AGP - Bus Von Dennis Völckers 08.02.2004

Inhalt der Präsentation: Was ist AGP?? Wieso AGP?? Allgemeine Spezifikationen Der Steckplatz und Einbindung ins System (Chipsatz) Kompatibilität zu PCI und Erweiterte Funktionen AGP - Modes 1x bis 8x AGP - pro Spannungs und Strom Spezifikationen(1x bis 8x) Was bringt AGP allgemein und AGP 8x in der Praxis Zukunft von Grafik-Bussystemen

AGP = Accelerated Grafik Port Ein Spezieller Anschluß für Grafikkarten auf dem Mainboard. Was ist der AGP-Bus ? PCI CPU RAM

Warum einen extra Steckplatz für Grafikarten?? Weshalb wird der PCI-Bus nicht, bzw. nicht mehr verwendet?? Mit Einführung der 3D – Grafikkarten, und der daraus resultierenden immer größer werdenden Datenmengen, die zur Grafikkarte gesendet werden müssen, war die Kapazität von PCI mit max.133MB/s (praktisch 40MB/s) schnell erschöpft.

Spezifikationen: Wurde 1996 von Intel eingeführt 32 Bit breit (Übertagung von 4 Byte/Takt) 66 MHz Taktfrequenz Basiert auf PCI (versteht alle PCI Befehle) Modes: 1X ,2X ,4X ,8X bis zu 2Gb/s Transfer Direkter Hauptspeicherzugriff Nur 1 Gerät pro Bus zulässig (8xMode auch 2) 8 Bit Sidebandport für Adressübertragungen

Der Steckplatz AGP - Steckplatz AGP-pro - Steckplatz Unterschiede Später!

Grafikkarte mit AGP

Einbindung ins System, der Chipsatz

Geschichtlicher Ablauf 1996 Einführung von AGP 1.0 = 1x Wurde aus Marketinggründen mit dem Pentium II eingeführt. Um Konkurrent AMD von Grafik-Leistungssteigerungen auszuschließen.

Geschichtlicher Ablauf 1998 Einführung von AGP 2.0 = 2x u. 4x Erhöhung des Datentransfers als Anpassung an gestiegene Anforderungen.

Geschichtlicher Ablauf 09/2002 Einführung von AGP 3.0 = 8x Weitere Erhöhung des Datentransfers und Erweiterungen der AGP Befehle. Praktisch aber nur aus Marketinggründen. (Gründe später)

Vorteile von AGP gegenüber PCI Nutzung des RAM als Grafikspeichermöglich, dies ist Billiger als Lokaler Grafik-Speicher. Zugriff auf Daten im RAM ohne CPU Beteiligung Höherer Datentransfer (266MB/s bis 2133MB/s) Der Bus muss nicht mit anderen Karten geteilt werden (vermeidet unnötigen Wartezeiten) Trennung von Adress- und Datenbus möglich (Sidebandadressing) Höhere Stromversorgung für Grafikkarten Zur Geschwindigkeitsoptimierung Einbau von Pipelines

PCI Kompatibilität und erweiterte AGP Funktionen AGP basiert auf PCI Alle AGP Geräte können wie PCI Geräte betrieben werden. Das BIOS Konfiguriert beim Booten AGP-Karten wie PCI-Karten Die ersten AGP-Grafikkarten waren PCI Karten die nur von den auf 66MHz erhöhtem Takt profitierten (z.B. Voodoo3) Für Server gibt es AGP-Raid Controller

PCI Kompatibilität und erweiterte AGP Funktionen Befehlssatzerweiterungen gegenüber PCI : Benutzung des Hauptspeichers als Grafikspeicher Direkter Hauptspeicherzugriff ohne CPU Nutzung

PCI Kompatibilität und erweiterte AGP Funktionen Hardware Erweiterungen: SidebandAdress Port (SBA 8bit) Adressen können ohne Nutzung des AD-Busses gleichzeitig übertragen werden

PCI Kompatibilität und erweiterte AGP Funktionen Pipeline 255 Stufen Tief Ähnlich denen der CPU, der Grafikchip stellt seine Transaktionen in die Pipeline, von der sie Autonom nach Wichtigkeit abgearbeitet werden

AGP Mode 1X Taktfrequenz 66 MHz Datenübernahme des Busses mit Positiver Flanke von CLK Bandbreite von 266MB/s Signalspannungen der Leitungen 3,3V

