Карта agp в разъем pci. Замечания по установке видеокарты для шины AGP

(рисунок ниже), но у них используется разъем повышенной плотности с «двухэтажным» (как у EISA) расположением ламелей. Сам разъем находится дальше от задней кромки платы, чем разъем PCI.

Порт AGP может использовать три возможных номинала питания интерфейсных схем (Vddq): 3,3 В (для 1x и 2x), 1,5 В (для 2x и 4x) и 0,8 В (для 8x). Сигналы RST# и CLK всегда 3-вольтовые. На слотах и картах имеются механические ключи, предотвращающие ошибочные подключения:

слот и карта AGP 1.0 используют напряжение 3,3 В; они имеют ключи на месте контактов 22–25 (перегородка в слоте, рис. а, вырез на разъеме карты);
слот и карта AGP 2.0 используют напряжение 1,5 В, они имеют ключи на месте контактов 42–45;
универсальный слот AGP 2.0 (3,3 В/1,5 В) не имеет перегородок, а универсальная карта имеет оба выреза. Универсальная системная плата узнает о номинале питания буферов установленной карты по сигналу TYPEDET# - на картах 3,3 В контакт свободен, на картах 1,5 В и универсальных - заземлен. Универсальная карта узнает о номинале питания буферов по уровню напряжения на контактах Vddq (3,3 или 1,5 В). Таким образом и обеспечивается согласование режима карты и системной платы;
слот и карта AGP 3.0 используют напряжение 0,8 В, но по ключам они аналогичны 1,5-вольтовым слотам и картам (ключи на месте контактов 42–45). Карта узнает порт AGP 3.0 по заземленной линии MB_DET# (в порте AGP 2.0 он свободен);
универсальный слот AGP 3.0 может работать с картой 8x (напряжение 0,8В) и AGP 2.0 (4х, 1,5 В). Здесь напряжение 0,8 В и режим 8x выбираются логикой порта и карты.

Для работы в режимах 2x/4x/8x приемникам требуется опорное напряжение Vref. Его номинал для 3,3 В составляет 0,4×Vddq, для 1,5 В - 0,5×Vddq, для 0,8 В - 0,233×Vddq. Опорное напряжение для приемников генерируется на стороне передатчиков. На контакт A66 (Vrefgc) графическое устройство подает сигнал для порта, на контакт B66 (Vrefcg) порт (чипсет) подает напряжение для устройства AGP.

При передаче в режиме 8x применяется динамическое инвертирование данных на шине AD. Сигнал DBI_LO указывает на инверсию линий AD, DBI_HI - на инверсию AD. Решение об изменении состояния инверсии принимается сравнением выводимой информации с информацией предыдущего такта: если число переключаемых линий в соответствующей половине AD более 8, то соответствующий сигнал DBI_xx меняет состояние на противоположное. Таким образом, на каждой половине шины AD одновременно будет переключаться не более 8 сигнальных линий, что позволяет уменьшить броски тока. Для режима 8x применяется автоматическая калибровка приемопередатчиков, позволяющая согласовать их параметры с линией и партнером. Калибровка производится как статически (при начальном запуске), так и динамически в процессе работы, чтобы компенсировать уход параметров из-за изменения температуры.

В таблице приведено назначение контактов слота AGP применительно к версии 3.0, в скобках приведены назначения контактов для AGP 1.0 и 2.0. Из-за двух ключей на универсальной карте AGP 2.0 теряется пара контактов для подачи питания VCC3.3, и их остается только 4, что ограничивает потребляемый ток (допустимый ток для каждого контакта - 1 А). На универсальной карте AGP 2.0 также нет дополнительного питания 3,3Vaux, используемого для питания цепей формирования сигнала PME# в режиме «сна».

Таблица. Назначение контактов порта AGP

Ряд B	№	Ряд A
OVRCNT#	1	12V
5.0V	2	TYPEDET#
5.0V	3	Резерв
USB+	4	USB–
GND	5	GND
INTB#	6	INTA#
CLK	7	RST#
REQ#	8	GNT#
VCC3.3	9	VCC3.3
ST0	10	ST1
ST2	11	MB_DET# 3
RBF#	12	DBI_HI (PIPE#)
GND	13	GND
DBI_LO 3	14	WBF#
SBA0	15	SBA1
VCC3.3	16	VCC3.3
SBA2	17	SBA3
SB_STBF (SB_STB)	18	SB_STBS (SB_STB# 1)
GND	19	GND
SBA4	20	SBA5
SBA6	21	SBA7
Резерв (ключ 3,3 В)	22	Резерв (ключ 3,3 В)
GND (ключ 3,3 В)	23	GND (ключ 3,3 В)
3,3Vaux (ключ 3,3 В)	24	Резерв (ключ 3,3 В)
VCC3.3 (ключ 3,3 В)	25	VCC3.3 (ключ 3,3 В)
AD31	26	AD30
AD29	27	AD28
VCC3.3	28	VCC3.3
AD27	29	AD26
AD25	30	AD24
GND	31	GND
AD_STBF1 (AD_STB1)	32	AD_STBS1 (AD_STB1# 1)
AD23	33	C/BE3#
Vddq	34	Vddq
AD21	35	AD22
AD19	36	AD20
GND	37	GND
AD17	38	AD18
C/BE2#	39	AD16
Vddq	40	Vddq
IRDY#	41	FRAME#
Ключ 1,5 В (3,3Vaux)	42	Ключ 1,5 В (Резерв)
Ключ 1,5 В (GND)	43	Ключ 1,5 В (GND)
Ключ 1,5 В (Резерв)	44	Ключ 1,5 В (Резерв)
Ключ 1,5 В (VCC3.3)	45	Ключ 1,5 В (VCC3.3)
DEVSEL#	46	TRDY#
Vddq	47	STOP#
PERR#	48	PME#
GND	49	GND
SERR#	50	PAR
C/BE1#	51	AD15
Vddq	52	Vddq
AD14	53	AD13
AD12	54	AD11
GND	55	GND
AD10	56	AD9
AD8	57	C/BE0#
Vddq	58	Vddq
AD_STBF0 (AD_STB0)	59	AD_STBS0 (AD_STB0# 1)
AD7	60	AD6
GND	61	GND
AD5	62	AD4
AD3	63	AD2
Vddq	64	Vddq
AD1	65	AD0
Vrefcg2	66	Vrefgc 2

1 - Инверсные стробы отсутствуют на картах и слотах 3,3 В (там нет режима 4x/8x).
2 - Опорное напряжение не требуется для слотов и карт 1x.
3 - Только в AGP 3.0.

