AGP

کامپیوترهای پیشرفته قادر به انجام عملیات گرافیکی زیادی می باشند. سیستم های عامل با رابط کاربر گرافیکی ، بازیهای کامپیوتری ، انیمشن و
طراحی سه بعدی و ... از جمله مواردی می باشند که انجام آنها نیازمد وجود سیستمی با توان گرافیکی بالائی است . در صورت استفاده کامپیوتر در مواردی نظیر : تایپ ، صفحات گسترده ، کاربردهای ساده تجاری و ... ، لزومی به داشتن سیستمی با توان گرافیکی بالا نخواهد بود.
کارت های گرافیک را می توان با استفاده از یکی از روشهای زیر در کامپیوتر نصب کرد:

• OnBorad . تراشه گرافیک بر روی برد اصلی قرار دارد.
• PCI . کارت گرافیک در یکی از اسلات های PCI نصب می گردد.
• AGP. کارت گرافیک در اسلاتی نصب خواهد شد که مخصوص کاربردهای گرافیکی طراحی شده است

بمنظور ارسال تصاویر ویدیوئی ، نمایش بازیهای کامپیوتری ، به کارت هائی با بازدهی بمراتب بیشتر از PCI نیاز است . در سال 1996 شرکت اینتل (AGP(Accelerator Graphics Port را که نسخه اصلاح شده ای از گذرگاه های PCI است ، عرضه نمود. هدف از طراحی تکنولوژی فوق ارائه تصاویر ویدئویی و انجام عملیات گرافیکی با سرعت بالا است .شکل زیر معماری بکارگرفته شده در یک سیستم پنتیوم سه را که از AGP استفاده می کند ، نشان می دهد.
کارت های گرافیک که قبل از ارائه تکنولوژی AGP تولید می گردیدند، از یک گذرگاه برای ارتباط با پردازنده استفاده می کردند. گذرگاه یک کانال ارتباطی و یا مسیر بین عناصر سخت افزاری موجود در یک کامپیوتر است . تکنولوژی AGP مبتنی بر نکنولوژی PCI است و برخی اوقات "گذرگاه AGP " نامیده می گردد ولی تکنولوژی فوق یک گذرگاه سیستم نمی باشد. تکنولوژی فوق یک اتصال نقطه به نقطه (Point-to-Point) است . به عبارت دیگر در تکنولوژی فوق تنها دستگاهی که از طریق AGP به پردازنده و حافظه ، مرتبطه می گردد ، کارت گرافیک است . در مسیر مربوطه هیچگونه توقفی وجود نداشته و نمی توان ادعا نمود که AGP یک گذرگاه اشتراکی است .
تکنولوژی AGP نسبت به PCI دارای ویژگی های زیر است :

• کارائی سریعتر
• دستیابی مستقیم به حافظه

شکل زیر یک کارت گرافیک AGP را نشان می دهد.












AGP بمنظور افزایش کارآیی خود از چندین روش استفاده می نماید :

• AGP یک گذرگاه 32 بیتی با سرعت 66 مگاهرتز است . این بدان معنی است که در یک ثانیه می توان 32 بیت داده را 66 میلیون مرتبه انتقال داد.
• بر روی گذرگاه AGP دستگاه دیگری وجود ندارد بنابراین کارت گرافیک اجباری به اشتراک گذرگاه نخواهد داشت . در چنین حالتی کارت گرافیک قادر به عملیات خود با حداکثر ظرفیت و پتانسیل خواهد بود.
• AGP از روش Pipelining برای افزایش سرعت استفاده می نماید. در روش فوق برای بازیابی داده از مدلی مشابه فرآیندهای موجود در خط تولید استفاده می گردد.کارت گرافیک در پاسخ به یک درخواست ( سیگنال ) چندین بلاک داده را دریافت خواهد کرد.

روش Pipelining مشابه سفارش غذا در یک رستوران است . فرض کنید غذای مورد علاقه خود را در رستوران سفارش دهید .پس از سفارش و آماده شدن، غذای مورد نظر در اختیار گذاشته می گردد در ادامه مجددا" غذای بعدی مورد علاقه خود را سفارش و منتطر آماده شدن خواهید ماند. در مدل فوق فرآیند تکراری : سفارش غذا(داده) و انتظار برای تامین خواسته بصورت تکراری انجام خواهد شد. می توان روش ثبت سفارش خود را تغییر و در ابتدا تمامی خواسته های خود را مشخص کرد. بدیهی است در چنین مواردی زمان انتظار بین سفارشات متعدد حذف خواهد گردید. در تکنولوژی AGP از روشی مشابه فوق برای بازیابی داده استفاده می گردد.

