2 просмотров

Частота шины hypertransport что это

Компьютерные шины — Вопросы и ответы

Автор: Виктор Куц

Вопросы

  • Что такое компьютерная шина?
  • Что такое QPB?
  • Что такое HyperTransport?
  • Что такое PCI?
  • Что такое PCI-Express?

Что такое компьютерная шина?

Компьютерная шина служит для передачи данных между отдельными функциональными блоками компьютера и представляет собой совокупность сигнальных линий, которые имеют определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Шины могут различаться разрядностью, способом передачи сигнала (последовательные или параллельные, синхронные или асинхронные), пропускной способностью, количеством и типами поддерживаемых устройств, протоколом работы, назначением (внутренняя или интерфейсная).

Что такое QPB?

64-битная процессорная шина QPB (Quad-Pumped Bus) обеспечивает связь процессоров Intel с северным мостом чипсета. Характерной ее особенностью является передача четырех блоков данных (и двух адресов) за такт. Таким образом, для частоты FSB, равной 200 МГц, эффективная частота передачи данных будет эквивалентна 800 МГц (4 х 200 МГц).

Что такое HyperTransport?

Последовательная двунаправленная шина HyperTransport (НТ) разработана консорциумом компаний во главе с AMD и служит для связи процессоров AMD семейства К8 друг с другом, а также с чипсетом. Кроме того, многие современные чипсеты используют НТ для связи между мостами, нашла она место и в высокопроизводительных сетевых устройствах — маршрутизаторах и коммутаторах. Характерной особенностью шины НТ является ее организация по схеме Peer-to-Peer (точка-точка), обеспечивающая высокую скорость обмена данными при низкой латентности, а также широкие возможности масштабирования — поддерживаются шины шириной от 2 до 32 бит в каждом направлении (каждая линия — из двух проводников), причем «ширина» направлений, в отличие от PCI Express, не обязана быть одинаковой. К примеру, возможно использование двух линии НТ на прием и 32 — на передачу.

«Базовая» тактовая частота шины HT — 200 МГц, все последующие тактовые частоты определяются как кратные данной — 400МГц, 600МГц, 800МГц и 1000 МГц. Тактовые частоты и скорость передачи данных шины HyperTransport версии 1.1 приведены в таблице:

Частота, МГцСкорость передачи данных (в Гб/с) для шин шириной:
2 бита4 бита8 бит16 бит32 бита
2000,10,20,40,81,6
4000,20,40,81,63,2
6000,30,61,22,44,8
8000,40,81,63,26,4
10000,51,02,04,08,0

На данный момент консорциумом HyperTransport разработана уже третья версия спецификации НТ, согласно которой шина HyperTransport 3.0 допускает возможность «горячего» подключения и отключения устройств; может работать на частотах вплоть до 2,6 ГГц, что позволяет довести скорость передачи данных до 20800 Мб/с (в случае 32-битной шины) в каждую сторону, являясь на сегодняшний день самой быстрой шиной среди себе подобных.

Что такое PCI?

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect), несмотря на свой более чем солидный (по компьютерным меркам) возраст, до сих пор является основной шиной для подключения самых разнообразных периферийных устройств к системной плате компьютера. 32-битная шина PCI обеспечивает возможность динамического конфигурирования подключенных устройств, она работает на частоте 33,3 МГц (пиковая пропускная способность 133 Мбит/с).

В серверах используется ее расширенные варианты PCI66 и PCI64 (32 бит/66 МГц и 64 бит/33 МГц соответственно), а также PCI-X — 64-битная шина, ускоренная до 133 МГц.

Другими вариантами шины PCI являются популярная в недавнем прошлом графическая шина AGP и пара интерфейсов для мобильных компьютеров: внутренняя шина mini-PCI и PCMCIA/Card Bus (16/32-разрядные варианты интерфейса внешних устройств, допускающие «горячее» подключение периферии). Несмотря на широкое распространение, время шины PCI (и ее производных) заканчивается — на смену им идет (пусть и не так быстро, как хотелось бы ее разработчикам) современная высокопроизводительная шина PCI-Express.

Что такое PCI-Express?

