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[vip专享]FSB总线与HT总线与QPI总线的区别

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●FSB生命进入倒计时,学会生活在QPI时代

习惯了谈论FSB——前端总线(Front Side Bus,简称FSB)的我们,面对QPI时代的到来,以后再谈论CPU连接到北桥芯片的总线时,QPI将是一个崭新的朋友,作为渠道FSB,成为新一代CPU和CPU、CPU与芯片组(CPU与内存)之间的连接总线,QuickPath

Interconnect(简称QPI)的总线技术,Nehalem成为了推动FSB生命终结的死亡使者。

让FSB去死的唯一理由,就是没足够宽的前端总线带宽,即使配备再强的CPU,用户也不会明显感觉到计算机整体速度的提升。接替它的QPI可以满足这一需求。

小提示:目前Intel处理器主流的前端总线频率有800MHz、1066MHz、1333MHz几种,进入2007年后,Intel在11月又将处理器前端总线提升至1600MHz(默认外频400MHz),这比2003年最高端的800MHz FSB总线频率整整提升了一倍。这样高的前端总线频率,其带宽有多大呢?前端总线为1333MHz时,处理器与北桥之间的带宽是10.67GB/s,而提升到1600MHz能达到12.80GB/s,增加了20%。

●FSB最大杀手——前端总线瓶颈

也许很多人会认为,Intel处理器的前端总线频率已很高了,还有必要换吗?作为Intel来说也许很高,但是对比内存带宽、显卡带宽相比,CPU与芯片组的前端总线瓶颈依旧没有根本的改变,例如:1333MHz的FSB所提供的内存带宽是

1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s,其与双通道的DDR2 667正好匹配,但如果使用双通道的DDR2 800、DDR2 1066的内存,这时候FSB的带宽就小于内存的带宽。面对承担普及DDR3、以绝对领先竞争对手的Intel来说,这是无法容忍的,更何况X58带来的三通道高频率DDR3内存搭配了(Nehalem平台DDR3 1333内存的带宽可达32GB/s)FSB无法提供支持,面对这些问题,FSB必须被抛弃。

●Intel不能忍了——FSB以全面落后Hyper Transport

当全世界都对Intel Inside拥有最佳印象的时候,作为Intel的CPU领域竞争对手,AMD推出的HyperTransport(HT)总线技术相比,FSB的带宽瓶颈也很明显。

小帖士:HT作为AMD主板CPU上广为应用的一种端到端总线技术,它可在内存控制器、磁盘控制器以及PCI-E总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。HT 1.0在双向32bit模式的总线带宽为12.8GB/s,其带宽便可匹敌目前最新的FSB带宽。2004年AMD推出的HT 2.0规格,最大带宽又由1.0规格的12.8GB/s提升到了22.4GB/s。而最新的HT 3.0又将工作频率从HT 2.0最高的1.4GHz增到2.6GHz,提升幅度几乎又达一倍。这样,HT 3.0在2.6GHz高频率32bit高位宽的运行模式下,它即可提供高达41.6GB/s的总线带宽(即使在16bit位宽下它也能提供20.8GB/s带宽)值得注意的是,HT 3.0技术应付近两年内内存、显卡和处理器的未来需要也没有问题。

作为Intel来说,虽然CPU的市占率上它可以全面领先,崇尚技术的英特尔,面对这种带宽上劣势,虽然采取多种方法,但是并没有能够带带来根本的转变,换句话来说,Intel假如可以将FSB提升到2133MHz,面对DDR3以及交火、SLI等多显卡系统带来的带宽需求时,FSB依然没有办法满足它们的带宽需求,QPI必须被推到前台。

●(一)QPI究竟能给我们带来什么呢?

面对上述困难,Intel也清醒地认识到,再单纯提高处理器的外频和FSB,已难以带来更好的性能提升,保守的使用FSB将会成为AMD乃至其它竞争对手诟病之处,因此全新的Nehalem架构让我们看见了英特尔变革的决心。

采用全新的Socket 1366接口,45nm制程,集成三通道DDR3内存控制器(支持DDR3 800/1066/1333/1600内存规格),使用新总线QPI与处理器进行连接,支持

SMT(Simultaneous Multi-hreading,单颗处理器就可以支持8个线程并行运作)多线程技术,支持SSE4.2指令集(增加了7条新的SSE4指令),是Intel第一款原生四核处理器……

CPU接口的改变引发了人们探寻变革的理由,FSB被抛弃了新的QPI能给我们带来什么? 【架构上】

●(二)QPI互联架构本身具有升级性

QPI采用串联方式作为讯号的传送,采用了LVDS(低电压差分信号技术,主要用于高速数字信号互联,使信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps以上的速率传输)讯号技术,可保证在高频率下仍能保持稳定性。QPI拥有更低的延迟及更良好的架构,将包括集成的存储器控制器技术以及改善的系统组件间通信链路。

Nehalem平台将具备很好的扩展弹性,因为QPI互联架构的数量可以根据用户将来对中央处理器的需要进行增加或者减少。QPI具备的这种可让Nehalem中央处理器体系架构可扩展性的特点,不受核心的限制,这对于构建服务器高性能集群非常有利。

●(三)QPI总线架构具备高可靠性和性能

可靠性,实用性和适用性特点为QPI的高可用性提供了保证。比如链接级循环冗余码验证(CRC),自愈型连接能避开错误区域重新进行自我配置来启用连接中好的部分。出现时钟密码故障时,时钟能自动改路发送到数据信道。QPI还具备热插拔能力来支持诸如处理器卡这种节点的热插拔。深度改良的微架构、集成内存控制器设计以及QPI直连技术,令Nehalem拥有更为出色的执行效率,在单线程同频率条件下,Nehalem的运算性能在相同功耗下比现行Penryn架构的效能同比提高30%。【技术上的改进】

●(四)QPI使CPU中集成内存控制器

QPI抛弃了以往“前端总线——北桥——内存总线”的模式,使用了4+1的互联方式(4针对处理器,1针对I/O设计)。这样做的好处是,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彼此互联来充分利用不同的内存,可让多处理器的等待时间变短(访问延迟可以降低50%以上)。

[vip专享]FSB总线与HT总线与QPI总线的区别

●FSB生命进入倒计时,学会生活在QPI时代习惯了谈论FSB——前端总线(FrontSideBus,简称FSB)的我们,面对QPI时代的到来,以后再谈论CPU连接到北桥芯片的总线时,QPI将是一个崭新的朋友,作为渠道FSB,成为新一代CPU和CPU、CPU与芯片组(CPU与内存)之间的连接总线,QuickPathInterconnect(简称QPI)的总线
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