یکی دیگر از علل افزایش کارائی تکنولوژی AGP ارتباط مستقیم آنها با حافظه است . ویژگی فوق از خصایص بسیار مهم AGP است . Texture Map مهمترین عنصر موجود در یک کارت گرافیک بوده و حجم بالائی از حافظه یک کارت گرافیک را اشغال می نماید. با توجه به اینکه قیمت حافظه کارت های گرافیک بالا بوده و از لحاظ ظرفیت نیز دارای محدودیت هائی می باشند ، میزان و تعداد Textures استفاده شده در کارت های گرافیک اولیه محدود بود . در سیستم های مبتنی بر AGP با استفاده از قابلیت های حافظه سیستم، می توان اطلاعات مورد نطر را در حافظه کارت گرافیک ذخیره کرد.

در یک سیستم مبتنی بر PCI هر Texture Map دو مرتبه ذخیره می گردد. در ابتدا از هارد به حافظه سیستم منتقل و در آنجا مستقر خواهد شد. زمانیکه می بایست از داده فوق استفاده گردد، از طریق حافظه سیستم در اختیار پردازشگر گذاشته خواهد شد. در ادامه نتایج از طریق گذرگاه PCI برای کارت گرافیک ارسال می گردند. در این حالت اطلاعات مجددا" در FramBuffer کارت گرافیک ذخیره خواهند شد. در حقیقت هر Texture Map پس از پردازش دو مرتبه ذخیره می گردد ( یکی توسط سیستم و دیگری توسط کارت گرافیک )

AGP صرفا" یک مرتبه Texture Map را ذخیره می نماید. امکان فوق با استفاده از یک بخش خاص با نام Graphics Address Remapping Table GART) موجود بر روی تراشه AGP تحقق می گردد. GART ، بخشی از حافظه سیستم را بمنظور نگهداری Texture maps استفاده می نماید. در چنین حالتی کارت گرافیک و پردازنده این تصور را خواهند داشت که Texture در FramBuffer کارت گرافیک می باشد.
همانگونه که مشاهده گردید، در یک کارت فاقد تکنولوژی AGP هر texture دو مرتبه تکرار و.پردازنده مجبور به انجام عملیات اضافه است . اندازه و تعداد texture نیزمحدود به FrameBuffer است .تمام عوامل فوق در کارت های مبتنی بر AGP بهبود یافته است . بدین علت کارآئی آنها بمراتب بالاتر از انواع دیگر است .
انواع AGP
سه نوع مشخصه متفاوت برای AGP وجود دارد :

• AGP 1.0
• AGP 2.0
• AGP Pro

AGP 2.0 که شامل AGP 1.0 نیز می باشد از سه حالت (یک سرعته ، دو سرعته ، چهار سرعته) متفاوت برای عملیات استفاده می نماید.در سه حالت فوق از سرعت 66 مگا هرتز استفاده می گردد ولی کارت های گرافیک 2x ، در هر سیکل دو مرتبه اطلاعات خود را ارسال و یک کارت گرافیک 4x در هر سیکل چهار مرتبه داده ها را ارسال می نماید.جدول زیر ویژگی هر یک از حالات فوق را نشان می دهد.
Mode Approximate
Clock Rate Transfer Rate
(MBps)
1x 66 MHz 266 MBps
2x 133 MHz 533 MBps
4x 266 MHz 1,066 MBps

AGP Pro بر اساس مدل AGP 2.0 ایجاد شده و از اسلات بزرگتری استفاده و دارای امکانات ویژه برای استفاده حرفه ای از کارت های گرافیک است . کامپیوترهای که دارای اسلات از نوع AGP Pro و یا AGP 2.0 می باشند قادر به استفاده از کارت های AGP 1.0 و AGP 2.0 می باشند. اسلات AGP 1.0 با سایر مدل های فوق سازگار نخواهد بود.