AGP Mode 2X Weiterhin Taktfrequenz von 66 MHz Datenübernahme des Busses mit Positiver und Negativer Flanke von AD_STB0 und AD_STB1, die aus dem CLK Signal generiert werden Bandbreite 533MB/s Spannungspegel 1,5V

AGP Mode 4X Weiterhin CLK von 66MHz AD_STB0 und AD_STB1 mit 133MHz Zusätzlich werden AD_STB0# und AD_STB1# aus den AD_STBx Leitungen negiert generiert Datenübernahme mit jeder Abfallenden Flanke der AD_STBxx Leitungen Bandbreite 1066MB/s Spannungspegel 1,5V

AGP Mode 8X Clock 66 MHz AD_STBxx und Datenübernahme wie bei 4X jedoch mit 266 MHz Bandbreite 2133 MB/s Spannungspegel 0,8V Weitere Leitungen zur Erkennung der 8x Fähigkeit

Übersicht Modus Spannung MB/s CLK SBA/CLK Übernahme 1X 3,3V 266 66 2X 533 STB0+STB1 4X 1066 STB0+STB1+STB0#+STB1# 133 8X 0,8V (1,5V) 2133 STB0 und STB1 werden aus CLK generiert und sind Taktgleich(AD0..15,AD16..32) STB0# und STB1# sind STB0 und STB1 negiert

AGP - pro Erweiterung des Anschlusses um zusätzliche Pins, um Karten mit höherem Strombedarf zu Versorgen Wird nur in CAD-CAM Bereich eingesetzt

AGP - pro AGP bis 25 W AGP - pro 50 für 25 bis 50W Konfiguration erfolgt über zusätzliche Pins

AGP - pro 1. offen kein AGP Pro Board vorhanden 2. Masse (GND) PRSNT1# PRSNT2# AGP Pro Slot Konfiguration 1. offen kein AGP Pro Board vorhanden 2. Masse (GND) 50 W AGP Pro Board vorhanden 3. 110 W AGP Pro Board vorhanden 4. reserviert

Spannungs Speztifikationen mit Slot Codierung Codierung des Steckplatzes zur Vermeidung von Überspannungen da es sowohl 3,3V, 1,5V und 0,8V Karten gibt Zusätzlich existiert auch ein Universal Steckplatz Die meisten MB Hersteller verwenden AGP-Universal ohne das der Chipsatz dafür ausgelegt ist, was zu defekten führen kann. (1xGKarte(3,3V) auf 4xMBord(1,5V))

Übersicht über die AGP-Slots

Spannungskompatibilität Motherboard /         Grafikkarten   AGP Grafikkarte 1x/2x  AGP Grafikkarte 4x AGP Grafikkarte 8x 3,3 Volt 1,5 Volt Motherboard AGP 8x (1,5V) X √ Motherboard AGP 4x (3,3V / 1,5V) Motherboard AGP 2x (3,3V)

Tatsächliche Leistungen 266, 533 MB/s, 1 oder 2 GB/s zum RAM als Grafikspeicher?? Macht das Sinn?? Bei 128MB oder 256MB GK-Speicher?? Geforce3 -> GK-RAM 7,68 GB/s Geforce4 -> GK-RAM 10,4 GB/s GeforceFX -> GK-RAM 30,4 GB/s PC100 -> 800 MB/s SD-RAM PC133 -> 1100 MB/s SD-RAM PC266 -> 2100 MB/s DDR PC333 -> 2600 MB/s DDR

Tatsächliche Leistungen Fälschung oder nicht ?? Intel Werbung zur Markteinführung von AGP

Tatsächliche Leistungen Benchmarks vergleich von 4x und 8x

Tatsächliche Leistungen Im 8x Modus werden kaum Daten ausgetauscht Messung der Datenübertragung auf dem Bus.

Tatsächliche Leistungen SidebandAdressing als Leistungssteigerung?? Wird wegen Kompatibilitätsgründen kaum verwendet. Zu viele verschiedene Mainboards und Grafikkarten. Daraus resultieren Timingprobleme, Störanfälligkeiten, EMV usw. Im Treiber deshalb meist deaktiviert.

Die Zukunft von Grafik-Bussystemen AGP wird nicht weiter vorgeführt mit 8x ist Schluss Bereits 2004 soll der Nachfolger PCI-Express erscheinen Dieser ist Seriell aufgebaut und wird auch PCI ersetzen Wieder ein Bus für alle Erweiterungskarten