عامل با رابط کاربر گرافيکی ، بازيهای کامپيوتری ، انيمشن و طراحی سه بعدی و … از جمله مواردی می باشند که انجام آنها نيازمد وجود سيستمی با توان گرافيکی بالائی است . در صورت استفاده کامپيوتر در مواردی نظير : تايپ ، صفحات گسترده ، کاربردهای ساده تجاری و … ، لزومی به داشتن سيستمی با توان گرافيکی بالا نخواهد بود.
کارت های گرافيک را می توان با استفاده از يکی از روشهای زير در کامپيوتر نصب کرد:
OnBorad . تراشه گرافيک بر روی برد اصلی قرار دارد.
PCI . کارت گرافيک در يکی از اسلات های PCI نصب می گردد.
AGP . کارت گرافيک در اسلاتی نصب خواهد شد که مخصوص کاربردهای گرافيکی طراحی شده است .
بمنظور ارسال تصاوير ويديوئی ، نمايش بازيهای کامپيوتری ، به کارت هائی با بازدهی بمراتب بيشتر از PCI نياز است . در سال 1996 شرکت اينتل (AGP(Accelerator Graphics Port را که نسخه اصلاح شده ای از گذرگاه های PCI است ، عرضه نمود. هدف از طراحی تکنولوژی فوق ارائه تصاوير ويدئويی و انجام عمليات گرافيکی با سرعت بالا است .
شکل زير معماری بکارگرفته شده در يک سيستم پنتيوم سه را که از AGP استفاده می کند ، نشان می دهد.
کارت های گرافيک که قبل از ارائه تکنولوژی AGP توليد می گرديدند، از يک گذرگاه برای ارتباط با پردازنده استفاده می کردند. گذرگاه يک کانال ارتباطی و يا مسير بين عناصر سخت افزاری موجود در يک کامپيوتر است . تکنولوژی AGP مبتنی بر نکنولوژی PCI است و برخی اوقات “گذرگاه AGP ” ناميده می گردد ولی تکنولوژی فوق يک گذرگاه سيستم نمی باشد. تکنولوژی فوق يک اتصال نقطه به نقطه (Point-to-Point) است . به عبارت ديگر در تکنولوژی فوق تنها دستگاهی که از طريق AGP به پردازنده و حافظه ، مرتبطه می گردد ، کارت گرافيک است . در مسير مربوطه هيچگونه توقفی وجود نداشته و نمی توان ادعا نمود که AGP يک گذرگاه اشتراکی است . تکنولوژی AGP نسبت به PCI دارای ويژگی های زير است :
کارائی سريعتر
دستيابی مستقيم به حافظه
شکل زير يک کارت گرافيک AGP را نشان می دهد.
AGP بمنظور افزايش کارآيی خود از چندين روش استفاده می نمايد : – AGP يک گذرگاه 32 بيتی با سرعت 66 مگاهرتز است . اين بدان معنی است که در يک ثانيه می توان 32 بيت داده را 66 ميليون مرتبه انتقال داد. – بر روی گذرگاه AGP دستگاه ديگری وجود ندارد بنابراين کارت گرافيک اجباری به اشتراک گذرگاه نخواهد داشت . در چنين حالتی کارت گرافيک قادر به عمليات خود با حداکثر ظرفيت و پتانسيل خواهد بود. – AGP از روش Pipelining برای افزايش سرعت استفاده می نمايد. در روش فوق برای بازيابی داده از مدلی مشابه فرآيندهای موجود در خط توليد استفاده می گردد.کارت گرافيک در پاسخ به يک درخواست ( سيگنال ) چندين بلاک داده را دريافت خواهد کرد. روش Pipelining مشابه سفارش غذا در يک رستوران است . فرض کنيد غذای مورد علاقه خود را در رستوران سفارش دهيد .پس از سفارش و آماده شدن، غذای مورد نظر در اختيار گذاشته می گردد در ادامه مجددا” غذای بعدی مورد علاقه خود را سفارش و منتطر آماده شدن خواهيد ماند. در مدل فوق فرآيند تکراری : سفارش غذا(داده) و انتظار برای تامين خواسته بصورت تکراری انجام خواهد شد. می توان روش ثبت سفارش خود را تغيير و در ابتدا تمامی خواسته های خود را مشخص کرد. بديهی است در چنين مواردی زمان انتظار بين سفارشات متعدد حذف خواهد گرديد. در تکنولوژی AGP از روشی مشابه فوق برای بازيابی داده استفاده می گردد. يکی ديگر از علل افزايش کارائی تکنولوژی AGP ارتباط مستقيم آنها با حافظه است . ويژگی فوق از خصايص بسيار مهم AGP است . Texture Map مهمترين عنصر موجود در يک کارت گرافيک بوده و حجم بالائی از حافظه يک کارت گرافيک را اشغال می نمايد. با توجه به اينکه قيمت حافظه کارت های گرافيک بالا بوده و از لحاظ ظرفيت نيز دارای محدوديت هائی می باشند ، ميزان و تعداد Textures استفاده شده در کارت های گرافيک اوليه محدود بود . در سيستم های مبتنی بر AGP با استفاده از قابليت های حافظه سيستم، می توان اطلاعات مورد نطر را در حافظه کارت گرافيک ذخيره کرد. در يک سيستم مبتنی بر PCI هر Texture Map دو مرتبه ذخيره می گردد. در ابتدا از هارد به حافظه سيستم منتقل و در آنجا مستقر خواهد شد. زمانيکه می بايست از داده فوق استفاده گردد، از طريق حافظه سيستم در اختيار پردازشگر گذاشته خواهد شد. در ادامه نتايج از طريق گذرگاه PCI برای کارت گرافيک ارسال می گردند. در اين حالت اطلاعات مجددا” در FramBuffer کارت گرافيک ذخيره خواهند شد. در حقيقت هر Texture Map پس از پردازش دو مرتبه ذخيره می گردد ( يکی توسط سيستم و ديگری توسط کارت گرافيک )
AGP صرفا” يک مرتبه Texture Map را ذخيره می نمايد. امکان فوق با استفاده از يک بخش خاص با نام Graphics Address Remapping Table GART) موجود بر روی تراشه AGP تحقق می گردد. GART ، بخشی از حافظه سيستم را بمنظور نگهداری Texture maps استفاده می نمايد. در چنين حالتی کارت گرافيک و پردازنده اين تصور را خواهند داشت که Texture در FramBuffer کارت گرافيک می باشد.
همانگونه که مشاهده گرديد، در يک کارت فاقد تکنولوژی AGP هر texture دو مرتبه تکرار و.پردازنده مجبور به انجام عمليات اضافه است . اندازه و تعداد texture نيزمحدود به FrameBuffer است .تمام عوامل فوق در کارت های مبتنی بر AGP بهبود يافته است . بدين علت کارآئی آنها بمراتب بالاتر از انواع ديگر 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 نيز می باشد از سه حالت (يک سرعته ، دو سرعته ، چهار سرعته) متفاوت برای عمليات استفاده می نمايد.در سه حالت فوق از سرعت 66 مگا هرتز استفاده می گردد ولی کارت های گرافيک 2x ، در هر سيکل دو مرتبه اطلاعات خود را ارسال و يک کارت گرافيک 4x در هر سيکل چهار مرتبه داده ها را ارسال می نمايد.جدول زير ويژگی هر يک 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 ايجاد شده و از اسلات بزرگتری استفاده و دارای امکانات ويژه برای استفاده حرفه ای از کارت های گرافيک است . کامپيوترهای که دارای اسلات از نوع AGP Pro و يا 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 ساير مدل های فوق سازگار نخواهد بود. شرکت اينتل قصد ارائه کارت جديد AGP8X را دارد.جدول زير مشخصات تکنولوژی فوق رانشان می دهد.