Кроме собственно AGP в порте AGP заложены сигналы шины USB , которую предполагается заводить в компьютерный монитор (линии USB+, USB– и сигнал OVRCNT#, которым сообщается о перегрузке по току линии питания + 5 В, выводимой в монитор). Сигнал PME# относится к интерфейсу управления энергопотреблением (Power Management Interface). При наличии дополнительного питания 3,3Vaux этим сигналом карта может инициировать «пробуждение».

Спецификация AGP Pro описывает более мощный коннектор, позволяющий в 4 раза повысить мощность, подводимую к графической карте. При этом сохраняется односторонняя совместимость: карты AGP могут устанавливаться в слот AGP Pro, но не наоборот. В настоящее время от коннектора AGP Pro отказались, а для подачи питания на графическую карту используется дополнительный кабель с разъемом.

Коннектор AGP Pro имеет дополнительные контакты с обеих сторон обычного коннектора AGP (см. рисунок ниже) для линий GND и питания 3,3 и 12 В, назначение этих контактов приведено в таблице, которая расположена ниже. Для правильной установки обычной карты со стороны задней кромки системной платы дополнительная часть слота AGP Pro закрывается съемной пластмассовой заглушкой. Карта AGP Pro может также использовать 1–2 соседних слота PCI: чисто механически (как точки опоры и место), как дополнительные коннекторы для подачи питания, как функциональные коннекторы PCI. Потребности в дополнительном питании и креплении взаимосвязаны: высокопроизводительные карты потребляют большую мощность, для отводакоторой требуются мощные (и тяжелые) радиаторы и вентиляторы. К счастью, прогресс в технологии изготовления микросхем приводит к улучшению соотношения «мощность/производительность», так что задача питания и крепления графического адаптера несколько упростилась.

Таблица. Дополнительные контакты коннектора AGP Pro

Цепь	Контакты
VCC3.3	C1, C3, D1…D8
GND	C2, C4…C8, E3…E14
VCC12	F3…F14
PRSNT1#	D10
PRSNT2#	D9
Резерв	C9, C10, E1, E2, F1, F2

В совокупности карта AGP Pro может потреблять до 110 Вт мощности, забирая ее по шинам питания 3,3 В (до 7,6 А) и 12 В (до 9,2 А) с основного разъема AGP, дополнительного разъема питания AGP Pro и одного-двух разъемов PCI. Карты AGP Pro большой мощности (High Power, 50–110 Вт) занимают 2 слота PCI, малой (Low Power, 25–50 Вт) - 1 слот. Соответственно скобка крепления к задней панели ПК у них имеет утроенную или удвоенную ширину. Кроме того, карты имеют крепеж к передней стенке ПК. На дополнительном разъеме цепь PRSNT1# служит признаком наличия карты (контакт заземлен), а PRSNT2# - признаком потребляемой мощности (до 50 Вт - контакт свободен, до 110 Вт - заземлен).

С развитием новой техники требовалось увеличение скорости передачи данных по шине, связанной с графическим адаптером. Поэтому появилась специализированная шина AGP, которая имеет улучшенные характеристики.

AGP (от англ. Accelerated Graphics Port, ускоренный графический порт) - разработанная в 1997 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты. Появилась одновременно с чипсетами для процессора Intel Pentium II.

Основной задачей разработчиков было увеличение производительности и уменьшение стоимости видеокарты, за счёт уменьшения количества встроенной видеопамяти. По замыслу Intel большие объёмы видеопамяти для AGP-карт были бы не нужны, поскольку технология предусматривала высокоскоростной доступ к общей памяти.

Техниеская характеристика шины

AGP основан на шине PCI , но разработан специально для обеспечения высокоскоростной передачи больших блоков данных 3D текстур между видеоконтроллером (видеокартой) и памятью компьютера. Во-первых, 3D графика требуется как можно больше памяти информации текстурных карт (texture maps) и z-буфера (z-buffer). Чем больше текстурных карт доступно для 3D приложений, тем лучше выглядит конечный результат. При нормальных обстоятельствах z-буфер, который содержит информацию относящуюся к представлению глубины изображения, использует ту же память как и текстуры. Этот конфликт предоставляет разработчикам 3D множество вариантов для выбора оптимального решения, которое они привязывают к большой значимости памяти для текстур и z-буфера, и результаты напрямую влияют на качество выводимого изображения. Разработчики PC имели ранее возможность использовать системную память для хранения информации о текстурах и z-буфера, но ограничение в таком подходе, была передача такой информации через шину PCI . Производительность графической подсистемы и системной памяти ограничиваются физическими характеристиками шины PCI. Кроме того, ширина полосы пропускания PCI , или ее емкость, не достаточна для обработки графики в режиме реального времени. Чтобы решить эти проблемы Intel разработала AGP.

Макет различных слотов AGP

Если определить кратко, что такое AGP, то это - прямым соединением между графической подсистемой и системной памятью. AGP позволяет более эффективно использовать память страничного буфера (frame buffer), тем самым увеличивая производительность 2D графики также, как увеличивая скорость прохождения потока данных 3D графики через систему. Определение AGP, как вид прямого соединения между графической подсистемой и системной памятью, называется соединение point-to-point.

AGP соединяет графическую подсистему с блоком управления системной памятью, разделяя этот доступ к памяти с центральным процессором компьютера (CPU). Вместо того чтобы использовать PCI шину для видео данных, AGP использует прямой канал, для того чтобы видеокарта (графический контроллер) имела прямой доступ к оперативной памяти. Шина позволяет использовать конвейеризацию обращений, т. е. посылать данные в виде непрерывных пакетов.

Увеличение скорости обеспечивается следующими тремя факторами:

Конвейеризацией операций обращения к памяти.
Сдвоенными передачами данных.
Демультиплексированием шин адреса и данных.

Через AGP можно подключить только один тип устройств - это графическая плата. Графические системы, встроенные в материнскую плату и использующие AGP не могут быть улучшены.

Oтличия от шины PCI:

работа на тактовой частоте 66 МГц;
увеличенная пропускная способность (до 266 Мб/с, тогда как PCI шина имеет скорость передачи данных только 133 Мб/с);
режим работы с памятью DMA и DME;
разделение запросов на операцию и передачу данных;
возможность использования видеокарт с большим энергопотреблением, нежели PCI

Очередь запросов

Передача данных из основной памяти в видеопамять карты осуществляется в два этапа, сначала передаётся 64-битный адрес, откуда данные нужно считать, затем идут сами данные. Шина AGP предусматривает два варианта передачи, первый - совместим с шиной PCI - запросы данных и адреса происходят по одному каналу; второй - в режиме SBA (Sideband Addressing), по отдельной боковой шине, таким образом, можно посылать запросы на новые данные, не дожидаясь получения предыдущих.

В шине AGP посылаются несколько адресов и несколько данных одно за другим, благодаря чему имеется возможность постановки в очередь до 256 запросов и поддерживания двух очередей для операций чтения/записи с высоким и низким приоритетом. Сдвоенная передача, т. е. передача за один такт двух данных вместо одного, позволяет: иметь пропускную способность при частоте 66 МГц до 528Мб/с, работать на частоте, до 100 МГц и выше с более высокой пропускной способностью.

Стандарты шины AGP

Для шины AGP существует несколько стандартов:

Большинство карт работает со стандартом 4X и 8X.

Шина AGP 1.0

Компьютеры, оснащенные AGP, и графические акселераторы впервые поступили в продажу в августе 1997 года.

За основу интерфейса AGP 1.0 была взята шина PCI 2.1, а точнее, ее вариант PCI 32/66 - 32х разрядная шина с частотой работы 66 МГц.

Карта AGP 1.0:

Шина AGP 1.0 имеет два основных режима работы: Execute и DMA.

DMA (Direct Memory Access) - доступ к памяти, в этом режиме основной памятью считается встроенная видеопамять на карте, текстуры копируются туда перед использованием из системной памяти компьютера. Этот режим работы не был новым, по тому же принципу работают звуковые карты, некоторые контроллеры и т. п.

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 текстур 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 предусмотрен механизм, отображающий последовательные адреса на реальные адреса 4-х килобайтных блоков в системной памяти. Эта задача выполняется с использованием специальной таблицы (Graphic Address Re-mapping Table или GART – графическая таблица переадресации адресов), 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).

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.

Шина AGP 2.0

В декабре 1997 года фирма Intel выпустила предварительную версию стандарта AGP 2.0, а в мае 1998 года окончательный вариант(этот режим получил название "4x").

Основные отличия от предыдущей версии:

Скорость передачи может быть увеличена еще в два раза по сравнению с 1.0 - и достигать значения 1064 Mб/c.
Могло пересылаться уже 4 блока за один такт.
Пропускная способность около 1 ГБ/с.
Добавлен механизм "быстрой записи" Fast Write (FW). Основная идея - запись данных/команд управления непосредственно в AGP устройство, минуя промежуточное хранение данных в основной памяти. Для устранения возможных ошибок в стандарт на шину введен новый сигнал WBF# (Write Buffer Full - буфер записи полон). Если сигнал активен, то режим FW невозможен.

Первые видеокарты, поддерживающие версию 2.0, появились в конце апреля 1999 года.

Карта AGP 2.0:

Шина AGP Pro

В июле 1998 года Intel выпустила версию 0.9 спецификации на AGP Pro, существенно отличающейся конструктивно от AGP 2.0.

Новый стандарт не видоизменяет шину AGP. Основное направление - увеличение энергоснабжения графических карт. С этой целью в разъем AGP Pro добавлены новые линии питания. Краткая суть отличий в следующем:

Изменен разъем AGP - добавлены выводы по краям существующего разъема для подключения дополнительных цепей питания 12V и 3.3V
AGP Pro предназначена только для систем с ATX форм-фактором. Установка плат AGP Pro в NLX системы не предусмотрена (слишком велик размер платы в AGP Pro).
Поскольку карте AGP Pro разрешено потребление до 110 Вт, высота элементов на плате (с учетом возможных элементов охлаждения) может достигать 55 мм, поэтому два соседних слота PCI должны оставаться свободными. Кроме этого, два соседних слота PCI могут использоваться платой AGP Pro для своих целей.

Шина AGP 8X

В ноябре 2000 года Intel выпустила предварительную версию (draft) следующего варианта AGP шины - 8X. Основная идея - увеличение полосы пропускания до 8х4=32 байт за один такт системной шины. Это означает, что скорость передачи данных на шине возрастет до 2-х Гигабайт в секунду. Кроме этого, в проект нового варианта шины заложены несколько принципиальных изменений, расширяющих возможности интерфейса AGP:

Понижение уровня напряжений сигналов на шине;
Циклы калибровки;
Динамическая инверсия шины;
Поддержка изохронного режима передачи данных;
Поддержка нескольких AGP 8X портов (ранее был возможен только один порт;
Новые регистры конфигурации для 8Х шины;

Литература

Косцов А., Косцов В. Железо ПК. Настольная книга пользователя. - М.: Мартин, 2006. - 480 с.

Появление шины РСI не сняло всех проблем по качественному выводу визуальной информации для 3-х мерных изображений, "живого" видео. Здесь уже требовались скорости в сотни Мбайт/сек, а нагрузка на PCIсо стороны разных устройств: жестких дисков, сетевых карт и других высокоскоростных устройств привели к тому, что пропускной способности локальной шиныPCIдля удовлетворения всех этих требований начало явно недоставать.

