AGP - Vize a realita

První zkušenosti s AGP v praxi







Počítače (a nejen PC) se z hlediska běžného uživatele vyvíjejí

hlavně kvantitativně – zvyšuje se výkon, velikost paměti,

kapacita disků. Méně lidí si ale uvědomuje, že za zdánlivě

plynulým vývojem stojí řada větších či menších zásadních

vylepšení, která dovolují překonat zdánlivé bariéry.





Inovace jednotlivých komponentů jsou stálou náplní odborného

tisku v oblasti IT. Zřídka se však setkáváme se zásadními změnami

v samotné architektuře počítače. V současné době se začínají

stávat nedostatečnými klasické sběrnice pro vstupně, výstupní

zařízení. Na poli PC se Intelu urodilo AGP (Accelerated Graphics

Port), tedy zrychlený port pro grafiku. Jeho úkolem je připojit

grafickou kartu rychleji než na sběrnici PCI.

Jeden počítač od firmy A&A vybavený touto technologií jsme si

v TestCentru mohli otestovat.



Co je AGP a jak funguje



Základem AGP je čtyřportový akcelerátor, který dovoluje současné

rychlé předávání dat mezi procesorem, operační pamětí, grafickou

kartou a PCI sběrnicí. Mezi AGP, pamětí, grafickou kartou

a procesorem mohou data proudit rychlostí až 528 MB/s, na rozdíl

od dnes běžné PCI sběrnice s maximální propustností 133 MB/s. PCI

totiž pracuje na frekvenci 33 MHz, AGP stejně jako dnes sběrnice

CPU-RAM s kmitočtem 66 MHz. Zrychlení na uváděných 528 MB/s

umožní použití režimu 2×, kdy k přenosu dat dochází na vzestupné

i sestupné hraně hodinového kmitočtu. Lze předpokládat, že

všechny grafické karty pro AGP, které přijdou na trh, budou moci

pracovat v tomto zrychleném režimu.

Zásadní je možnost vytvoření rychlého spojení mezi zobrazovacím

adaptérem a operační pamětí. Jednou z nejdůležitějších možností

3D akcelerátorů je Z-buffering a hlavně texturování povrchů.

Oboje vyžaduje dodatečnou paměť a rychlá paměť využívaná

v grafických kartách je dražší než běžné moduly RAM paměti i než

nové paměti typu SDRAM. Rychlé on-line renderování textur ve

vyšším rozlišení a barevné hloubce dosud vyžadovalo nejen výkonný

procesor, ale i velký objem paměti na grafické kartě s 3D

akcelerátorem.

AGP sice nezbavuje nutnosti rychlého procesoru a specializovaného

3D akcelerátoru, ale dovoluje ušetřit na paměti grafické karty.

Levná karta s 3D akcelerátorem, ale malou pamětí (4 MB) při

rozlišení 1 024 × 768 bodů v pravých barvách (16 milionů) pak

pojme do své RAM kromě obrazu Z-buffer, ale textury si bude

natahovat z hlavní operační paměti přes AGP. Stejně tak se AGP

uplatní u karty s větší pamětí v případě extrémně velkých textur

pro dosažení dokonalého obrazu. Schéma počítače s AGP čipsetem

a toky texturových dat ukazuje obr. 1.

V popisech AGP se můžeme setkat se dvěma významnými zkratkami

DIME a GART. DIME (Direct Memory Execute – provádění přímo

v paměti) označuje právě popsanou funkci, kdy v operační paměti

je vyhrazena oblast, kterou grafický adaptér využívá pro část

dat. Zde je nutno poznamenat, že sdílení operační a grafické

paměti se stále čas od času objevuje u levnějších PC systémů,

přístup pomocí AGP však zajistí, aby toto sdílení celkový výkon

nesnižovalo, ale zvyšovalo. Druhá zkratka – GART (Graphics Adress

Remapping Table – tabulka pro přemapování adres grafiky) se více

týká skutečného provozu AGP. Jedná se zde o to, že čipset

přemapuje RAM vyčleněnou pro AGP tak, že virtuální adresa je

stejná pro CPU i pro grafický čip. To pak zjednodušuje další

práci procesoru.

Velmi důležité je také softwarová podpora celé záležitosti.

Základní zobrazení je díky odvození AGP od PCI možné i pomocí

běžných ovladačů, které si rozumějí s konkrétní kartou. To

znamená, že karta na AGP se bez další podpory chová jako

standardní VGA (resp. XGA) karta na rychlejší sběrnici.

