| 聆听显示卡AGP时代的绝唱--AGP8X揭秘 |
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2002-07-30 11:50
作者： 胖大海
转自：
中关村在线
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近日SIS648等新的芯片组的横空出世使人们突然对AGP8X接口标准产生了浓厚的兴趣，AGP8X标准究竟是什么新技术呢？
其实这并不是什么新鲜的东东，它早在2000年8月的INTEL公司发展蓝图中就被提到过，当时它只是一个技术性概念，各种技术参数还停留在设想的地步，在当时并没引起普通消费者太多的注意，但ATI、NVIDIA和Matrox等图形芯片厂商均作出积极响应，纷纷表示要和INTEL公司合作开发这一全新总线技术，并要在它们下一代的图形芯片中加入对这一总线的支持。时隔接近两年的时光，SIS648和P4X400、KT400等主板芯片组也相继表示支持这一全新标准，基于AGP8X的SIS Xabre和ATI R300系列显卡也即将上市，这些都为AGP8X标准的普及与推广铺平了道路。
要深入了解AGP8X标准就不能不说到它的前辈们—AGP1X、AGP2X、AGP4X。从最初的PCI图形接口到AGP，从AGP1X到今日的AGP8X经过了不算漫长的发展历程，现在就让我们来简要回顾一下：
AGP（Accelerated Graphics Port）加速图形端口是在PCI图形接口的基础上发展而来的。随着3 D游戏做得越来越复杂，使用了大量的3 D特效和纹理，使原来传输速率为133MB/S的PCI总线越来越不堪重负，籍此原因拥有高带宽的AGP才得以浮出水面。这是一种与PCI总线迥然不同的图形接口，它完全独立于PCI总线之外，直接把显卡与主板控制芯片联在一起，使得3D图形数据省略了越过PCI总线的过程，从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。可以说，AGP代替PCI成为新的图形端口是技术发展的必然。
1996年7月AGP 1.0 图形标准问世，分为1X和2X两种模式，数据传输带宽分别达到了266MB/s和533MB/s。这种图形接口规范是在66MHz PCI2.1规范基础上经过扩充和加强而形成的，其工作频率为66MHz，工作电压为3.3v，在一段时间内基本满足了显示设备与系统交换数据的需要。
但显示芯片的发展实在是太快了，图形卡单位时间内所能处理的数据呈几何级数成倍增长，AGP 1.0 图形标准越来越难以满足技术的进步了，由此AGP 2.0便应运而生了。
1998年5月份，AGP 2.0 规范正式发布，工作频率依然是66MHz，但工作电压降低到了1.5v，并且增加了4x模式，这样它的数据传输带宽达到了1066MB/s，数据传输能力大大地增强了。
AGP Pro总线与AGP 2.0同时推出，这是一种为了满足显示设备功耗日益加大的现实而研发的图形接口标准，应用该技术的图形接口主要的特点是比AGP 4x略长一些，其加长部分可容纳更多的电源引脚，使得这种接口可以驱动功耗更大（25-110w）或者处理能力更强大的AGP显卡。这种标准其实是专为高端图形工作站而设计的，完全兼容AGP 4x规范，使得AGP 4x的显卡也可以插在这种插槽中正常使用。
AGP 8X作为新一代AGP并行接口总线，在数据传输频宽上和它的先辈AGP 4X一样都是32bit，但总线速度将达到史无前例的66MHz×8=533MHz，在数据传输带宽上也会达到2.1GB/s的高度，这些都是原来的AGP并行接口无法企及的。它的推出正好适应了现今CPU和GPU（图形工作站）的飞速发展，也可以说是CPU和GPU的发展导致了这一新技术的应有和推广。随着CPU主频的逐步提升以及GPU的性能的日新月异，系统单位时间内所要处理的3D图形和纹理越来越多，大量的数据要在极短的时间内频繁地在CPU和GPU之间反复交换，这使原来运行频率为66MHz的AGP接口已越来越跟不上它们交换的速度，系统的性能因此而大受影响，正像当年AGP取代PCI总线一样，AGP 8X终于走上了时代的舞台。
