Все хорошее когда-нибудь кончается.
Обидно - но истинно. Сколько писали про то,
что шина PCI наконец-то устранила "узкое
место" РС - обмен с видеокартами - но не
тут-то было! Прогресс, как известно, не стоит
на месте. Появление разных там 3D
ускорителей привело к тому, что ребром
встал вопрос: что делать? Либо увеличивать
количество дорогой памяти непосредственно
на видеокарте, либо хранить часть
информации в дешевой системной памяти, но
при этом каким-нибудь образом организовать
к ней быстрый доступ.
Как это практически всегда бывает в
компьютерной индустрии, вопрос решен не был.
Казалось бы, вот вам простейшее решение:
переходите на 66-мегагерцовую 64-разрядную
шину PCI с огромной пропускной способностью,
так нет же. Intel на базе того же стандарта PCI
R2.1 разрабатывает новую шину - AGP (R1.0, затем
2.0), которая отличается от своего "родителя"
в следующем:
- шина способна передавать два блока
данных за один 66 MHz цикл (AGP 2x);
- устранена мультиплексированность линий
адреса и данных (напомню, что в PCI для
удешевления конструкции адрес и данные
передавались по одним и тем же линиям);
- дальнейшая конвейеризация операций
чтения/записи, по мнению разработчиков,
позволяет устранить влияние задержек в
модулях памяти на скорость выполнения
этих операций.
В результате пропускная способность шины
была оценена в 500 МВ/сек, и предназначалась
она для того, чтобы видеокарты хранили
текстуры в системной памяти,
соответственно имели меньше памяти на
плате, и, соответственно, дешевели.
Парадокс в том, что видеокарты все-таки
предпочитают иметь БОЛЬШЕ памяти, и ПОЧТИ
НИКТО не хранит текстуры в системной памяти,
поскольку текстур такого объема пока (подчеркиваю
- пока) практически нет. При этом в силу
удешевления памяти вообще, карты особенно и
не дорожают. Однако практически все считают,
что будущее - за AGP, а бурное развитие
мультимедиа-приложений (в особенности - игр)
может скоро привести к тому, что текстуры
перестанут влезать и в системную память.
Поэтому имеет смысл, особо не вдаваясь в
технические подробности, рассказать, как же
это все работает.
Итак, начнем с начала, то есть с AGP 1.0. Шина
имеет два основных режима работы: Execute и DMA. В
режиме DMA основной памятью является память
карты. Текстуры хранятся в системной памяти,
но перед использованием (тот самый execute)
копируются в локальную память карты. Таким
образом, AGP действует в качестве "тыловой
структуры", обеспечивающей
своевременную "доставку патронов" (текстур)
на передний край (в локальную память). Обмен
ведется большими последовательными
пакетами.
В режиме Execute локальная и системная память
для видеокарты логически равноправны.
Текстуры не копируются в локальную память,
а выбираются непосредственно из системной.
Таким образом, приходится выбирать из
памяти относительно малые случайно
расположенные куски. Поскольку системная
память выделяется динамически, блоками по 4К,
в этом режиме для обеспечения приемлемого
быстродействия необходимо предусмотреть
механизм, отображающий последовательные
адреса на реальные адреса 4-х килобайтных
блоков в системной памяти. Эта нелегкая
задача выполняется с использованием
специальной таблицы (Graphic Address Re-mapping Table или
GART), расположенной в памяти.
При этом адреса, не попадающие в диапазон
GART (GART range), не изменяются и непосредственно
отображаются на системную память или
область памяти устройства (device specific range). На
рисунке в качестве такой области показан
локальный фрейм-буфер карты (Local Frame Buffer или
LFB). Точный вид и функционирование GART не
определены и зависят от управляющей логики
карты.
Шина AGP полностью поддерживает операции
шины PCI, поэтому AGP-траффик может
представлять из себя смесь чередующихся AGP
и PCI операций чтения/записи. Операции шины AGP
являются раздельными (split). Это означает, что
запрос на проведение операции отделен от
собственно пересылки данных.
Такой подход позволяет AGP-устройству
генерировать очередь запросов, не
дожидаясь завершения текущей операции, что
также повышает быстродействие шины.
В 1998 году спецификация шины AGP получила
дальнейшее развитие - вышел Revision 2.0. В
результате использования новых
низковольтных электрических спецификаций
появилась возможность осуществлять 4
транзакции (пересылки блока данных) за один
66-мегагерцовый такт (AGP 4x), что означает
пропускную способность шины в 1GB/сек!
Единственное, чего не хватает для полного
счастья, так это чтобы устройство могло
динамически переключаться между режимами 1х,
2х и 4х, но с другой стороны, это никому и не
нужно.
Однако потребности и запросы в области
обработки видеосигналов все возрастают, и
Intel готовит новую спецификацию - AGP Pro (в
настоящее время доступен Revision 0.9) -
направленную на удовлетворение
потребностей высокопроизводительных
графических станций. Новый стандарт не
видоизменяет шину AGP. Основное направление -
увеличение энергоснабжения графических
карт. С этой целью в разъем AGP Pro добавлены
новые линии питания.
Предполагается, что будет существовать
два типа карт AGP Pro - High Power и Low Power. Карты High
Power могут потреблять от 50 до 110W. Естественно,
такие карты нуждаются в хорошем охлаждении.
С этой целью спецификация требует наличия
двух свободных слотов PCI с component side (стороны,
на которой размещены основные чипы) карты.
При этом данные слоты могут
использоваться картой как дополнительные
крепления, для подвода дополнительного
питания и даже для обмена по шине PCI! При
этом на использование этих слотов
накладываются лишь незначительные
ограничения.
При использовании слотов для подвода
дополнительного питания:
- Не использовать для питания линии V I/O;
- Не устанавливать линию M66EN (контакт 49В) в
GND (что вполне естественно, так как это
переводит шину PCI в режим 33 MHz).
При использовании слота для обмена по
шине:
- Подсистема PCI I/O должна разрабатываться
под напряжение 3.3V c возможностью
функционирования при 5 V.
Поддержка 64-разрядного или 66 MHz режимов не
требуется.
Карты Low Power могут потреблять 25-50W, поэтому
для обеспечения охлаждения спецификация
требует наличия одного свободного слота PCI.
При этом все retail-карты AGP Pro должны иметь
специальную накладку шириной
соответственно в 3 или 2 слота, при этом
карта приобретает вид достаточно
устрашающий.
При этом в разъем AGP Pro можно устанавливать
и карты AGP.
В общем, как представлю себе графическую
станцию с двумя процессорами Xeon и
видеокартой AGP Pro High Power... Можно здорово
сэкономить на отоплении... Закрадывается
крамольная мысль, что в спецификацию PC 200?
будет заложено жидкостное охлаждение.
Опять-таки поживем - увидим.
Компьютеры - видео
|