PCI-Express — это последовательный интерфейс, разработанный организацией PCI-SIG во главе Intel и предназначенный для использования в качестве локальной шины вместо PCI. Характерной особенностью PCI-Express является его организация по принципу «точка-точка», что исключает арбитраж шины и, тем самым, перетасовку ресурсов.

Соединение между устройствами PCI-Express называется линками (link) и состоят из одной (называемой 1x) или нескольких (2x, 4x, 8x, 12x, 16x или 32x) двунаправленных последовательных линий (lane). Пропускная способность современной шины PCI-Express версии 1.1 с разным количеством линий приведена в таблице:

Число линий PCI ExpressПропускная способность в одном направлении, Гб/сСуммарная пропускная способность, Гб/с
10.250.5
20.51
412
824
1648
32816

Однако в текущем году получит распространение новая спецификация PCI-Express 2.0, в которой пропускная способность каждого линка увеличилась до 0,5 Гб/с в каждую сторону (при сохранении совместимости с PCI-Express 1.1). Кроме того, в PCI-Express 2.0 вдвое увеличена подводимая по шине мощность питания — 150 Вт против 75 в первой версии стандарта; а также, как и HT 3.0, обеспечивается потенциальная возможность «горячей» замены интерфейсных карт (провозглашенная, но не реализованная в версии 1.1).

Гипертранспорт

Если у вас есть справочные книги или статьи , или если вы знаете , качественных веб — сайтов , посвященных теме обсуждаемого здесь, пожалуйста , заполните эту статью, давая ссылки , полезные для его контролируемости и связывая их с « Notes разделе». И ссылки «

HyperTransport (ранее Молния данные транспорт или LDT) представляет собой локальную шину , последовательный / параллельный быстрее , чем шины PCI и использует то же количество контактов.

Резюме

  • 1 История
  • 2 Версии и характеристики
  • 3 Использование
    • 3.1 Рабочий режим (текущий)
  • 4 Аппаратная архитектура
  • 5 Способ передачи
    • 5.1 Маршрутизация
    • 5.2 Виртуальный канал
  • 6 Примечания и ссылки
    • 6.1 Примечания
    • 6.2 Ссылки
  • 7 Статьи по теме

Исторический

HyperTransport — это технология от цифровых лабораторий . После упадка Digital разработка была взята на себя AMD , IBM и nVidia , которые приобрели лицензию.

Версии и особенности

Гипертранспортная шина претерпела различные изменения, предлагая теоретическую пропускную способность :

использовать

Технология HyperTransport в настоящее время используется в основном как шина памяти (связь между набором микросхем и процессором ) в определенных архитектурах, таких как K8 ( Athlon 64 , Opteron и т. Д. ) Или некоторых PowerPC, таких как IBM PowerPC 970, используемых в Power Mac G5. . .

В отличие от традиционной шины памяти машин Intel, которая подключена к шине ввода-вывода в одной точке (набор микросхем северного моста , который, следовательно, является узким местом), шина HyperTransport имеет коммутируемую архитектуру, например сеть, в которой несколько наборов микросхем могут подключать ввод -выходные автобусы. Например, классические материнские платы для машин bi- Opteron часто имеют шину PCI, подключенную к шине HyperTransport с помощью моста AMD8131, в то время как шина PCI Express (независимая от другого) подключается в другом месте с помощью набора микросхем nVidia nForce. Таким образом, процессор может получить доступ к скрытым периферийным устройствам [Что?] За одной из двух шин ввода-вывода, не препятствуя доступу другого процессора к другой шине.

В зависимости от количества процессоров и наличия порта расширения HTX топология шины HyperTransport может варьироваться от одного канала до нечетных форм, таких как квадрат с одной диагональю, или вещей, неописуемых для материнских плат до 8 процессоров.

Процессоры Intel имеют структуру, аналогичную процессорам AMD с технологией QuickPath Interconnect .