Mode
Approximate Clock Rate
Transfer Rate (MBps)
8x
533 MHz
2,133 MBps
وضعيت گذرگاهها قبل از AGP اولين گذرگاه کامپيوترهای شخصی، هشت بيتی و با سرعت 4.77 مگاهرتز(ميليون سيکل در هر ثانيه ) بود. گذرگاه فوق قادر به ارسال هشت بيت داده در هر سيکل بود. در سال 1982 گذرگاه فوق تغيير وبصورت شانزده بيتی با سرعت 8 مگاهرتز مطرح گرديد. گذرگاه فوق ISA نامگذاری گرديد. طراحی گذرگاه فوق بگونه ای بود که امکان ارسال داده را با سرعت 16 مگا بايت در هر ثانيه فراهم می کرد. کارت های گرافيک اوليه از کارت های MonoChrome ( ارائه شده در سال 1980 ) تا کارت های SVGA ( ارائه شده در سال 1990) از يک اسلات ISA موجود بر روی برد اصلی استفاده می کردند. بموازات افزايش رنگ و وضوح تصوير در نمايشگرها، کارت های گرافيک ISA کند شدند. گذرگاه های از نوع ISA قادر به تزريق مناسب داده های گرافيکی برای پردازنده ، با سرعت مناسب نمی باشند. در ادامه استاندارهای ديگری در رابطه با گذرگاه ها مطرح گرديد . گذرگاه های EISA)Extendede Industry Standard Architecture ) (سی و دو بيتی و سرعت 8 مگا هرتز ) VL-BUS)Vesa Local Bus) نمونه هائی در اين زمينه می باشند.در اين زمان استانداری برای ارائه SVGA با قابليت 16/8 ميليون رنگ و وضوح تصوير 768 * 1024 ارائه گرديد. کارت های فوق در يک اسلات خاص موجود بر روی برد اصلی نصب می گرديدند. در چنين حالتی گذرگاه گرافيک بصورت يک “گذرگاه محلی” بوده و مستقيما” به پردازنده متصل بوده و می بايست در مجاورت پردازنده قرار گيرد. VL-BUS بصورت 32 بيتی بوده و با سرعتی معادل “گذرگاه محلی ” فعاليت می نمايد و تمايل به ارتباط مستقيم با پردازنده دارد. وضعيت فوق در موارديکه صرفا” يک دستگاه و يا حتی دو دستگاه استفاده می گردد می تواند تحقق يابد ولی زمانيکه بيش از دو دستگاه به VL-BUS متصل گردد، کاهش کارآئی را بدنبال خواهد داشت . بدين منظور VL-BUS صرفا” برای اتصال يک کارت گرافيک ( و يا دستگاهی که نيازمند 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 گرافيک قادر به ارسال داده بصورت 32 بيت و با سرعت 100 ميليون مرتبه در ثانيه است . در رابطه با رويکرد فوق دو مسئله وجود دارد :
توليدکنندگان کارتهای گرافيک شاختی نسبت به سرعت سيستم کاربران ندارند( ايده ای ندارند)
تمايل به ارتباط مستقيم با پردازنده باعث کاهش عملکرد و کارآئی پردازنده خواهد شد.
در ادامه تکنولوژی PCI مطرح گرديد. PCI ترکيبی از تکنولوژي های ISA و VL-Bus است . در تکنولوژی فوق از ارتباط مستقيم دستگاههای نصب شده با حافظه استفاده شده است . برای ارتباط با پردازنده از يک ” پل ارتباطی ” استفاده شده است . در اين حالت سرعت و کارائی نسبت به VL-BUS افزايش يافته بدون اينکه مشکلاتی را از بعد کارآئی برای پردازنده ايجاد نمايد. AGP دارای کارآئی بمراتب بالاتری نسبت به PCI است .AGP يک تکنولوژی گرافيکی بوده که همچنان توسط طراحان مربوطه در جهت تکامل و افزايش عملکرد گام بر می دارد.
