A história dos barramentos de expansão do PC (Parte 5 - AGP)

Retomando a saga a respeito dos barramentos de expansão do padrão PC, nesta parte falarei sobre o AGP (Accelerated Graphics Port ou Porta Acelerada para Gráficos) que foi bastante utilizado a partir do final da década de 1990 até o início dos anos 2000 para a conexão de placas aceleradoras de vídeo 3D. Sigam-me os bons! :-)


O contexto histórico

Conforme vimos nos textos sobre os barramentos VLB e PCI, a interface de vídeo e as novas necessidades para os então modernos PCs multimídia impulsionou a criação dos padrões de barramentos supracitados para melhor atender a esta demanda. O VLB devido aos seus problemas de projeto teve uma vida curta. O PCI foi um grande sucesso (tanto que ainda é utilizado até os dias atuais) e por alguns anos foi suficiente para atender à demanda das placas adaptadoras de vídeo e demais dispositivos de alto desempenho, mesmo na sua configuração padrão de 32 bits e 33 MHz, a qual provê uma taxa de transferência máxima teórica de 132 MB/s.

Porém os PCs também estavam presentes na gênese de mais um tipo de aplicação: o de jogos e renderizações de ambientes em 3D que exigiam ao máximo de todo o equipamento, principalmente do subsistema de vídeo (como sempre, foi a interface de vídeo que impulsionou a criação de mais um padrão de conexão para os PCs). O problema é que estas novas aplicações 3D eram capazes de saturar o barramento PCI tradicional (de 32 bits e 33 MHz) e as versões do PCI com maior largura de banda (assim como o PCI-X) estavam mais presentes em servidores e praticamente não eram encontrados em placas mãe e chipsets pars PCs desktop. Isto levou a Intel a propor uma conexão específica para as interfaces de vídeo para desafogar o PCI, que culminou com o lançamento do AGP em 1997 juntamente com a sua nova família de chipsets para o então recém anunciado processador Pentium II.

O AGP

Na acepção da palavra o AGP não pode ser propriamente considerado um barramento, mas sim uma conexão ponto-a-ponto exclusiva para uso com as placas de vídeo 3D de alto desempenho, com um padrão mecânico e de sinalização totalmente distinto em relação ao PCI, assim como também com slot próprio. Esta é uma grande vantagem do AGP sobre o PCI - por ser exclusivo para o vídeo, placas AGP não precisam compartilhar o barramento com outros dispositivos como ocorre com o PCI e padrões anteriores.

Slot AGP 2X de 3,3 V

O modo padrão do AGP (o chamado modo 1X) possui uma largura de dados de 32 bits e frequência de operação de 66 MHz, o que permite uma taxa de transferência máxima de 264 MB/s (o dobro do PCI padrão). Com o desenvolvimento do AGP novos modos foram introduzidos: 2X, 4X e 8X, este último já no fim da vida útil do padrão. Tais modos dizem respeito ao número de transferências feitas a cada pulso de clock, onde 2X refere-se a duas transferências, 4X a quatro e assim sucessivamente. Desta forma, as taxas de transferência máxima teóricas do AGP são as seguintes:

  • 1X - 264 MB/s (revisão 1.0);
  • 2X - 528 MB/s (revisão 1.0);
  • 4X - 1056 MB/s (revisão 2.0);
  • 8X - 2112 MB/s (revisão 3.0).

Uma evolução do AGP frente ao PCI é o fato do controlador AGP estar integrado diretamente no chip ponte norte com um canal de comunicação direto com a memória RAM e o processador, sendo mais eficiente do que o Bus Mastering utilizado pelo PCI. O meio de comunicação do controlador AGP com o processador também possui uma segundo canal apenas para a transmissão de endereços (o que otimiza ainda mais o processo), técnica chamada de sideband addressing, desta forma os dados e o endereçamento são transmitidos em canais distintos, beneficiando a performance.

Outra novidade do AGP é a possibilidade do chip gráfico transferir as texturas armazenadas na memória RAM diretamente para a saída de vídeo, sem ser necessário copiar tais texturas para a memória de vídeo (a VRAM) antes de realizar este processo, recurso que o barramento PCI não oferecia - esta técnica, conhecida como AGP Texturing ou Texturização AGP, permite um grande ganho de desempenho com jogos e outras aplicações 3D que manipulam grande quantidade de texturas.