Режим работы (текущий)

Порт HyperTransport работает как сеть точка-точка: каждый узел сети подключен к 1 (конец цепочки) или к 2 узлам. В этом случае [Какой?] Он может пересылать обмены, а не просто получать или отправлять их. Мы также выделяем Host Bridge, который представляет собой чип, управляющий сетью [Какой?] (Большинство обменов будут проходить через него [Кто?] , Даже если они не предназначены для этого).

Аппаратная архитектура

На самом деле архитектура порта HyperTransport очень гибкая, и можно добавлять определенные компоненты с более чем двумя входами на шину, что упрощает расширение архитектуры шины. Кроме того, HyperTransport допускает DMA ( прямой доступ к памяти ), то есть оперативную память компьютера можно подключить к главному мосту, чтобы она была доступна любому шинному узлу.

Режим передачи

Порт HyperTransport состоит из однонаправленных каналов с аппаратной точки зрения, которые дублируются для обеспечения обмена данными при передаче и приеме. Имея ширину от 2 до 32 бит каждый, они позволяют устанавливать соединения с частотой от 300 до 800 МГц для версии 1.1. К этим линиям данных добавлены: линия управления (CTL), линия синхронизации (CLK) для 8 линий данных и другие сигнальные линии, используемые для инициализации ( сброс при включении питания . ).

Сама шина работает через пакетную структуру. Есть два типа: контрольные пакеты и пакеты данных (мы могли бы даже добавить информационные пакеты, которые обычно используются для управления скоростью шины для оптимальной передачи). Различие между этими двумя типами пакетов проводится чрезвычайно просто: если линия CTL (управления) находится на высоком уровне, то передача касается пакета управления, в противном случае это пакет данных.

Маршрутизация

Периферийные устройства, подключенные к шине, не взаимодействуют напрямую друг с другом, они отправляют пакеты, которые будут маршрутизироваться модулем HOST BRIDGE. Даже если два устройства находятся на шине бок о бок, пакеты связи проходят через модуль HOST BRIDGE ; это немного увеличивает время связи, но, прежде всего, позволяет централизованно управлять шиной и, таким образом, легче избегать конфликтов.

Виртуальный канал

На шине HyperTransport существует множество режимов передачи в зависимости от типа управляющего пакета (запись, чтение, запись с последующим отправленным / не опубликованным запросом на чтение ). Демультиплексирование этих пакетов происходит в виртуальных каналах ( виртуальных каналах , реализованных в модулях HyperTransport устройств, подключенных к шине), которые позволяют внутренним логическим устройствам различать характер информации или приказов, которые они получают.

Шина FSB — Front Side Bus и её последователи

FSB — наверняка, многие пользователи не раз слышали о таком компьютерном термине. Это название носит один из важнейших компонентов материнской платы – системная шина.

Назначение шины FSB

Как известно, сердцем любого персонального компьютера является центральный процессор. Но не только процессор определяет архитектуру ПК. Она также во многом зависит и от используемого на материнской плате набора вспомогательных микросхем (чипсета). Кроме того, процессор не может функционировать и без внутренних шин, представляющих собой набор сигнальных проводников на системной плате. В функции шин входит передача информации между различными устройствами компьютера и центральным процессором. Характеристики внутренних шин, в частности, их пропускная способность и частота во многом определяют и характеристики самого компьютера.

Пожалуй, наиболее важной из шин, от которой больше всего зависит производительность компьютера, является шина FSB. Аббревиатура FSB расшифровывается как Front Side Bus, что можно перевести как «передняя» шина. В основные функции шины входит передача данных между процессором и чипсетом. Точнее говоря, FSB располагается между процессором и микросхемой «северного моста» материнской платы, где находится контроллер оперативной памяти.

Связь же между северным мостом и другой важной микросхемой чипсета, называемой «южным мостом» и содержащей контроллеры устройств ввода-вывода, в современных компьютерах обычно осуществляется при помощи другой шины, которая носит наименование Direct Media Interface.

Как правило, процессор и шина имеют одну и ту же базовую частоту, которая называется опорной или реальной. В случае процессора его конечная частота определяется произведением опорной частоты на определенный множитель. Вообще говоря, реальная частота FSB обычно является основной частотой материнской платы, при помощи которой определяются рабочие частоты всех остальных устройств.

