AGP 的工作原理

作者: Jeff Tyson & Robert Valdes
An electrical mother board.
AGP 使您的计算机能够可靠地与显卡通信,从而增强图形效果。 zf L / Getty Images

­ 您指点,您点击;您拖放。文件在独立窗口中打开和关闭。电影播放,弹出窗口弹出,视频游戏充满屏幕,让您沉浸在3D 图形的世界中。这就是我们习惯在计算机上看到的东西。

这一切始于 1973 年,当时 Xerox 完成了 Alto,这是第一台使用图形用户界面的计算机。这一创新永远改变了人们使用计算机的方式。

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如今,计算的方方面面,从创建动画到简单的文字处理和电子邮件任务,都大量使用图形来为用户创建更直观的工作环境。支持这些图形的硬件称为显卡。显卡连接到计算机的方式对于计算机渲染图形的能力至关重要。在本文中,您将了解 AGP,即加速图形端口。AGP 使您的计算机能够以专用方式与显卡通信,从而提高计算机图形的外观和速度。

摆脱 PCI 总线

主板上的 PCI 插槽
图片提供

1996 年,Intel 引入了 AGP,作为一种更高效的方式来传输流媒体视频和实时渲染的 3D 图形,这些在计算的各个方面都变得越来越普遍。此前,标准的传输方法是外围组件互连 (PCI) 总线。PCI 总线是用于将信息从显卡传输到中央处理器 (CPU) 的路径。总线允许来自不同来源的多个信息包同时沿一条路径传输。来自显卡的信息与来自连接到 PCI 的任何其他设备的信息一起通过总线传输。当所有信息到达 CPU 时,它必须排队等待 CPU 的处理时间。

这个系统运行多年效果良好,但最终 PCI 总线变得有些过时了。互联网和大多数软件越来越注重图形,显卡的需求需要优先于所有其他 PCI 设备。

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基于 AGP 的显卡典型示例

AGP 基于 PCI 总线的设计;但与总线不同的是,它提供从显卡到 CPU 的专用点对点连接。通过通往 CPU 和系统内存的清晰路径,AGP 为您的计算机提供了一种更快、更高效的方式来获取渲染复杂图形所需的信息。在下一节中,我们将了解这是如何实现的。

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AGP 图形渲染

AGP 的构建理念是改进 PCI 向 CPU 传输数据的方式。Intel 通过解决 PCI 传输导致系统数据瓶颈的所有领域来实现这一目标。通过清除数据拥堵,AGP 提高了机器渲染图形的速度,同时更有效地利用系统资源以减少整体延迟。以下是其工作原理:

  • 专用端口 - 除了显卡之外,没有其他设备连接到 AGP。通过通往 CPU 的专用路径,显卡始终可以以连接的最大容量运行。
  • 流水线 - 这种数据组织方法允许显卡在单个请求中接收并响应多个数据包。这里有一个简化示例:使用 AGP,显卡可以接收渲染特定图像所需的所有信息的请求并一次性发送出去。而使用 PCI,显卡会先接收图像高度信息并等待...然后是图像长度信息并等待...然后是图像宽度信息并等待...最后组合数据,然后发送出去。
  • 带外寻址 - 就像一封信一样,从计算机一部分发送到另一部分的所有请求和信息都必须包含“收件人”和“发件人”的地址。PCI 的问题在于,这些“收件人”和“发件人”信息与工作数据一起打包在一个数据包中发送。这相当于您寄信给朋友时,在信封内附上一张地址卡:现在邮局必须打开信封才能看到地址,才能知道往哪里寄。这占用了邮局的时间。此外,地址卡本身也占用了信封内的空间,减少了您可以寄给朋友的总量。使用带外寻址,AGP 在数据包上额外提供八条线路专门用于寻址。可以说,这使得地址位于信封外部,从而释放了用于来回传输信息的总数据路径带宽。此外,它还疏通了以前用于打开数据包读取地址的系统资源。

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PCI 图形渲染:浪费 RAM

使用 PCI 时,纹理贴图从硬盘加载到系统内存,由 CPU 处理,然后加载到显卡的帧缓冲器中。
图片由 Intel 公司提供

速度并不是 AGP 唯一超越其前身的地方。它还通过更有效地使用系统内存来简化图形渲染过程。

您在计算机上看到的任何 3D 图形都是通过纹理贴图构建的。纹理贴图就像包装纸。您的计算机将一个平面的 2D 图像围绕显卡规定的一组参数进行包裹,以创建 3D 图像的外观。可以将其想象成用包装纸包裹一个隐形的盒子来显示盒子的大小。理解这一点很重要,因为纹理贴图的创建和存储是消耗显卡和整个系统内存的主要因素。

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使用基于 PCI 的显卡时,每个纹理贴图都必须存储两次。首先,纹理贴图从硬盘加载到系统内存 (RAM),直到需要使用。一旦需要,它就从内存中取出并发送到 CPU 进行处理。处理完成后,它通过 PCI 总线发送到显卡,在那里再次存储在显卡的帧缓冲器中。帧缓冲器是显卡渲染后存储图像的地方,以便每次需要时都可以刷新。系统和显卡之间所有这些存储和发送对计算机的整体性能消耗很大。

AGP 内存改进

使用 AGP 的 Pentium III 系统的标准架构图
图片由 Intel 公司提供

AGP 通过允许操作系统动态指定 RAM 供显卡使用来改进纹理贴图的存储过程。这种类型的内存称为 AGP 内存或非本地视频内存。使用操作系统用于存储纹理贴图的更丰富、更快的 RAM 减少了必须存储在显卡内存中的贴图数量。此外,您的计算机能够处理的纹理贴图大小不再受限于显卡上的 RAM 量。

AGP 节省 RAM 的另一种方法是只存储纹理贴图一次。它通过一个小技巧来实现这一点。这个技巧采用了一种名为图形地址重映射表 (GART) 的芯片组形式。GART 获取 AGP 借用系统内存中用于存储显卡纹理贴图的部分并对其重新寻址。GART 提供的新地址使 CPU 认为纹理贴图存储在显卡的帧缓冲器中。GART 可能将纹理贴图的零碎部分分散在系统 RAM 各处;但当 CPU 需要它时,就 CPU 而言,纹理贴图就在它应该在的位置。

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AGP 显卡

AGP 和 AGP 显卡现在是计算机图形处理的标准。与所有硬件一样,技术和规格不断改进。要了解 AGP 的当前标准和 AGP 显卡的价格,请点击以下链接。

规格

价格

  • 十万个为什么 购物:显卡

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