O que é AGP (porta gráfica acelerada)? Significado, características, usos e benefícios

AGP refere-se a um padrão de vídeo usado para processar gráficos em computadores.

A porta gráfica acelerada (AGP) é definida como uma interface de hardware projetada para conectar uma placa gráfica, placa de vídeo ou acelerador 3D a um sistema de computador para acelerar a saída de vídeo 3D.

Este artigo explica os fundamentos do AGP, suas principais características, usos e vantagens.

O que é AGP?

Accelerated Graphics Port (AGP) é uma interface de hardware projetada para conectar uma placa gráfica, placa de vídeo ou acelerador 3D a um sistema de computador para acelerar a saída de vídeo 3D. O padrão de cartão foi introduzido pela Intel em 1997 como um substituto para a antiga interface Peripheral Component Interconnect (PCI).

Normalmente, as placas gráficas PCI recebem dados em ‘grupos’, sendo usados ​​posteriormente para criar uma imagem gráfica. Por exemplo, ao projetar uma imagem em um sistema, a placa PCI receberia comprimento, largura e altura em intervalos diferentes. Ao receber os dados, agregaria todos esses dados para apresentar a imagem completa finalmente. No entanto, os cartões AGP recebem todos os dados de imagem de uma só vez. Como resultado, produz gráficos mais nítidos e suaves rapidamente.

Além disso, a interface AGP usa um barramento dedicado para controlar o movimento dos dados gráficos, o que implica que o AGP suporta comunicação direta com a CPU e a RAM. Como resultado, ele renderiza gráficos muito mais rapidamente do que os padrões PCI anteriores.

Os slots de expansão AGP estão localizados próximos ao processador na placa-mãe do computador, assim como os slots PCI. Seu fator de forma também se assemelha ao de suas contrapartes PCI. Devido à sua demanda e utilidade, em 1998, o AGP Pro foi introduzido como uma extensão da interface AGP. Ele foi normalmente projetado para estações de trabalho poderosas que realizariam tarefas com uso intensivo de energia, bem como programas gráficos avançados. A nova especificação tinha slots maiores e mais pinos de voltagem para placas de vídeo. O AGP Pro mostrou compatibilidade com versões anteriores do AGP.

A tecnologia AGP ponto a ponto era popular quando havia demanda por computadores de mesa. No entanto, foi posteriormente substituído pelo PCI Express de alta velocidade (PCIe) em 2004. Portanto, a maioria das máquinas desktop fabricadas após 2010 não possui o slot AGP.

Versões AGP

A porta AGP possui várias especificações de slot, como AGP 1.0, 2.0 e 3.0. Todas as placas AGP precisam ser compatíveis com esses slots AGP. Algumas versões AGP comuns incluem:

1. AGP 1.0

A interface AGP 1.0 possui as seguintes especificações técnicas:

  • Velocidade do clock: 66 MHz;
  • Tensão: 3,3 V;
  • Velocidade: 1X e 2X;
  • Taxa de transferência: 266 MB/s a 533 MB/s.

2. AGP 2.0

As especificações técnicas do AGP 2.0 incluem o seguinte:

  • Velocidade do clock: 66 MHz;
  • Tensão: 1,5 V;
  • Velocidade: 4X;
  • Taxa de transferência: 1.066 MB/s.

3. AGP 3.0

As especificações do AGP 3.0 incluem o seguinte:

  • Velocidade do clock: 66 MHz ;
  • Tensão: 0,8 V;
  • Velocidade: 8X;
  • Taxa de transferência: 2.133 MB/s.

Nos dados acima, a taxa de transferência refere-se à largura de banda medida em megabytes. Além disso, a velocidade de 1X, 2X, 4X e 8X refere-se à velocidade da largura de banda em que X é igual à velocidade de AGP 1.0 (ou seja, 266 MB/s). Por exemplo, a velocidade 8X do AGP 3.0 implica na velocidade de largura de banda de 8x a velocidade do AGP 1.0.

Para adicionar a isso, a Microsoft lançou a próxima versão do AGP em nome de AGP 3.5 Universal Accelerated Graphics Port (UAGP). Suas especificações são semelhantes às do AGP 3.0.

Características do AGP

Além da taxa de transferência de gráficos de alta definição, a porta AGP marrom revela vários outros recursos importantes. Entenderemos algumas das características vitais do AGP em detalhes.