Specializovanější funkce nového rozhraní zasahují do systémové

operační paměti, jejich využití se tedy musí opřít o vylepšené

základní součásti operačního systému, jako jsou správa paměti

a ovladače grafické karty. Ve „vyšším patře“ je nutno, aby

schopností AGP využívaly přímo samotné aplikace. K čemu by totiž

byla sebedokonalejší podpora v operačním systému, když ji žádný

program nepotřebuje.



Jak je to dnes s praktickou implementací



PC, na kterém probíhaly všechny testy, je důkazem toho, že po

hardwarové stránce je AGP zcela připraveno k praktickému

nasazení. S AGP umí pracovat nová čipová sada Intelu 440LX: tento

čipset je určen pro základní desky osazované procesorem Pentium

II a jeho součástí je kromě portu AGP i řadič sběrnice USB a IDE

řadič podporující režim DMA/33. Čipset 440LX samozřejmě umí

obsluhovat paměti typu SDRAM.

Ani s grafickými kartami nebude zřejmě problém. První verze již

mají hlavní výrobci k dispozici. Už v době psaní tohoto článku

jsou karty pro AGP i v cenících některých českých firem.

Podstatně složitější je situace v softwarové oblasti. Hlavní

operační systémy od Microsoftu – Windows 95 i Windows NT 4.0

- jsou ve svých základních verzích z hlediska nových technologií

zastaralé. Windows 95 dokáží plně využít AGP až od verze OSR

2.1, přičemž česká verze, běžně distribuovaná s novými počítači,

je pouze OSR 2. Plně podporovat AGP však patrně budou až Windows

98. Nezbytnou položkou je také instalace DirectX 5, hlavně

komponent DirectDraw a Direct3D, neboť právě až tato verze umí

zacházet s DIME. Pod Windows NT je to ještě o trochu horší, i po

instalaci Service Packu 3 je k dispozici DirectDraw, ale už ne

Direct3D. Vše by měla vyřešit verze NT 5.0.

Aplikací využívajících výhod AGP je zatím jako šafránu. A to

i přesto, že programů pro DirectX (převážně her) stále přibývá.

Autoři her totiž musí více počítat s uživateli vybavenými

běžnějším hardwarem a nemohou optimalizovat svůj výrobek pro

poslední výkřik techniky. Proto se určitě ještě nějakou dobu

budeme setkávat s 3D hrami s viditelně hrubými texturami. Přesto

lze čekat, že, stejně jako jsou aplikace pro jiné 3D

akcelerátory, přijde rychle na trh i software pro AGP. Nebylo by

špatné, kdyby měl Intel k dispozici podobný demonstrační balík

programů jako pro MMX procesory. Zatím jedinou aplikací je patrně

herní demo, na němž Intel prezentuje AGP na tiskových

konferencích.



Co bude AGP konkurovat



Šířka pásma současných profesionálních 3D akcelerátorů ale nyní

dovoluje více než dvakrát rychlejší přenos dat mezi 3D čipem

a lokální pamětí karty, než umožňuje AGP. V nejvyšší výkonnostní

i cenové kategorii tedy špičkové grafické akcelerátory s velkou

vlastní pamětí stále najdou uplatnění. V oblasti her to asi budou

již zavedené 3D akcelerátory, například 3Dfx, pro které již

existuje a je i dále vyvíjen software. Profesionální návrháři či

ti, kdo se zabývají virtuální realitou, mohou také dát přednost

akcelerátorům s hardwarovou podporou OpenGL. Tento standard je

mezi 3D asi nejrozšířenější nejen u PC, i když příslušné karty

patří mezi nejdražší.

Je však třeba připomenout, že nejde o konkurenci v pravém slova

smyslu. Všechny druhy akcelerátorů totiž mohou využívat výhod

AGP, buď pro ještě vyšší urychlení, nebo tam, kde nároky programu

přesáhnou jejich paměť.

Co ale hraje proti AGP, je cena. Přestože jde vlastně

o zlevňující řešení, je aplikováno do počítačů s procesorem

Pentium II, které jsou výkonnostní i cenovou špičkou. Ten, kdo si

výkonné PC pořizuje, obvykle ví proč, a většinou nemá důvod

šetřit na významné funkci. A než se z této špičky stane běžný

průměr, může ještě nějakou dobu trvat.