В 1996г. фирма Intel разработала новую шину AGP (Accelerated Graphics Port – порт ускоренной графики), предназначенную только для связи ОЗУ и процессора с видеокартой монитора. Эта шина обеспечивает пропускную способность в сотни Мбайт/сек. Она непосредственно связывает видеокарту с ОЗУ минуя шину РСI (рис. 2)

Характеристики шины AGP

Год создания: 1996

Разрядность шины данных: 32;

Частота шины: 66 МГц;

Раздельные линии адреса и данных (в отличие от PCI);

Конвейеризация операций обращения к памяти;

Максимальная пропускная способность: 532 МБ/с;

Спецификации AGP 2x, AGP4x,AGP8x– возможность пересылать несколько блоков данных за один такт шины. Максимальная пропускная способностьAGP8x: 2 ГБ/с;

Важной особенностью шины AGPявляется конвейеризация операций обращения к памяти. В обычных неконвейерных шинах (например, в шине PCI) при выполнении запроса чтения/записи ячеек оперативной памяти шина простаивает, ожидая завершения этой операции. Конвейерный доступ AGP позволяет в это время передавать следующие запросы, а потом получить ответы на эти запросы в виде непрерывного потока данных.

Шина AGP может объединять в один пакет до 256 запросов чтения/записи ячеек оперативной памяти и получить ответы на них, объединенные в пакет длиной до 256 32-разрядных слов данных.

Графическая подсистема

AGPпредназначалась для того, чтобы графические карты могли хранить необходимые им данные (текстуры) не только в своей дорогой локальной памяти, установленной на борту, но и в дешевой системной памяти компьютера. При этом они (карты) могли иметь меньший объем этой самой локальной памяти и, соответственно, дешевле стоить.

Ускоренный графический порт (AGP) -- это расширение шины PCI, чье назначение -- обработка больших массивов данных 3D графики. Intel разрабатывала AGP для решения двух проблем перед внедрением 3D графики на PCI. Во-первых, 3D графике требуется как можно больше памяти информации текстурных карт (texture maps) и z-буфера (z-buffer), который содержит информацию, относящуюся к представлению глубины изображения.

Разработчики PC имели ранее возможность использовать системную память для хранения информации о текстурах и z-буфера, но ограничением в этом подходе была передача такой информации через шину PCI. Производительность графической подсистемы и системной памяти ограничиваются физическими характеристиками шины PCI. Кроме того, ширина полосы пропускания PCI, или ее емкость, не достаточна для обработки графики в режиме реального времени. Чтобы решить эти проблемы, Intel разработала AGP.

Если определить кратко, что такое AGP, то это - прямое соединение между графической подсистемой и системной памятью. Это решение позволяет обеспечить значительно лучшие показатели передачи данных, чем при передаче через шину PCI, и явно разрабатывалось, чтобы удовлетворить требованиям вывода 3D графики в режиме реального времени.

Через AGP можно подключить только один тип устройств - это графическая плата. Графические системы, встроенные в материнскую плату и использующие AGP, не могут быть улучшены.

Скорость, с которой мы получаем информацию на наши экраны, и количество информации, которое выходит из видеоадаптера и передается на экран - все зависит от трех факторов:

Разрешение вашего монитора

Количество цветов

Частота, с которой происходит обновление экрана

Современная видеокарта – это, по сути, второй самостоятельный компьютер внутри персонального компьютера. Причем, когда пользователь играет в 3-D игру, процессор видеокарты фактически выполняет большую часть работы, а центральный процессор отступает на второй план. Более мощный графический процессор создает более реалистическое изображение.

Для увеличения производительности графической подсистемы настолько, насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на этом пути. Графический контроллер производит обработку графических функций, требующих интенсивных вычислений, в результате разгружается центральный процессор системы. Отсюда следует, что графический контроллер должен оперировать своей собственной, можно даже сказать частной, местной памятью. Тип памяти, в которой хранятся графические данные, называется буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированных на обработку 3D-приложений, требуется еще и наличие специальной памяти, называемой z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. Также, в некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture memory), т.е. память для хранения элементов, из которых формируются поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на реалистичность изображения трехмерных сцен.

В принципе, для работы современных офисных приложений и просмотра видеофильмов вполне хватает 8Мбайт видеопамяти для разрешения 800х600 или 16 Мбайт для разрешения 1024х768. Вся остальная память, свыше этого, которая имеется сегодня в современных видеоадаптерах, тратится на сторонние нужды, в частности, для поддержки экранной графики операционной системы Windows (особенно в WindowsVista).

Использование 64, 128, 256 и 512 МБайт видеопамяти связано, в первую очередь, с интересами «игроманов». Следует сказать, что стремительное увеличение объема видеопамяти в настоящее время не связано с таким же прогрессом повышения разрешения изображения на экране. Практически уже достигнут потолок для традиционных систем отображения видеоинформации. Основная же причина все большего наращивания оперативной памяти видеоадаптера состоит в том, что на плате видеоадаптера теперь находится видеопроцессор, который может самостоятельно, по управляющим командам центрального процессора, строить объемные изображения (они же -3D), а это требует необычайно много ресурсов для хранения промежуточных результатов вычислений и образцов текстур, которыми заливаются условные плоскости моделируемых фигур.

Однако, даже для офисных приложений, сегодня, если в операционной системе Windowsиспользуется интерфейсDirectX9 или 10, объем памяти видеокарты долэен быть не менее 128 МБайт.

Первоначально, видеокарты строились по следующим принципам. Все, что записывается центральным процессором в видеопамять, по строго определенным алгоритмам преобразуется в аналоговый видеосигнал, который подается на монитор. Таким образом, центральному процессору необходимо самому рассчитать параметры всех точек, которые должны быть в данный момент отражены на экране, и загрузить все данные в видеопамять. Любое изменение на экране, даже если это след мыши, это результат работы центрального процессора. Соответственно, чем больше используемое разрешение и количество цветов, тем больше процессор затрачивает времени на расчет всех точек формируемого растра.

Так как персональный компьютер с течением времени стал неразрывно связан с графическим интерфейсом Windows, и различными трехмерными играми, то разработчики «железа» предприняли ряд шагов по совершенствованию стандартной видеокарты, чтобы избавить центральный процессор от лишней работы по прорисовке элементарных изображений. Подобные устройства получили название графических ускорителей, или иначе графических акселераторов (они же видео- или графические процессоры).

В последнее время в конференциях появилось огромное количество вопросов по стандарту AGP, и, в частности, по совместимости видеокарт и материнских плат, поддерживающих разные версии этого стандарта. Эта статья представляет собой попытку рассказать об этом интерфейсе, и дать ответ на интересующие многих вопросы, в частности, о совместимости старых материнских плат с новыми видеокартами.