В большинстве старых компьютеров реальная частота системной шины определяла и частоту оперативной памяти, однако сейчас память часто может иметь и другую частоту – в том случае, если контроллер памяти располагается в самом процессоре. Кроме того, следует иметь в виду, что реальная частота шины не эквивалентна ее эффективной частоте, которая определяется количеством передаваемых бит информации в секунду.

В настоящее время данная шина считается устаревшей и постепенно заменяется более новыми – QuickPath и HyperTransport. Системная шина QuickPath является разработкой фирмы Intel, а HyperTransport – компании AMD.

Front Side Bus в традиционной архитектуре чипсета

QuickPath

Шина QuickPath Interconnect (QPI) была разработана Intel в 2008 г. для замены традиционной шины FSB. Первоначально QPI использовалась в компьютерах на основе процессоров Xeon и Itanium. Разработка QPI была призвана бросить вызов уже использовавшейся в течение некоторого времени в чипсетах AMD шине Hypertransport.

Хотя QPI принято называть шиной, тем не менее, ее свойства существенно отличаются от свойств традиционной системной шины, и по своему устройству она представляет собой проводное соединение типа interconnect. QPI является неотъемлемой частью технологии, которую Intel называет архитектурой QuickPath. Всего QPI имеет в своем составе 20 линий данных, а общее количество проводников шины QPI равно 84. Как и Hypertransport, технология QuickPath подразумевает, что контроллер памяти встроен в сам центральный процессор, поэтому она используется лишь для связи процессора с контроллером ввода-вывода. Шина QuickPath может работать на частотах в 2.4, 2.93, 3.2, 4.0 или 4.8 ГГц.

Схема расположения QuickPath Interconnect

Hypertransport

Шина Hypertransport является разработкой AMD. Hypertransport имеет рабочие характеристики, сближающие ее с шиной QuickPath, но при этом она была создана на несколько лет раньше последней. Шину отличают оригинальные архитектура и топология, совершенно непохожие на архитектуру и топологию FSB. В основе шины Hypertransport лежат такие составные элементы, как тоннели, мосты, линки и цепи. Архитектура шины призвана исключить узкие места в схеме соединений между отдельными устройствами материнской платы и передавать информацию с высокой скоростью и небольшим количеством задержек.

Существует несколько версий Hypertransport, работающих на разной тактовой частоте – от 200 МГц до 3,2 ГГц. Максимальная пропускная способность шины для версии 3.1 составляет более 51 ГБ/с (в обоих направлениях). Шина используется как для замены шины FSB в однопроцессорных системах, так и в качестве основной шины в многопроцессорных компьютерах.

Схема расположения шины Hypertransport

Direct Media Interface

Пару слов стоит сказать и о такой разновидности системной шины, как Direct Media Interface (DMI). DMI предназначена для соединения между двумя основными микросхемами чипсета – северным и южным мостами. Впервые шина типа DMI была использована в чипсетах Intel в 2004 г.

Шина DMI имеет свойства архитектуры, объединяющие ее с такой шиной для подключения периферийных устройств, как PCI Express. В частности, DMI использует линии с последовательной передачей данных, а также имеет отдельные проводники для передачи и приема данных.

Место DMI (обозначена красным) в архитектуре компьютера.

Оригинальная реализация DMI обеспечивала передачу данных до 10 ГБит/c в каждом направлении. Современная же версия шины, DMI 2.0, может поддерживать скорость в 20 ГБ/c в обоих направлениях. Многие мобильные версии DMI имеют вдвое меньшее количество сигнальных линий по сравнению с версиями DMI для настольных систем.

Заключение

Системная шина является своеобразной кровеносной «артерией» любого компьютера, обеспечивающей передачу данных от «сердца» материнской платы – процессора к остальным микросхемам материнской платы и, прежде всего, к северному мосту, управляющем работой оперативной памяти. В настоящее время в различных архитектурах материнских плат можно встретить как традиционную шину FSB, так и имеющие сложные топологии высокоэффективные шины Hypertransport и QPI. Характеристики, производительность и архитектура системной шины являются важными факторами, которые определяют потенциальные возможности компьютера.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector