NT и графических акселераторов с поддержкой стандарта Open-GL для пакетов 3D Studio MAX и SoftImage разрыв между ПК и графическими станциями SGI сократился, последние все равно остаются признанными лидерами в области компьютерной анимации, видео и трехмерного моделирования. Одной из причин этого является высокопроизводительная архитектура графических подсистем, используемых компанией SGI. Примером блестящей реализации этой архитектуры стали новые компьютеры серии O2.

Впрочем, не исключено, что в ближайшие несколько лет ситуация коренным образом изменится. Вслед за технологией MMX компания Intel недавно обнародовала технические спецификации нового ускоренного графического порта AGP (Advanced Graphics Port). Архитектура AGP позволит преодолеть ограничения, возникающие при использовании шины PCI для работы с трехмерной графикой (в первую очередь недостаточную скорость передачи данных), и существенно удешевит разработку и производство новых трехмерных акселераторов. AGP добавляет в архитектуру ПК выделенную адресную шину и возможность конвейерной передачи данных на частотах 66 и 133 МГц. Благодаря увеличению скорости в системах с AGP трехмерные текстуры, обычно хранящиеся в выделенном кадровом буфере на графической плате, можно будет переместить в основную память. После этого станет возможным более эффективно использовать память кадрового буфера для работы с высокими разрешениями и Z-буферизации. Скорость выполнения двухмерных операций также увеличится из-за уменьшения времени на арбитраж и увеличения пропускной способности между центральным процессором, графическим контроллером и основной памятью.

Карты текстур переполняют шину PCI

Созданная не так давно шина PCI предназначалась для увеличения скорости передачи данных между периферийными устройствами, памятью и центральным процессором. Сегодня пропускная способность шины PCI (100-120 Мбайт/с) становится недостаточной для работы с трехмерной графикой. Прорисовка трехмерных изображений требует колоссальной пропускной способности канала, связывающего графический ускоритель и кадровый буфер. Чтобы отвечать возросшим требованиям, во многих графических подсистемах используется дорогая высокопроизводительная память. Очевидно, что по мере улучшения качества и сложности программ, работающих с трехмерной графикой, объемы используемых в них текстур будут увеличиваться. Соответственно будут возрастать объем и цена кадрового буфера, а также графической системы в целом.

Существует возможность снизить цену графической подсистемы и заметно увеличить ее производительность, но для этого нужно переместить текстурные данные из кадрового буфера в ОЗУ компьютера. Ведь текстуры используются только для чтения, и их перемещение не приведет к возникновению проблем несогласованности данных. Кроме того, при загрузке с дисков текстуры проходят через основную память, поэтому если оставить их в ОЗУ, то мы сразу уменьшим объем данных, передаваемых в кадровый буфер. Основная память стоит недорого, так как использует микросхемы DRAM. Наконец, хранение текстур в ОЗУ компьютера позволит оптимизировать их применение: текстуры, использованные только одним приложением, будут удалены из памяти после его завершения. К несчастью, этот шаг переносит нагрузку с кадрового буфера на шину PCI. Согласно таблице, поток данных текстур превысит сегодняшнюю пропускную способность PCI, вот почему необходим новый метод соединения графического контроллера с основной памятью и системной логикой.

Тут недостаточно даже возможностей находящейся на стадии разработки 64-разрядной модификации шины PCI с тактовой частотой 66 МГц. Поэтому в AGP предусмотрено три основных расширения спецификаций PCI:

  • конвейерные операции записи и чтения;
  • скорость передачи данных до 133 МГц;
  • разделение адреса и данных.

При тактовой частоте 133 МГц AGP имеет пропускную способность 533 Мбайт/с. Кроме того, благодаря демультиплексированию и конвейеризации данных улучшена работа самого канала. Для последующего улучшения интерфейса, особенно при произвольных обращениях к памяти, в AGP введена дополнительная шина адреса SBA (Side Band Address). Эта шина, отделяющая адрес AGP-обращений от данных, используется исключительно для передачи запросов AGP-доступа.

AGP потребует таблицу переадресации

Карты текстур, хранящиеся в основной памяти, должны выглядеть непрерывными как для приложения, так и для графического контроллера. Объем типичной 16-разрядной текстуры размером 256Ё256 пикселов составляет 128 Кбайт, однако ОС Windows не может выделить столько непрерывной физической памяти. Разработчики AGP предлагают, чтобы Windows выделяла текстурам место в виртуальном адресном пространстве приложения, а затем блокировала страницы в виртуальной памяти. В результате каждая текстура будет занимать много 4-Кбайт страниц, размещенных в физической памяти. Набор микросхем AGP включает графическую таблицу переадресовки (GART), которая и производит трансляцию виртуального адреса в физический. Запросы графического контроллера транслируются через GART так, что текстуры выглядят непрерывными. Пока Windows 95 не имеет функции трансляции GART, но Microsoft планирует вскоре решить эту проблему.

Спецификации AGP не определяют того, как GART будет программно реализован производителями наборов микросхем. Разработчикам придется поставлять специальные драйверы для своего набора микросхем, которые будут управлять GART в соответствии с GART Services API. Но детальных описаний AGP и его API пока нет, и это может несколько задержать выход в свет наборов микросхем от независимых производителей. Intel первой выйдет на рынок с набором микросхем AGP. Этот набор, названный 440LX, разработан для систем на базе P6 (в первую очередь Klamath). Наборы AGP для Pentium (включая P55C) Intel производить не будет.

Графические контроллеры AGP будут устанавливаться на системной плате или подключаться в виде отдельной платы через специальный разъем расширения AGP. Как ранее с PCI и USB, Intel активно продвигает AGP на рынок ПК. Многие компании, в том числе Microsoft, 3Dfx, 3Dlabs, ATI, Cirrus Logic, Rendition, S3, Trident, уже поддержали новый стандарт, лицензии на который даются всем заинтересованным производителям. Ожидается, что первые наборы микросхем и графические платы AGP появятся в середине 1997 г.


Разрешение
Частота регенерации экрана 75 МГц
Цветовая проекция (запись/чтение)
Z-буфер
Текстуры
Другое
Общие требования к пропускной способности шины
640x480
50
100
100
100
20
370
800x600
100
150
150
150
30
580
1024x768
150
200
200
250
40
840
Требования трехмерных приложений к пропускной способности шины (Мбайт/с). Оценка сделана для 16-разрядного цвета при скорости 30 кадров в секунду.
760