شرکت اینتل کارت AGP8X را نیز ارائه داده است. جدول زیر مشخصات تکنولوژی فوق رانشان می دهد.
Mode Approximate
Clock Rate Transfer Rate
(MBps)
8x 533 MHz 2,133 MBps
وضعیت گذرگاهها قبل از AGP
اولین گذرگاه کامپیوترهای شخصی، هشت بیتی و با سرعت 4.77 مگاهرتز(میلیون سیکل در هر ثانیه ) بود. گذرگاه فوق قادر به ارسال هشت بیت داده در هر سیکل بود. در سال 1982 گذرگاه فوق تغییر وبصورت شانزده بیتی با سرعت 8 مگاهرتز مطرح گردید. گذرگاه فوق ISA نامگذاری گردید. طراحی گذرگاه فوق بگونه ای بود که امکان ارسال داده را با سرعت 16 مگا بایت در هر ثانیه فراهم می کرد. کارت های گرافیک اولیه از کارت های MonoChrome ( ارائه شده در سال 1980 ) تا کارت های SVGA ( ارائه شده در سال 1990) از یک اسلات ISA موجود بر روی برد اصلی استفاده می کردند. بموازات افزایش رنگ و وضوح تصویر در نمایشگرها، کارت های گرافیک ISA کند شدند. گذرگاه های از نوع ISA قادر به تزریق مناسب داده های گرافیکی برای پردازنده ، با سرعت مناسب نمی باشند.
در ادامه استاندارهای دیگری در رابطه با گذرگاه ها مطرح گردید . گذرگاه های EISA)Extendede Industry Standard Architecture ) (سی و دو بیتی و سرعت
8 مگا هرتز ) VL-BUS)Vesa Local Bus) نمونه هائی در این زمینه می باشند.در این زمان استانداری برای ارائه SVGA با قابلیت 16/8 میلیون رنگ و وضوح
تصویر 768 * 1024 ارائه گردید. کارت های فوق در یک اسلات خاص موجود بر روی برد اصلی نصب می گردیدند. در چنین حالتی گذرگاه گرافیک بصورت یک
"گذرگاه محلی" بوده و مستقیما" به پردازنده متصل بوده و می بایست در مجاورت پردازنده قرار گیرد. VL-BUS بصورت 32 بیتی بوده و با سرعتی معادل
"گذرگاه محلی " فعالیت می نماید و تمایل به ارتباط مستقیم با پردازنده دارد. وضعیت فوق در مواردیکه صرفا" یک دستگاه و یا حتی دو دستگاه استفاده می گردد می تواند تحقق یابد ولی زمانیکه بیش از دو دستگاه به VL-BUS متصل گردد، کاهش کارآئی را بدنبال خواهد داشت . بدین منظور VL-BUS صرفا" برای اتصال یک کارت گرافیک ( و یا دستگاهی که نیازمند سرعت بالا باشد ) استفاده گردد.
کارت های VL-BUS با سرعتی معادل کلاک پردازنده با پردازنده مرتبط خواهند شد. مثلا" اگر پردازنده دارای سرعتی معادل 100 مگاهرتز باشد، کارت گرافیک قادر به ارسال داده بصورت 32 بیت و با سرعت 100 میلیون مرتبه در ثانیه است . در رابطه با رویکرد فوق دو مسئله وجود دارد :

• تولیدکنندگان کارتهای گرافیک شاختی نسبت به سرعت سیستم کاربران ندارند( ایده ای ندارند)
• تمایل به ارتباط مستقیم با پردازنده باعث کاهش عملکرد و کارآئی پردازنده خواهد شد.

در ادامه تکنولوژی PCI مطرح گردید. PCI ترکیبی از تکنولوژی های ISA و VL-Bus است . در تکنولوژی فوق از ارتباط مستقیم دستگاههای نصب شده با حافظه استفاده شده است . برای ارتباط با پردازنده از یک " پل ارتباطی " استفاده شده است . در این حالت سرعت و کارائی نسبت به VL-BUS افزایش یافته بدون اینکه مشکلاتی را از بعد کارآئی برای پردازنده ایجاد نماید.
AGP دارای کارآئی بمراتب بالاتری نسبت به PCI است .AGP یک تکنولوژی گرافیکی بوده که همچنان توسط طراحان مربوطه در جهت تکامل و افزایش عملکرد گام بر می دارد.

منبع

سایت سخا روش