Итак, магистральный интерфейс AGP. Называть его шиной не совсем верно на несколько слотов расширения он не был рассчитан изначально, и, хотя в спецификации AGP 3.0 есть упоминание о возможности подобных конфигураций, в железе ничего подобного так и не появилось. Этот интерфейс был разработан фирмой Intel для подключения видеокарт. При его внедрении строились грандиозные планы предполагался почти полный отказ от локальной видеопамяти, и использование вместо нее системной. Первым шагом в этом направлении стала видеокарта Intel 740 на ней устанавливался относительно небольшой объем памяти, использовавшийся под буфер кадра и Z-буфер, а все текстуры хранились только в системной памяти. Но путь оказался тупиковым относительно медленная системная память не смогла соперничать с широкими и быстрыми шинами памяти видеокарт отказ от модулей расширения позволил реализовать 128- и 256-битный доступ, а существенно более мягкие требования к отказоустойчивости отдельных ячеек памяти позволили поднять частоту даже на тех же самых микросхемах. Все дело в том, что изменение содержимого одной-единственной ячейки видеопамяти на картинку сильно повлиять не способно изменившую цвет на одном-единственном кадре точку заметить практически невозможно, тогда как в случае системной памяти такой сбой будет иметь куда более печальные последствия. Причем повысить частоты при таких требованиях к отказоустойчивости можно очень сильно на стоявшей у меня одно время карте RADEON VE от PowerMagic были установлены микросхемы Hynix HY5DU281622AT-K. Как несложно понять из маркировки, эти микросхемы DDR SDRAM предназначались для использования в качестве системной памяти с максимальной частотой 133MHz (266 MHz DDR). В качестве видеопамяти же они работали на номинальной частоте 166MHz (333MHz DDR), более того, не давали заметных артефактов при разгоне до частоты 210MHz (420MHz DDR). Так что текстуры соврменные карты хранят в собственной памяти, используя возможности AGP только в случае ее нехватки, а Intel 740 так и остался единственным в своем роде ускорителем, став позже основой встроенного в многие чипсеты от Intel графического ядра I752 в этом применении его особенности пришлись как раз кстати.

1. AGP 1.0: Как это было…

За основу интерфейса AGP 1.0 была взята шина PCI 2.1, а точнее, ее вариант PCI 32/66 32х разрядная шина с частотой работы 66MHz. В стандарте AGP 3.0 предусмотрено расширение разрядности до 64х бит при сохранении обратной совместимости, но пока такие конфигурации не реализованы. Электрически (но не по слоту и разводке) AGP 1.0 остался обратно совместим с PCI, но получил и кое-какие расширения:

Очередь запросов. На AGP, в отличие от PCI, для передачи следующего адреса дожидаться окончания текущей передачи вовсе не обязательно можно сделать сразу несколько запросов на чтение (запись), а затем последовательно считать (передать) данные.
Частичное демультиплексирование шин адреса и данных. Реализация весьма оригинальна в дополнение к стандартной 32х-битной мультиплексированной шине (AD) имеется 8-ми разрядная «боковая» шина адреса (SBA). Алгоритм таков: при пустой очереди запросов несколько первых передач адреса производится станадартно, по мультиплексированной шине AD, а после того, как по ней пойдут запрошенные данные, передачи следующих адресов в очередь будут производиться по шине SBA.
Режим DDR для линий данных. Уже в стандарте AGP 1.0 был реализован режим 2x передачи по линиям AD и SBA с удвоенной частотой, по фронту и спаду синхросигнала. Вопреки распостраненному заблуждению, материнских плат с поддержкой только режима 1x просто не существует в первом чипсете с поддержкой AGP, Intel 440LX, режим 2x уже был реализован.
Этот вариант AGP довольно быстро стал общим стандартом, VIA, SIS и ALi выпустили собственные чипсеты с поддержкой AGP.

2. AGP 2.0: …и начинаются чудеса…

Довольно быстро развитие системной памяти привело к тому, что ее пропускная способность превысила пропускную способность AGP 1.0 даже в режиме 2x. Естественно, был разработан новый стандарт AGP 2.0. И вот тут-то чудеса и начались... Кроме мелких усовершенствованиях режима Bus Master, оставшегося от PCI, было одно-единственное, но глобальное изменение спецификации - для реализации передач QDR (4 передачи за такт) сигнальные уровни интерфейса были снижены до 1.5V вместо 3.3V в AGP 1.0. Из-за того, что при таких частотах емкость проводников начинает играть уже существенное значение, понижение уровня логической «1» способно уменьшить потребление выходных каскадов и повысить быстродействие и стабильность. Вопреки распостраненным заблуждениям, напряжение линий, по которым подается питание для чипа и памяти (или их стабилизаторов) не изменилось все 3 линии, VDD 3.3, VDD 5 и VDD 12 так и остались в разъеме. С 3.3V до 1.5V изменилось только VDDQ напряжение питания для выходных каскадов чипа. Мало кто знает, но подобное решение уходит корнями еще в спецификацию PCI изначально эта шина имела уровень логической «1» 5.0V, а в спецификации PCI 2.1 для реализации частоты 66MHz было предусмотрено его снижение до 3.3V. Проблем не возникло, во-первых, потому, что варианты PCI 32/66 и 64/66 широкого распостранения до сих пор не получили, присутствуя только в серверных решениях, а во-вторых, из-за того, что сигнальные уровни шины однозначно задаются ключами слота PCI:

Сверху 66MHz слот, снизу 33MHz.