Como curiosidade, a especificação inicial da Intel para o AGP abrangia inicialmente compatibilidade com chipsets apenas para as placas mãe Slot 1 do Pentium II (em mais um caso da famosa obsolescência programada), sem suporte para as placas Soquete 7 que ainda eram de longe as mais utilizadas por modelos da própria Intel (Pentium e Pentium MMX), bem como também por processadores da AMD (famílias K5 e K6) e da Cyrix (6x86 e MII). Felizmente outros fabricantes de chipsets (tais como a Via, Ali e SiS) desenvolveram produtos com suporte ao AGP para as placas mãe Soquete 7.

Compatibilidade e requerimentos elétricos

A primeira revisão do AGP (que abrange os modos 1X e 2X) previa a alimentação elétrica de 3,3 V para as placas de vídeo, que possuíam um chanfro à esquerda enquanto que no slot havia uma trava interna na mesma posição:

Placa AGP de 3,3 V

A revisão 2.0 (o modo 4X) introduziu a tensão de alimentação de 1,5 V, onde o chanfro das placas e a trava do slot ficavam à direita:

Placa AGP de 1,5 V

Porém o grande problema é que as placas de 3,3 V não encaixam nos slots de 1,5 V e vice-versa. Desta foram surgiram as chamadas placas universais que possuíam os dois chanfros e eram capazes de funcionar com as duas tensões de alimentação:

A lendária placa de vídeo Nvidia GeForce3 Ti de 64 MB da Asus, AGP universal


Detalhe dos dois chanfros de uma placa AGP universal

Da mesma forma também surgiram os slots AGP universais que funcionavam com qualquer placa:

Slot AGP universal, note a ausência de travas internas

A terceira e última revisão do AGP (o modo 8X) reduziu a tensão de alimentação ainda mais, para 0,8 V, porém como o padrão já estava no final da sua vida útil praticamente nenhum fabricante de placas de vídeo e de placas mãe adotou esta tensão de alimentação reduzida. Desta forma as placas de vídeo AGP 8X continuaram a suportar a tensão de alimentação de 1,5 V, sendo que a sua grande maioria eram modelos universais que também suportavam a tensão de 3,3 V.

Foi criada também a especificação AGP Pro para placas de vídeo que demandassem maior tensão (e corrente) de alimentação. Enquanto que o slot AGP 8X tradicional pode fornecer até 48 W de potência, o Pro fornece até 110 W. Placas AGP Pro só encaixam em slots do mesmo padrão, enquanto que o slot AGP Pro também é compatível com placas AGP tradicionais de 1,5 V, 3,3 V e as universais. Apesar da grande vantagem na capacidade de alimentação elétrica o AGP Pro foi muito pouco utilizado, praticamente apenas por placas de vídeo de aplicação profissional tais como as das linhas Quadro da Nvidia e FireGL da antiga ATI, atual AMD.

Placa AGP Pro


Slot AGP Pro

No caso de placas AGP tradicionais que demandam uma maior alimentação e potência, geralmente é utilizado um plugue para um conector de alimentação padrão de periféricos de 4 pinos (também conhecido como "molex") que provia a alimentação e potência extra requerida por estas placas:

A clássica placa de vídeo Nvidia GeForce 6600 AGP 8X. Repare no conector de alimentação indicado pela seta amarela


Detalhe do conector de alimentação de quatro pinos

Finalizando, com o surgimento do padrão PCI Express o AGP foi sendo gradualmente descontinuado já que novos lançamentos de placas de vídeo passaram a ser PCI Express apenas. No caso das Nvidia a última série compatível com o AGP foi a GeForce 7000 (que são DirectX 9), enquanto que a AMD chegou a lançar até a série Radeon HD 4000 (DirectX 10) em versão AGP - a Radeon HD 4670 é considerada a melhor placa de vídeo AGP que já foi lançada.

Um grande abraço e até a próxima!

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