PCI的問題在于，“接收方”和“發送方”信息與工作數據捆綁在同一個數據包中進行發送。這種情況就相當于將地址卡片擱在信封中寄送給朋友。于是郵局必須拆開信封，看看其中的地址，才能知道將信寄往何處。這樣就占用了郵局的寶貴時間。另外，地址卡片本身也在信封中占用一定的空間，從而減少了可以寄給朋友的物品總量。

  通過邊帶尋址，AGP可對數據包發出八條額外的線路，專門用于尋址。這樣就相當于將地址置于信封外面，也就是說，將釋放數據通道的全部帶寬用于信息的往返傳輸，還騰出了原先用于打開數據包讀取地址的系統資源。

PCI：浪費RAM

AGP不僅僅在速度上超越了上一代系統，還通過更有效地使用系統內存，簡化了圖形渲染過程。

您在計算機上看到的任何三維圖形都是由紋理貼圖構建的。紋理貼圖好比包裝紙。計算機用二維平面圖像包裹圖形卡指定的一組參數來創建三維圖像的外觀。您想象一下，就像是用包裝紙包裹一個隱形的盒子，以顯出其大小。認識這一點很重要，因為紋理貼圖的創建和存儲是消耗圖形卡和整個系統的內存的主要因素。

使用PCI圖形卡時，每個紋理貼圖都必須存儲兩次。首先，紋理貼圖從硬盤加載到系統內存（RAM）中，并一直保留到需要使用時為止。需要用到紋理貼圖的時候，便將其從內存中取出，發送給CPU進行處理。處理完后，即通過PCI總線發回到圖形卡，并再次存儲在圖形卡的幀緩沖區中。幀緩沖區是圖形卡保存渲染后的圖像的存儲區，這樣在每次需要圖像時都可對其進行刷新。系統和圖形卡之間的這些存儲和發送操作對計算機的整體性能造成了非常不利的影響。

AGP：節省RAM

AGP通過允許操作系統為圖形卡動態分配RAM，從而改善了紋理貼圖的存儲過程。這種內存稱為AGP內存或非本地視頻內存。使用操作系統所用的更大更快的RAM來存儲紋理貼圖可減少存儲在圖形卡內存中的貼圖數量。另外，計算機所能處理的紋理貼圖的大小不再受圖形卡上的RAM容量的限制。

AGP節省RAM的另一條途徑是：僅存儲紋理貼圖一次。這是通過一個小竅門來實現的。這個竅門體現在一種稱為圖形地址重映射表（GART）的芯片組上。GART利用AGP借用的系統內存部分來為圖形卡存儲紋理貼圖，并重新對其指定地址。GART提供的新地址使CPU以為紋理貼圖存儲在圖形卡的幀緩沖區中。GART可能會將貼圖零散地存儲在系統RAM的各處，但是當CPU需要時，紋理貼圖總是各就各位，井然有序。

AGP現狀

AGP和AGP圖形卡如今已是計算機圖形處理的標準配置。與所有硬件一樣，其技術和規格都在不斷改進。要了解AGP的當前標準和AGP圖形卡的價格，請單擊以下鏈接。

規格：

• Intel：AGP技術信息
  http://www.intel.com/technology/agp/info.htm
  提供有關AGP2.0和3.0的大量設計、規格和技術實現信息，包括一個很不錯的教程。

• nVidia:AGP 8X
  http://www.nvidia.com/object/feature_agp8x.html
  進入后請單擊左欄中的“Technical Brief:AGP 8X”，了解大量有關新的AGP3.0版的信息、規格及其發展歷程。