Для совместимости с AGP 1.0 новых материнских плат и видеокарт были предприняты следующие действия:

Пока чипсеты поддерживали режимы AGP 1.0, все было прекрасно. Но после выпуска Intel"ом чипсетов серии 845xx, не поддерживавших сигнальные уровни 3.3V, выяснилось, что не все так гладко, как казалось…

Первой, и грубейшей ошибкой производителей была установка на эти платы универсальных слотов, вместо требуемых спецификацией слотов с ключем «1.5V Only». Казалось бы ничего страшного, VDDQ-то все равно 1.5V, карта стандарта 1.0 просто не запустится, но, как выяснилось, карты стандарта 1.0 даже при VDDQ 1.5V все равно выдавали 3.3V на входы чипсета, рассчитанные на 1.5V. Естественно, несчастный северный мост не переносил такого издевательства, и горел напрочь, после чего плату можно было смело выкидывать оборудование для пайки BGA и запасные мосты были в наличии у очень немногих фирм. К счастью, урок из этого извлекли достаточно быстро, и ключи на слотах появились. Но проблемы не исчезли. Как выяснилось, некоторые карты, не смотря на то, что имели универсальный разъем, с AGP 4x были или совместимы частично, или несовместимы вообще. В лучшем случае карты просто не запускались или работали нестабильно, в худшем тупо врубали трехвольтовые уровни, естественно, с последующим летальным исходом для северного моста. Встречались также, например, карты, на которых сигнальные уровни задавались джампером. Естественно, по умолчанию он стоял в положении «3.3V». К счастью, сигнал TYPEDET# на таких картах, как правило, выдает корректную информацию, так что некоторые производители, например, ASUStek, сделали на этом принципе схему защиты при высоком уровне TYPEDET# плата не стартует. Понять, какие карты можно ставить на эти чипсеты, а какие нет можно из приведенной ниже таблицы. Для установки на эти чипсеты (а также на все последующие с поддержкой AGP 8x) карта должна поддерживать AGP 2.0:

Таблица поддержки стандартов AGP для видеокарт:

Производитель	Чип	AGP 1.0	AGP 2.0	AGP 3.0
ATI	Rage II
ATI	Rage PRO
ATI	Rage 128
ATI	Rage 128 PRO
ATI	RADEON (7200)
ATI	RADEON VE (7000)
ATI	RADEON 7500
ATI	RADEON 8500
ATI	RADEON 9000/PRO
ATI	RADEON 9200/PRO
ATI	RADEON 9500/PRO
ATI	RADEON 9600/PRO
ATI	RADEON 9700/PRO
ATI	RADEON 9800/PRO
NVIDIA	Riva 128/ZX
NVIDIA	TNT
NVIDIA	TNT 2
NVIDIA	GeForce
NVIDIA	GeForce 2/MX
NVIDIA	GeForce 3
NVIDIA	GeForce 4 MX
NVIDIA	GeForce 4 MX 8x
NVIDIA	GeForce 4 Ti
NVIDIA	GeForce 4 Ti 8x
NVIDIA	GeForce FX 5200/Ultra
NVIDIA	GeForce FX 5600/Ultra
NVIDIA	GeForce FX 5800/Ultra
NVIDIA	GeForce FX 5900/Ultra
Matrox	Millenium II
Matrox	G100
Matrox	G200
Matrox	G400
Matrox	G450
Matrox	G550
Matrox	Parhelia
Intel	740
S3	Virge
S3	Trio 3D
S3	Savage 4
S3	Savage 2000
3DFX	Voodoo Banshee
3DFX	Voodoo 3
3DFX	VSA-based cards
#9	Revolution 3D
#9	Revolution IV
SIS	315
SIS	Xabre
PowerVR	Kyro
PowerVR	Kyro II/SE

(*) Карта вставляется в слот AGP, но использует его только как быструю PCI, без расширенных возможностей, описанных выше.
У двухчиповых карт Rage MAXX проблемы с реализацией AGP 2.0.
Возможно, поддержка AGP 1.0 осталась, а ключ в разъеме убран из-за большого потребления карты.
На некоторых картах сигнальные уровни задаются джампером. Модификация TNT 2 Vanta LT не поддерживает AGP 2.0, но большинство карт на ней имеет универсальный разъем.
У ранних ревизий карт проблемы с реализацией AGP 2.0.
Заявлено 3.0, реально 2.0.
У так и не вышедшего Xabre 80 только 2.0.

3. AGP 3.0 …все чудесатее и чудесатее…

Итак, и AGP 2.0 настала пора уйти в отставку его пропускной способности опять перестало хватать. В новом стандарте 3.0 уровень логической «1» в очередной раз был изменен уменьшен до 0.8V для режима 8x. Опорная частота интерфейса так и не изменилась, просто был введен режим ODR передача по линиям AD и SBA с частотой, в 8 раз превышающей опорную. Естественно, добавили две новых линии GC_AGP8X_DET# и MB_AGP8X_DET# соответственно, определяющие поддержку AGP 3.0 у видеокарты и материнской платы. Разъем остался тем же самым AGP 4X/1.5V Only (ох, зря, не наступили бы они опять на те же грабли при отказе от поддержки 1.5V сигнальных уровней), защита обеспечивается линией GC_AGP8X_DET# при ее высоком уровне материнская плата с поддержкой только AGP 8x стартовать не должна. И, естественно, чудеса с сигнальными уровнями продолжились… По стандарту от Intel, и карта, и материнская плата при наличии поддержки AGP 8x поддерживать режимы с уровнями 3.3V не должна (это совсем не означает отсутствия поддержки режима 1x! Еще в стандарте AGP 2.0 были определены режимы 1x/1.5V и 2x/1.5V). На практике же, хотя материнские платы действительно эту рекомендацию выполняют, с видеокартами все далеко не так. Почти все современные видеокарты с поддержкой AGP 8x имеют и поддержку материнских плат стандарта AGP 1.0 (единственное исключение RADEON 9600). Другое дело, что совместимость по сигнальным уровням необходимое, а не достаточное условие работоспособности. Например, старые блоки питания чего-нибудь типа RADEON 9700 просто, как правило, не выдерживают. Но примеры работающих конфигураций есть, так что при желании любую карту, даже RADEON 9800 PRO, можно поставить на Intel 440BX, например. Но имеет ли смысл?

