FSB總線、HT總線、QPI總線、DMI總線區(qū)別

HT總線：HT是Hyper-Transport的簡(jiǎn)稱，是AMD為K8平臺(tái)專門設(shè)計(jì)的高速串行總線。它的發(fā)展歷史可回溯到1999年，原名為“LDT總線”(Lightning Data Transport，閃電數(shù)據(jù)傳輸)。2001年7月這項(xiàng)技術(shù)正式推出，AMD同時(shí)將它更名為Hyper-Transport。隨后，Broadcom、Cisco、Sun、NVIDIA、ALI、ATI、Apple等許多企業(yè)均決定采用這項(xiàng)新型總線技術(shù)，而AMD也借此組建Hyper-Transport技術(shù)聯(lián)盟（HTC），從而將Hyper-Transport推向產(chǎn)業(yè)界。Hyper-Transport本質(zhì)是一種為主板上的集成電路互連而設(shè)計(jì)的端到端總線技術(shù)，目的是加快芯片間的數(shù)據(jù)傳輸速度。Hyper-Transport技術(shù)在AMD平臺(tái)上使用后，是指AMD CPU到主板芯片之間的連接總線（如果主板芯片組是南北橋架構(gòu)，則指CPU到北橋），即HT總線，類似于Intel平臺(tái)中的前端總線（FSB），但I(xiàn)ntel平臺(tái)目前還沒采用。在基礎(chǔ)原理上，Hyper-Transport與目前的PCI Express非常相似，都是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單雙工傳輸線路，引入抗干擾能力強(qiáng)的LVDS信號(hào)技術(shù)，命令信號(hào)、地址信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)共享一個(gè)數(shù)據(jù)路徑，支持DDR雙沿觸發(fā)技術(shù)等等，但兩者在用途上截然不同—PCI Express作為計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線，而Hyper-Transport則被設(shè)計(jì)為兩枚芯片間的連接，連接對(duì)象可以是處理器與處理器、處理器與芯片組、芯片組的南北橋、路由器控制芯片等等，屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部總線范疇。Hyper-Transport技術(shù)從規(guī)格上講已經(jīng)用HT1.0、HT2.0、HT3.0、HT3.1。

第一代Hyper-Transport的工作頻率在200MHz—800MHz范圍。因采用DDR技術(shù)，Hyper-Transport的實(shí)際數(shù)據(jù)激發(fā)頻率為400MHz—1.6GHz，可支持2、4、8、16和32bit等五種通道模式，800MHz下，雙向32bit模式的總線帶寬為12.8GB/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)時(shí)任何一種總線技術(shù)。

2004年2月，Hyper-Transport技術(shù)聯(lián)盟(Hyper Transport Technology Consortium，HTC)又發(fā)布了Hyper-Transport 2.0規(guī)格，使頻率成功提升到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz，雙向16bit模式的總線帶寬提升到了8.0GB/s、9.6GB/s和11.2GB/s，而當(dāng)時(shí)Intel915G架構(gòu)前端總線在6.4GB/s。

2007年11月19日，AMD正式發(fā)布了Hyper-Transport 3.0總線規(guī)范，提供了1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz、2.6GHz幾種頻率，最高可以支持32通道。32位通道下，其總線的傳輸效率可以達(dá)到史無前例的41.6GB/s。超傳輸技術(shù)聯(lián)盟(HTC)在2008年8月19日發(fā)布了新版Hyper-Transport 3.1規(guī)范和HTX3規(guī)范，將這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、低延遲總線技術(shù)的速度提升到了3.2GHz，再結(jié)合雙倍數(shù)據(jù)率(DDR)，那么64-bit帶寬可達(dá)51.2GB/s(即6.4GHzX 64bit/8)。

與AMD的HT總線技術(shù)相比，Intel的FSB總線瓶頸也很明顯。面對(duì)這種帶寬上的劣勢(shì)，Intel要想改變這種處理器和北橋設(shè)備之間帶寬捉襟見肘的情況，縱使在技術(shù)上將FSB頻率進(jìn)一步提高到2133MHz，也難以應(yīng)付未來DDR3內(nèi)存及多顯卡系統(tǒng)所帶來的帶寬需求，Intel推出新的總線技術(shù)勢(shì)在必行，所以，QPI總線就應(yīng)運(yùn)而生了。