1. Canalização

Na arquitetura do computador, os slots AGP são habilitados com recursos de pipelining, permitindo que eles recebam e processem várias instruções simultaneamente durante um barramento ou acesso à memória. Por outro lado, o PCI não possui essa capacidade, o que significa que ele só pode receber uma instrução por vez. Ele não pode fazer outra solicitação de dados até que os primeiros dados sejam transferidos. Assim, o AGP tem uma taxa de transferência de dados melhor do que qualquer padrão conhecido anteriormente.

2. Endereçamento de banda lateral

Normalmente, quando uma placa de vídeo envia dados gráficos para a CPU para fins de processamento, ela envia um conjunto de endereços em cada pacote com os dados de vídeo para garantir que os dados corretos sejam recuperados e processados. No entanto, verificar cada pacote de dados em busca de endereços antes do processamento pode deixar o computador lento, afetando a velocidade e o desempenho do sistema.

O endereçamento de banda lateral é um método que resolve o problema acima enviando endereços em oito linhas de dados adicionais. Esse arranjo garante que os endereços sejam encontrados e lidos mais rapidamente, elevando o desempenho geral do sistema. O recurso é particularmente útil para renderizar gráficos 3D de forma rápida e eficiente. As placas de vídeo AGP foram as primeiras a implementar o recurso de endereçamento de banda lateral.

3. Armazenamento de textura

Sob a premissa AGP, o controlador gráfico tem acesso direto à memória principal do sistema. Nas placas gráficas PCI anteriores, era essencial primeiro carregar uma textura da RAM do sistema para a memória da placa para ler os dados adequadamente. No entanto, as placas AGP têm a facilidade de ler texturas diretamente da RAM do sistema usando a tabela de remapeamento de endereços gráficos (GART). O GART é conhecido por alocar memória principal para armazenamento de textura acessada diretamente pela placa de vídeo.

Com a adição de memória às placas gráficas, o AGP garantiu que poderia acessar grandes texturas que antes não cabiam na memória local da placa gráfica. Anteriormente, a textura tinha que ser movida para a memória local pelo barramento PCI. Isso exigia que outras informações fossem removidas da memória local para liberar espaço para novos dados.

Todo o processo é eliminado pelo AGP, por permitir o armazenamento de texturas na memória do sistema, onde a placa de vídeo AGP pode executá-lo diretamente. A capacidade de executar texturas da memória de um sistema é chamada de Direct Memory Execute (DIME). O DIME, juntamente com o mecanismo de alocação dinâmica de memória, permite que as texturas usadas com frequência vivam na memória local de uma placa gráfica, aumentando assim o desempenho geral.

Usos do AGP

O padrão AGP é normalmente projetado para renderizar imagens 3D suaves em computadores comuns. Esses gráficos de boa qualidade em um PC normal oferecem a experiência de trabalhar em um terminal gráfico dedicado de última geração. O AGP gera os melhores visuais usando melhor os recursos do sistema.

Entenderemos alguns dos principais usos do AGP.

1. Realize cálculos 3D complexos

Os slots AGP são projetados especificamente para placas gráficas. A CPU precisa executar cálculos 3D complexos para criar imagens 3D. O controlador gráfico é conhecido por acessar dados de textura e bitmaps para criar as imagens finais. No entanto, no processo, o controlador tende a ler diferentes elementos de textura e fazer a média deles para criar um pixel na tela.

Os pixels criados devem ser armazenados no buffer de memória até que todos os cálculos sejam executados. Como as texturas são muito grandes, elas não podem ser armazenadas na memória da placa de vídeo. Graças ao AGP, os dados de textura são armazenados na memória principal do sistema. Assim, para renderizar dados de vídeo em alta definição, recomenda-se que o sistema tenha memória suficiente.

2. Habilitar nova classe de aplicativos

AGP é normalmente útil para jogos e vídeos 3D. Ele também permite o desenvolvimento de novas classes de programas de PC (ou aplicativos) como 3D CAD/CAM, 3D UI e visualização de dados usados em campos como arquitetura, usinagem, engenharia, simulações de computador e vários outros.

O AGP é conhecido por fornecer um rendimento mais rápido quando comparado ao PCI. Essa velocidade é crucial para renderização de gráficos 3D, jogos de alta definição e gráficos para engenharia e arquitetura.

A porta AGP conecta a placa de vídeo, o processador do computador e a memória. Devido a essa conexão, você pode jogar videogames que revelam tempos de carregamento mais rápidos e possuem gráficos melhores. Além disso, o AGP também permite a criação de imagens de vídeo de alta resolução usando processadores de placas gráficas.