Таблица поддержки стандартов AGP для чипсетов:

Производитель	Чипсет	AGP 1.0	AGP 2.0	AGP 3.0
Intel	440LX
Intel	440BX
Intel	815xx
Intel	820
Intel	845xx
Intel	850x
Intel	865x
Intel	875x
Intel	7205
VIA	VP3/MVP3
VIA	691(Apollo PRO)
VIA	693x(Apollo PRO +/133)
VIA	694x(Apollo PRO 133A/133T)
VIA	Apollo 266x
VIA	KT133x
VIA	KT266x
VIA	KT333
VIA	KT333CF
VIA	KT400x
VIA	KT600
VIA	P4X266x
VIA	P4X400
AMD	750
AMD	760
ALI	Aladdin V
ALI	Aladdin Pro II
ALI	Aladdin Pro 5T
ALI	M1649
ALI	MAGiK 1
ALI	ALADDiN-P4 (M1671)
SIS	635
SIS	735
SIS	745
SIS	746/FX
SIS	645/DX
SIS	648
SIS	650
SIS	655
NVIDIA	Nforce
NVIDIA	Nforce II
ATI	A3
ATI	A4
ATI	IGP9100

Это самые первые чипсеты с поддержкой AGP. Возможность стабильной работы новых карт целиком и полностью зависит от конкрентых материнских плат. Естественно, что от ACORP многого ждать не стоит, тогда как на ASUSTEK, например, можно запустить и RADEON 9700…
Первый чипсет с AGP не от Intel. Как ни странно, серьезных аппаратных проблем не имел (не считая конкретные реализации AGP на некоторых материнских платах, но это уже не вина VIA). Крайне рекомендуется обновить BIOS перед установкой новых карт.
У ранних плат, возможно, для стабильной работы режима 4x потребуется вручную подобрать AGP Driving Value.
Поскольку матерных выражений редактор не одобряет, я ничего не буду говорить про реализацию AGP у этого чипсета и материнских плат на нем. Типы работающих видеокарт узнаются только подбором…

Ну и, до кучи:

Таблица всех режимов AGP:

Режим	Уровень лог. «1»	AGP 1.0	AGP 1.0/2.0	AGP 2.0	AGP 2.0/3.0	AGP 3.0
1x	3.3V
1x	1.5V
2x	3.3V
2x	1.5V
4x	1.5V
8x	0.8V

Как видно из этой таблицы, в AGP 2.0 и 3.0 от режимов 1x и 2x не отказались, а просто перевели их на сигнальные уровни 1.5V. Так что не удивляйтесь, увидев вариант «1x» в настройках режима AGP на новых платах. 4. А теперь о том, что из этого следует, и как это все применить на практике

Совместимость новых материнских плат и старых карт можно определить из таблиц, приведенных выше. В спорных случаях рекомендуется установить карту на материнскую плату с универсальным слотом 1.0/2.0, и проконтролировать включение режима AGP 4x с помощью RivaTuner или PowerStrip. Если карта работает в этом режиме, на новые платы ее можно ставить безбоязненно.
Сжечь новую видеокарту установкой в старую материнскую плату невозможно. Единственная на данный момент карта без поддержки AGP 1.0 RADEON 9600/PRO, но и ей это не грозит, так как в старые платы она не влезет физически.
Не смотря на это, стабильность работы конфигураций «старая плата + новая видеокарта» не гарантируется.

5. Старые платы и новые видеокарты как заставить работать?

В этом разделе собрано большинство проблем, которые могут возникнуть при установке новых видеокарт на старые материнские платы:

Недостаточная мощность блока питания.
Проблема:
Мощность блока питания недостаточна.
Симптомы:
Уход напряжений питания из допустимых пределов.
Запуск системы только после нажатия reset.
Высокий уровень помех по питанию, и, как следствие, произвольные сбои в работе (трудноопределимо).
Решение:
Заменить БП.

На материнской плате установлен стабилизатор на линии VDD3.3 (Сразу предупреждая возможные вопросы на большинстве плат питающие напряжения на AGP подаются непосредственно с разъема питания системной платы. То, что в BIOS"е названо VAGP всего-навсего VDDQ, и повышать его не стоит).
Проблема:
Из-за маломощного стабилизатора на линии VDD3.3 видеокарте не хватает питания.
Решение:
Для AT платы установка более мощного стабилизатора (трудновыполнимо).
Для ATX платы запитка видеокарты непосредственно от БП, как правило, отключением стабилизатора и напаиванием проводника от разъема питания. На некоторых материнских платах стабилизатор отключается джамперами.

Неверный уровень VREFGC.
Проблема:
Наряжение VREFGC, подающееся картой стандарта 2.0 на контакты A66 и B66 закорачивается на землю платой стандарта 1.0. В стандарте 1.0 эти контакты зарезервированы. Зачем зарезервированные контакты понадобилось заземлять тайна, сокрытая в мраке ночи. Так сделано, например, на Chaintech 6BTM
Симптомы:
Система не стартует.
Решение:
Изолировать два последних контакта в слоте.

Маломощный стабилизатор VDDQ.
Проблема:
Неустойчивость передач по шине из-за маломощного стабилизатора VDDQ. В особо запущенных случаях использование общего стабилизатора VDDQ для AGP и оперативной памяти. Для информации: по стандарту AGP максимальный разрешенный ток линии VDDQ 8 ампер.
Симптомы:
Нестабильность системы, особенно в 3D-играх. Для общего стабилизатора VDDQ AGP и памяти нестабильность проявляется при установке нескольких модулей памяти или модулей с большим количеством микросхем совместно с новой картой.
Решение:
Установить более мощный стабилизатор. Для второго случая развязать VDDQ памяти и AGP. И то, и другое трудновыполнимо, проще заменить плату.

Высокая частота AGP
Проблема:
На чипсете Intel 440BX при использовании процессоров с шиной 133MHz частота AGP составляет 89MHz вместо стандартных 66.
Симптомы:
Нестабильность системы, особенно в 3D играх. Иногда система вообще не стартует.
Решение:
Установить режим 1x. При отсутствии положительного результата СНИЗИТЬ напряжения VDDQ и VREF, но не более чем на 5% от номинала (до 3.135V и 1.5675V минимум). Учтите, что VREF=VDDQ/2, причем допустимое отклонение не более 2%. Это особенно критично для плат ABIT и ASUStek, у которых VDDQ (и, соответственно, VREF) может быть завышено по умолчанию, что стабильности в данном случае совсем не прибавляет… Часто задают вопрос а что же карта с поддержкой 4x или 8x какие-то 89MHz переварить не способна? Ответ прост во-первых, в штатном режиме работы частота всех линий, кроме AD и SBA, так и осталась 66MHz, даже в стандарте 3.0. Во-вторых хотя линии на AD и SBA в режиме 4x и выше работают с частотой, превышающей 89MHz (или 178 для режима 2x), но работают-то они при других сигнальных уровнях…

Предупреждение : Все манипуляции с оборудованием следует производить только при полностью выключенном компьютере! Недостаточно выключить компьютер кнопкой/командой операционной системы, поскольку часть схем все равно остается под напряжением. Следует вынуть провод к блоку питания из розетки. Включайте компьютер только после проверки, что видеокарта полностью зашла в слот материнской платы и не шатается, а все провода подключены плотно.