Jak se AGP chová ve skutečnosti



Všechny testy byly prováděny na počítači Master Gold+ 266 firmy

A&A. Byl postaven na základní desce Intel Atlanta AL440LX formátu

ATX se stejnojmenným čipsetem a velmi komfortním BIOSem Phoenix,

který dovoluje velmi podrobné nastavení pořadí bootování různých

IDE zařízení. Motherboard byl vybaven zvukovým čipem Yamaha

OPL3-SA. Počítač byl osazen procesorem Pentium II s taktem 266

MHz s 512 kB L1 cache a 64 MB paměti typu SDRAM. I další vybavení

je špičkové – pevný disk EIDE IBM o kapacitě 6,5 GB, schopný

práce i v režimu DMA/33, 24rychlostní CD-ROM, disketová mechanika

je nahrazena jednotkou a: Drive (ta se chová trochu nepříjemně ve

starších verzích Windows 95). Sestavu doplňuje 17" monitor Nokia

Multigraph 447Xi s obrazovkou typu Trinitron. V sestavě byly

testovány dvě grafické karty Matrox Millenium II se 4 MB paměti

WRAM na PCI a na AGP adaptér ATI Expert@Work se 4 MB SGRAM, PCI

varianta tohoto typu bohužel nebyla k dispozici.

Protože ke kartě ATI byly zatím ovladače pouze pro Windows 95,

omezily se testy pouze na tento systém. Vyzkoušeny byly základní

verze, OSR2 a jako zástupce budoucnosti druhá beta-verze Windows

98 (build 1546). Reálný výkon byl měřen aplikačními testy IDG,

používanými pro hitparády PC WORLD TOP. Nebyl opomenut Intel

Media Benchmark pro simulaci multimediálních aplikací,

a k vyzkoušení výkonu v běžných hrách jsme nechali demoverzi

horké novinky Hexen II vypsat framerates (počet zobrazených

snímků za sekundu). Tato nová hra využívá DirectX, ale základní

verze nevyužívá rozsáhlé jemné textury a GL verze funguje pouze

s akcelerátory 3Dfx.

Výsledky testů ukazují, že hlavní výhoda AGP je natolik

specializovaná, že současné aplikace ji nevyužijí. V aplikačních

testech pod Windows 98 byla karta na AGP ne příliš, ale znatelně

(zhruba o 1,6 %) rychlejší, pod Windows 95 OSR2 s DirectX 5 byl

výkon srovnatelný. Téměř ve všech ostatních testech vyšlo vítězně

Millenium II, ovšem s nepatrným rozdílem. Jedinou aplikací, která

plně využije možností AGP, tak zůstává Ziff-Davis 3D Bench se

speciálním modulem s velkými texturami – ten může v rozlišení

1 024 × 768 bodů ukázat až 200% zrychlení AGP oproti PCI.



Závěr



Co dodat na závěr? Hlavně, že i když dnes programy výhody nové

sběrnice prakticky nevyužijí, než přijdou na trh Windows 98

určitě se nějaké objeví. Velmi potěšující je ale bezproblémový

provoz v současném prostředí. To znamená, že AGP karta bez

specializovaných aplikací je pořád grafická karta na rychlejší

sběrnici. Dokonce i základní deska s novým čipsetem i s běžnou

PCI kartou znamená krok vpřed.









IDG Benchmark

Windows 98, DirectX 5*Windows 95 OSR2, DirectX 5

AGP Expert@Work PCI Millenium II AGP Expert@Work PCI Millenium II

MS Word 1:51 min 1:55 min 2:34 min 2:46 min

MS Excel 2:15 2:29 2:56 3:00

Corel Draw 4:11 3:50 4:42 4:16

Corel PhotoPaint 2:43 2:46 3:08 3:02

Borland Paradox 4:01 4:03 4:24 4:26

VRT 1:49 1:49 1:15 1:15

Celkem 16:50 min 16:52 min 18:59 min 18:45 min

Body 440 433 398 399

------------------------------------

* Výrazně lepší výsledky pod Windows 98 jsou způsobeny změnou

správy aplikací systémem. Přechod na Windows 98 tedy nebude

znamenat zrychlení práce.





Hexen II demo

Pod Windows 98, DirectX 5

Okno 800×600, 256 barev

ATI Expert@Work 33,4 snímků/s

Matrox Millenium II 33,9 snímků/s







AGP (Accelerated Graphics Port)



+ Čtyřikrát rychlejší sběrnice ke grafické kartě než PCI

+ Možnost využívat pro část grafických dat systémovou paměť

- Plná podpora bude až v operačních ssytémemch Windows 98 a NT

5.0

- Zatím nejsou aplikace využívající všech výhod AGP



------------

Testovaný počítač zapůjčila firma: A&A Data Storage Experts,

a.s., Jundrovská 33, Brno

Předběžná cena celé sestavy: 105 900 Kč bez DPH





Cenové srovnání

Základní deska Intel bez AGP: 8 600 Kč

Základní deska Intel s AGP: 13 549 Kč

Grafická karta ATI PCI: 5 600 Kč

Grafická karta ATI AGP: 6 100 Kč

Srovnávaná karta Matrox: 9 650 Kč