3. Suporte a transações divididas

O AGP oferece suporte para transações divididas, nas quais os barramentos de endereço e dados permanecem separados. Como resultado, a fase de endereço se abstém de usar a linha principal de endereço/dados (AD). Assim, a placa gráfica pode enviar vários endereços e fases de dados ao host para permitir o processamento ordenado dos dados. Isso evita longos atrasos, que geralmente ocorrem devido ao barramento ficar ocioso durante as operações de leitura de dados.

Vantagens do AGP

AGP refere-se a uma especificação de barramento específica que adiciona recursos gráficos avançados a computadores pessoais. Possui várias vantagens quando comparado aos padrões PCI tradicionais. Vejamos alguns dos fatores que tornam o AGP único.

1. Suporte de largura de banda maior

AGPs dependem de métodos-chave como endereçamento de banda lateral, pipelining e transferências de dados de alta velocidade por clock para atingir larguras de banda de pico. Além disso, auxilia na implementação direta de recursos de textura da memória principal (DIME), o que implica que o requisito de pré-carregamento de dados no sistema local é reduzido. Todos esses recursos contribuem para o suporte de largura de banda 4 vezes maior que o barramento PCI.

Tecnicamente, o barramento PCI tem uma taxa de transferência de 133 MB/s, enquanto o AGP revela uma taxa de transferência de aproximadamente 533 MB/s com velocidade de clock de 66 MHz.

2. Congestionamento reduzido

A aplicação PCI típica atende a vários dispositivos periféricos, como chips de LAN, sistemas de captura de vídeo e controladores de disco. No entanto, o AGP opera independentemente da maioria das transações PCI. Como resultado, há uma contenção reduzida entre a CPU e os dispositivos de E/S para acesso à memória e ao barramento.

Além disso, a CPU pode acessar simultaneamente a RAM do sistema e a RAM AGP do chip gráfico. Isso é possível devido ao conhecido paradigma de execução fora de ordem e suporte de hardware de enfileiramento no chipset. Portanto, apesar das grandes solicitações de acesso ao chip gráfico, não há degradação da CPU.

3. Gráficos 3D aprimorados

O AGP fornece comunicação ponto a ponto dedicada entre o subsistema gráfico e o chipset de lógica central por meio de um barramento. Com essa conexão direta com a CPU e a memória do sistema, o AGP permite que seu computador colete as informações necessárias de forma rápida e eficiente para renderizar gráficos 3D complexos executados em velocidades de clock mais altas.

4. Compatibilidade e flexibilidade

Para AGP, a compatibilidade existe em vários níveis. A velocidade do AGP é sempre compatível com versões anteriores, enquanto as tensões de sinalização não são. Além disso, como os slots e conectores AGP são codificados, deve-se preferir apenas equipamentos eletricamente compatíveis.

Normalmente, os cartões AGP exibem compatibilidade seletiva para frente e para trás. Por exemplo, cartões de 1,5 V podem não caber nos slots de 3,3 V e vice-versa. Da mesma forma, os cartões AGP funcionam com slots AGP Pro, mas os cartões AGP Pro não se encaixam nos slots AGP padrão.

5. Subsistema de vídeo isolado

O AGP normalmente isola o sistema de vídeo do restante do computador. Como resultado, os dispositivos gráficos não competem por largura de banda de E/S adicional, ao contrário do PCI. Além disso, como a placa de vídeo é removida do barramento PCI, ela beneficia outros dispositivos PCI, pois eles não competem por mais largura de banda.

6. Acesso mais rápido à memória

O AGP adiciona uma porta extra ao chip gráfico que acelera o acesso à memória. Ele permite que a CPU leia simultaneamente texturas da memória AGP e leia/escreva valores Z e pixels da memória local do sistema. Além disso, quando a CPU precisa fornecer informações gráficas, fornecendo comandos ou texturas animadas durante a renderização 3D, o AGP permite que a CPU grave diretamente na memória AGP do sistema compartilhado. Isso é muito mais rápido do que acessar a memória por meio do barramento PCI durante a execução de comandos relacionados a gráficos.

Conclusão

O AGP substituiu as conexões PCI mais antigas para trazer gráficos melhores e mais rápidos aos sistemas de computador. O software aplicativo relacionado a gráficos 3D pode processar vídeos e informações gráficas eficazmente, explorando as funcionalidades do AGP essenciais para a alocação e gerenciamento eficientes da memória. Os aplicativos AGP permitem que os usuários assistam a resoluções de tela mais altas em taxas de quadros mais altas e tenham mais texturas.

No entanto, como a tecnologia AGP está sendo eliminada, ela será eventualmente substituída por barramentos e interfaces mais rápidos e eficientes nos próximos anos.

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