要想深入认识AGP 8X，让我们先来说说AGP总线这个话题吧。我们知道最初的显示设备是采用PCI总线接口的，工作频率为33MHz，数据模式为32bit，传输带宽为133MB/s。随着AGP 1.0规范的推出，AGP 1x和2x显示设备逐渐成为主流。1X模式的AGP，工作频率达到了PCI总线的两倍—66MHz，传输带宽理论上可达到266MB/s。AGP 2X工作频率同样为66MHz，但是它使用了正负缘（一个时钟周期的上升沿和下降沿）触发的工作方式，在这种触发方式中在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据，从而使得一个工作周期先后被触发两次，使传输带宽达到了加倍的目的，而这种触发信号的工作频率为133MHz，这样AGP 2X的传输带宽就达到了266MB/s×2（触发次数）＝532MB/s的高度。AGP 4X仍使用了这种信号触发方式，只是利用两个触发信号在每个时钟周期的下降沿分别引起两次触发，从而达到了在一个时钟周期中触发4次的目的，这样在理论上它就可以达到266MB/s×2（单信号触发次数）×2（信号个数）＝1064MB/s的带宽了。
在AGP 8X规范中，这种触发模式仍将使用，只是触发信号的工作频率将变成266MHz，两个信号触发点也变成了每个时钟周期的上升沿，单信号触发次数为4次，这样它在一个时钟周期所能传输的数据就从AGP4X的4倍变成了8倍，理论传输带宽将可达到266MB/s×4（单信号触发次数）×2（信号个数）＝2128MB/s的高度了。
AGP 8X的研发设计一直坚持了以下三条原则：一、努力提高数据传输带宽，进一步增强原有功能。二、简化设计方案，对于用不着的功能一律不用，从而减少了设计难度，缩小了设计成本。三、为工作站平台新增了不少功能。
下面我们来说说支持AGP 8x的主板与我们现在所用显卡的兼容性问题，这个问题很重要，因为随着KT400、nFORCE2、SIS648等支持AGP 8x的主板相继上市，如果用户（在升级电脑的情况下）并不了解这种新主板与自己原来显卡是否兼容，这必将引起不必要的麻烦。其实哪个主板厂商都不会让自己的主板只支持AGP 8x一种显卡的，这势必影响自己主板的普及和推广，所能占领的市场份额也将会大幅缩小。但是我们应该知道，AGP 8x的标准工作电压只有0.8v，它只能向下兼容到1.5v标准，即在1.5v的电压下也可以正常运行，但在3.3v的电压下是绝对无法工作的。所以我要说支持AGP 8x的主板最低只能兼容到AGP 4x的显卡，至于AGP 1x、 2x的显卡它只能爱莫能助了。这一点将会使一些拥有AGP 1x或2x显卡但又想用这种新型主板的消费者不免有些遗憾。
那么另一方面的问题是支持AGP 8X的显卡能用在老主板上吗？据业界资料显示，在原来主板支持1.5v电压的情况下，AGP 8X的显卡完全可以在这些老主板上正常运行，不过AGP 8X的高数据带宽可就用不上了。
下面我们来看看AGP 8X为工作站都做了哪些功能优化。
1、减少等时操作设计。在PCI显示总线时代，大的数据在通过PCI接口时由于带宽不够而经常会出现处理延时现象。在进入AGP时代以后，由于处理数据量的急剧增长，这种现象也时有发生。比如我们在看电影时，由于系统在单位时间内读取的数据很多，往往会因为系统资源不足而出现播放不流畅的现象。AGP 8X针对这个问题专门做了研究，加入了数据同步传输设计。说到同步，也许有的人会不理解什么意思，这种功能在我们所用的IE浏览器中经常会用到。当你在浏览一个网页时，系统会把这个网页的数据保存在硬盘上，当你再度上网浏览这个以前看过的网页时，浏览速度会比以前快很多，这就是同步在起作用。AGP 8X加入这一功能后，在处理大的数据时就可以边处理边预先读取，从而有效减少了数据塞车现象，使系统的性能得以全面地发挥，而不会在数据读取上浪费太多的资源。
2、我们知道AGP和AGP 8x都是点对点接口，这也就是为什么我们的主板上只有一个AGP插槽的原因。AGP 8x推出以后，这种局面可能会得以改变，因为AGP 8x中加入了一种新的设计——输出端数桥接（Fan-out Bridge）技术，它可以使系统中安装多个AGP 8x设备成为可能。每个AGP 8x端口配置一个桥接模块，这些模块通过逻辑主PCI总线并且通过统一出口同芯片组中的控制模块通讯，每个模块可以通过次级PCI总线（AGP 8x总线）链接至少两个AGP 8x设备，不过两个AGP 8x设备之间无法进行点对点传输。
结语：
因为这篇文章涉及的技术问题比较抽象，我们只能从文字上来阐述AGP 8x规范的技术要点。我们已经知道，这是一种传输带宽高达2.1GB/S的新的显示接口规范，它的推出是为功能更加强大的CPU和GPU的出台而铺路的，我们应能深切感受到这一技术的巨大进步，但是这只能算是AGP接口规范的绝唱，因为Intel已明确表示AGP 8x将会是最后一代的并行接口，接下来上场的将会是3GIO－－也就是正式命名为PCI Express的串行总线标准。
迎接AGP 8x标准的到来，您准备好了吗？
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