QPI總線：是Quick Path Interconnect的縮寫，譯為快速通道互聯(lián)，它的官方名字叫做CSI（Common System Interface公共系統(tǒng)界面），用來實(shí)現(xiàn)芯片之間的直接互聯(lián)，而不是再通過FSB連接到北橋，矛頭直指AMD的HT總線。

QPI是一種基于包傳輸?shù)拇惺礁咚冱c(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接協(xié)議，在每次傳輸?shù)?0bit數(shù)據(jù)中，有16bit是真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，其余4位用于循環(huán)校驗(yàn)，以提高系統(tǒng)的可靠性。由于QPI是雙向的，在發(fā)送的同時(shí)也可以接收另一端傳輸來的數(shù)據(jù)，這樣，每個(gè)QPI總線總帶寬= QPI頻率×每次傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)（即16bit/8=2Byte）×雙向。所以QPI頻率為4.8GT/s的總帶寬=4.8GT/s×2Byte×2=19.2GB/s，QPI頻率為6.4GT/s的總帶寬=6.4GT/s×2Byte×2=25.6GB/s。此外，QPI另一個(gè)亮點(diǎn)就是支持多條系統(tǒng)總線連接，Intel稱之為multi-FSB。系統(tǒng)總線將會(huì)被分成多條連接，并且頻率不再是單一固定的，根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量的需求調(diào)整，這種特性無疑要比AMD目前的HT總線更具彈性。

在處理器中集成內(nèi)存控制器的Intel微架構(gòu)，拋棄了沿用多年的的FSB，CPU可直接通過內(nèi)存控制器訪問內(nèi)存資源，而不是以前繁雜的“前端總線——北橋——內(nèi)存控制器”模式。并且，與AMD在主流的多核處理器上采用的4HT3（4根傳輸線路，兩根用于數(shù)據(jù)發(fā)送，兩個(gè)用于數(shù)據(jù)接收）連接方式不同，英特爾采用了4+1 QPI互聯(lián)方式（4針對(duì)處理器，1針對(duì)I/O設(shè)計(jì)），這樣多處理器的每個(gè)處理器都能直接與物理內(nèi)存相連，每個(gè)處理器之間也能彼此互聯(lián)來充分利用不同的內(nèi)存，可以讓多處理器的等待時(shí)間變短。在Intel高端的安騰處理器系統(tǒng)中，QPI高速互聯(lián)方式使得CPU與CPU之間的峰值帶寬可達(dá)96GB/s，峰值內(nèi)存帶寬可達(dá)34GB/s。這主要在于QPI采用了與PCI-E類似的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)，包括一對(duì)線路，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，每一條通路可傳送20bit數(shù)據(jù)。QPI總線可實(shí)現(xiàn)多核處理器內(nèi)部的直接互聯(lián)，而無須像以前那樣還要再經(jīng)過FSB進(jìn)行連接，從而大幅提升整體系統(tǒng)性能。

DMI總線：是Direct Media Interface的縮寫，中文叫做直接媒體接口，是Intel公司開發(fā)用于連接主板南北橋的總線，取代了以前的Hub-Link總線。DMI采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，具有PCI-E總線的優(yōu)勢(shì)。DMI實(shí)現(xiàn)了上行與下行各1GB/s的數(shù)據(jù)傳輸率，總帶寬達(dá)到2GB/s。

在Intel的Nehalem架構(gòu)發(fā)布之初，由于集成了內(nèi)存控制器，需要一個(gè)更為快速的數(shù)據(jù)傳輸接口來進(jìn)行處理器數(shù)據(jù)和內(nèi)存數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)還要保證與主板上的其他芯片和接口如PCIE2.0和ICH南橋芯片之間的連接速度，所以當(dāng)時(shí)采用了QPI總線技術(shù)，然而到了Lynnfield核心的Core i7/i5系列，其核心內(nèi)部完全集成了內(nèi)存控制器、PCI-E 2.0控制器等，也就是說將整個(gè)北橋都集成到了CPU內(nèi)部，還稍有加強(qiáng)，在數(shù)據(jù)傳輸方面的要求自然要更高，所以Intel在CPU內(nèi)部依然保留了QPI總線，用于CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸。而在與外部接口設(shè)備進(jìn)行連接的時(shí)候，需要有一條簡(jiǎn)潔快速的通道，就是DMI總線。這樣，這兩個(gè)總線的傳輸任務(wù)就分工明確了，QPI主管內(nèi)，DMI主管外。