Прежде всего следует узнать, какую версию стандарта AGP поддерживает материнская плата. Обратитесь к документации или сайту производителя. Также вы можете воспользоваться такими утилитами как Sandra и RivaTuner (функция «Диагностический отчет» (Diagnostic report)). Было разработано три основных версии шины: 1.0, 2.0 и 3.0. Каждая версия увеличивала максимальную скорость работы шины (2х, 4х и 8х, соответственно), но основным отличием в свете совместимости является рабочее напряжение в сигнальных линиях. Стандарт AGP 1.0 использует напряжение 3.3, 2.0 — 1.5 и 3.0 — 0.8 Вольт. Более новые версии позволяют использовать устройства, разработанные для предыдущих, но обратную совместимость должен обеспечивать разработчик/изготовитель конкретного оборудования.

Установите версию стандарта AGP , поддерживаемую видеокартой, до ее установки . В связи с наличием большого числа NoName карт без документации и сведений о производителе Вы можете воспользоваться нашими наглядными пособиями:

Соответственно, материнская плата может иметь слот:

AGP 1.0. В такой слот можно установить видеокарту формата AGP 1.0 или Universal AGP
AGP 2.0 only. В такой слот можно установить видеокарту формата AGP 2.0 или Universal AGP
Universal AGP . В такой слот можно установить любую видеокарту

Слот материнской платы снабжен перемычками-ключами в тех местах, где на рисунках в разъеме видеокарты прорезь. Вследствие этого установить видеокарту неподдерживаемого стандарта не удастся чисто механически. Дополнительно, есть простые практические правила:

Все материнские платы, поддерживающие только AGP 1.0, имеют слот формата AGP 1.0
Все материнские платы, поддерживающие AGP 3.0, имеют слот формата AGP 2.0
Все видеокарты на базе NVIDIA, начиная с GeForce 6X00, имеют разъем формата AGP 2.0

Устройства стандарта AGP 3.0 используют те же разъемы, что и устройства AGP 2.0. Теоретически возможны только AGP 3.0 видеокарты и материнские платы, но все серийно выпускавшиеся AGP 3.0 устройства имели полную обратную совместимость с AGP 2.0.

Профессиональные видеокарты на базе NVIDIA Quadro обычно выпускались с разъемом AGP Pro 50. Этот разъем отличается наличием дополнительных 12 контактов усиления питания карты. При этом видеокарта может либо иметь третью прорезь в разъеме, тогда ее можно установить в стандартный слот, либо не иметь, и установить ее будет возможно только в слот AGP Pro.

Желательно, если число слотов шины позволяет, выдерживать интервал в один пустой слот между видеокартой и звуковой картой, ТВ-тюнером или модемом. Все эти устройства в процессе работы создают электромагнитные помехи, и в то же время чувствительны к ним. Также это улучшит охлаждение видеокарты.

Начиная с семейства GeForce FX, видеокарты имеют энергопотребление, превышающее заложенные в интерфейс AGP возможности по электроснабжению устройств. Вследствие этого, видеокарты требуют подключения дополнительного усиления питания. Разъем подключения усиления на видеокарте выполняется в виде одного-двух 4-контактных разъемов Molex (как для питания IDE жестких дисков и CD- ROM). Провод усиления должен быть обязательно подключен, иначе видеокарта будет работать в безопасном режиме, со значительно сниженными частотами и напряжением питания графического процессора, а особо мощные видеокарты не заработают без усиления вообще. Перед приобретением видеокарты убедитесь, что блок питания компьютера имеет необходимое количество свободных разъемов для подключения усиления.

Предупреждение : Ряд первых материнских плат на чипсетах с поддержкой только AGP 2.0 (1.5 В), в частности Intel 845, имеют универсальный слот, позволяющий установить карту AGP 1.0 (3.3 В). Установка такой карты с большой вероятностью приведет к выходу из строя материнской платы.

Предупреждение : Ряд видеокарт, в частности на базе Riva TNT2 выпуска 1999 года и на базе Vanta имеют Universal AGP разъем, но реально являются 3.3 В картами. Установка таких карт в материнскую плату, не поддерживающую 3.3 В устройства, с большой вероятностью приведет к повреждению материнской платы. Если Вы планируете установить такую карту в новую материнскую плату, сначала проверьте ее в материнской плате AGP 2.0, гарантированно поддерживающей 3.3 В карты. Если карта является только 3.3 В устройством, то она не сможет заработать в режиме 4х.

Предупреждение : Ряд производителей материнских плат предлагают платы, построенные на чипсетах без поддержки порта AGP (Intel 865GV, большинство чипсетов с шиной PCI Express), на которых тем не менее слот AGP присутствует. Это, например, платы с технологиями A.G.I фирмы Asrock и AGP Express фирмы ECS. В таких платах слот AGP получен из слота PCI . Это возможно благодаря полной обратной совместимости протокола обмена по шине AGP с протоколом PCI . Слот AGP у таких плат является только механически и электрически AGP слотом, видеокарта, вставленная в такой слот, работает как обычная видеокарта для шины PCI . Помимо значительного снижения производительности AGP видеокарты, такие материнские платы имеют большие проблемы с совместимостью. Если Вы все-таки решились на приобретение такой платы и эксплуатацию в ней AGP видеокарты, обязательно проверьте, присутствует ли Ваша видеокарта в списке поддерживаемых в документации/на сайте производителя. Если вашей модели в списках нет, лучше воздержаться от приобретения такой материнской платы.