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 2x, 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 x 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 x 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 800x600, 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
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU