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FSB总线、HT总线、QPI总线、DMI总线差异

FSB:是FrontSideBUS的英文缩写,中文叫前端总线,是将中央处理器(CPU)连接到北桥芯片的系统总线,它是CPU和外界交换数据的主要通道

FSB:是Front Side BUS的英文缩写,中文叫前端总线,是将中央处理器(CPU)衔接到北桥芯片的体系总线,它是CPU和外界交流数据的首要通道。前端总线的数据传输才能对计算机全体功能影响很大,假如没有满足带宽的前端总线,即便装备再微弱的CPU,用户也不会感觉到计算机全体速度的显着进步。这个称号是由AMD在推出K7微架构系列CPU时提出的概念,可是一直以来都被咱们误认为是外频的另一个称号。咱们所说的外频指的是CPU与主板衔接的速度,这个概念是建立在数字脉冲信号震动速度根底之上的,而前端总线的速度指的是数据传输的速度,因为数据传输最大带宽取决于一切一起传输的数据的位宽和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。现在PC机上干流的前端总线频率有800MHz、1066MHz、1333MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与内存之间的数据传输量越大。尽管前端总线频率看起来现已很高,但与一起不断进步的内存频率、高功能显卡(特别多显卡体系)比较,CPU与芯片组存在的前端总线瓶颈仍未底子改动。例如,64位、1333MHz的FSB所供给的内存带宽是1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s,与双通道的DDR2-667内存刚好匹配,但假如运用双通道的DDR2-800、DDR2-1066的内存,这时FSB的带宽就小于内存的带宽。更不用说和三通道和更高频率的DDR3内存搭配了。

HT总线:HT是Hyper-Transport的简称,是AMD为K8渠道专门规划的高速串行总线。它的开展历史可回溯到1999年,原名为“LDT总线”(Lightning Data Transport,闪电数据传输)。2001年7月这项技能正式推出,AMD一起将它更名为Hyper-Transport。随后,Broadcom、Cisco、Sun、NVIDIA、ALI、ATI、Apple等许多企业均决议选用这项新式总线技能,而AMD也借此组成Hyper-Transport技能联盟(HTC),然后将Hyper-Transport面向产业界。Hyper-Transport实质是一种为主板上的集成电路互连而规划的端到端总线技能,意图是加速芯片间的数据传输速度。Hyper-Transport技能在AMD渠道上运用后,是指AMD CPU到主板芯片之间的衔接总线(假如主板芯片组是南北桥架构,则指CPU到北桥),即HT总线,相似于Intel渠道中的前端总线(FSB),但Intel渠道现在还没选用。在根底原理上,Hyper-Transport与现在的PCI Express十分相似,都是选用点对点的单双工传输线路,引进抗干扰才能强的LVDS信号技能,指令信号、地址信号和数据信号同享一个数据途径,支撑DDR双沿触发技能等等,但两者在用途上天壤之别—PCI Express作为计算机的体系总线,而Hyper-Transport则被规划为两枚芯片间的衔接,衔接目标可所以处理器与处理器、处理器与芯片组、芯片组的南北桥、路由器操控芯片等等,归于计算机体系的内部总线领域。Hyper-Transport技能从标准上讲现已用HT1.0、HT2.0、HT3.0、HT3.1。

第一代Hyper-Transport的作业频率在200MHz—800MHz规模。因选用DDR技能,Hyper-Transport的实践数据激起频率为400MHz—1.6GHz,可支撑2、4、8、16和32bit等五种通道形式,800MHz下,双向32bit形式的总线带宽为12.8GB/s,远远高于其时任何一种总线技能。

2004年2月,Hyper-Transport技能联盟(Hyper Transport Technology Consortium,HTC)又发布了Hyper-Transport 2.0标准,使频率成功进步到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz,双向16bit形式的总线带宽进步到了8.0GB/s、9.6GB/s和11.2GB/s,而其时Intel915G架构前端总线在6.4GB/s。

2007年11月19日,AMD正式发布了Hyper-Transport 3.0总线标准,供给了1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz、2.6GHz几种频率,最高能够支撑32通道。32位通道下,其总线的传输功率能够到达前所未有的41.6GB/s。超传输技能联盟(HTC)在2008年8月19日发布了新版Hyper-Transport 3.1标准和HTX3标准,将这种点对点、低推迟总线技能的速度进步到了3.2GHz,再结合双倍数据率(DDR),那么64-bit带宽可达51.2GB/s(即6.4GHzX 64bit/8)。

与AMD的HT总线技能比较,Intel的FSB总线瓶颈也很显着。面临这种带宽上的下风,Intel要想改动这种处理器和北桥设备之间带宽绰绰有余的状况,纵使在技能上将FSB频率进一步进步到2133MHz,也难以敷衍未来DDR3内存及多显卡体系所带来的带宽需求,Intel推出新的总线技能势在必行,所以,QPI总线就应运而生了。

QPI总线:是Quick Path Interconnect的缩写,译为快速通道互联,它的官方姓名叫做CSI(Common System Interface公共体系界面),用来完成芯片之间的直接互联,而不是再通过FSB衔接到北桥,锋芒直指AMD的HT总线。

QPI是一种依据包传输的串行式高速点对点衔接协议,在每次传输的20bit数据中,有16bit是真实有用的数据,其他4位用于循环校验,以进步体系的可靠性。因为QPI是双向的,在发送的一起也能够接纳另一端传输来的数据,这样,每个QPI总线总带宽= QPI频率×每次传输的有用数据(即16bit/8=2Byte)×双向。所以QPI频率为4.8GT/s的总带宽=4.8GT/s×2Byte×2=19.2GB/s,QPI频率为6.4GT/s的总带宽=6.4GT/s×2Byte×2=25.6GB/s。此外,QPI另一个亮点便是支撑多条体系总线衔接,Intel称之为multi-FSB。体系总线将会被分红多条衔接,而且频率不再是单一固定的,依据各个子体系对数据吞吐量的需求调整,这种特性无疑要比AMD现在的HT总线更具弹性。

在处理器中集成内存操控器的Intel微架构,扔掉了沿袭多年的的FSB,CPU可直接通过内存操控器拜访内存资源,而不是曾经冗杂的“前端总线——北桥——内存操控器”形式。而且,与AMD在干流的多核处理器上选用的4HT3(4根传输线路,两根用于数据发送,两个用于数据接纳)衔接方法不同,英特尔选用了4+1 QPI互联方法(4针对处理器,1针对I/O规划),这样多处理器的每个处理器都能直接与物理内存相连,每个处理器之间也能互相互联来充分利用不同的内存,能够让多处理器的等待时间变短。在Intel高端的安腾处理器体系中,QPI高速互联方法使得CPU与CPU之间的峰值带宽可达96GB/s,峰值内存带宽可达34GB/s。这首要在于QPI选用了与PCI-E相似的点对点规划,包含一对线路,别离担任数据发送和接纳,每一条通路可传送20bit数据。QPI总线可完成多核处理器内部的直接互联,而无须像曾经那样还要再通过FSB进行衔接,然后大幅进步全体体系功能。

DMI总线:是Direct Media Interface的缩写,中文叫做直接媒体接口,是Intel公司开发用于衔接主板南北桥的总线,替代了曾经的Hub-Link总线。DMI选用点对点的衔接方法,具有PCI-E总线的优势。DMI完成了上行与下行各1GB/s的数据传输率,总带宽到达2GB/s。

在Intel的Nehalem架构发布之初,因为集成了内存操控器,需求一个更为快速的数据传输接口来进行处理器数据和内存数据的传输,一起还要确保与主板上的其他芯片和接口如PCIE2.0和ICH南桥芯片之间的衔接速度,所以其时选用了QPI总线技能,但是到了Lynnfield中心的Core i7/i5系列,其中心内部彻底集成了内存操控器、PCI-E 2.0操控器等,也便是说将整个北桥都集成到了CPU内部,还稍有加强,在数据传输方面的要求天然要更高,所以Intel在CPU内部仍然保留了QPI总线,用于CPU内部的数据传输。而在与外部接口设备进行衔接的时分,需求有一条简练快速的通道,便是DMI总线。这样,这两个总线的传输使命就分工清晰了,QPI主管内,DMI主管外。

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