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CPU到现在发展已经经过了几十个年头,而牙膏厂也在今年推出了8086K牙膏厂40周年cpu纪念版,用来纪念第一颗8086CPU。而CPU总线也经历了好多代的更迭,以牙膏厂为例,CPU的总线从FSB进化到QPI,而AMD则是FSB进化为HT LINK,一直到现在的GMI总线。那么今天就让我们来看看这些总线吧。
1:FSB(Front side bus)
熟悉电脑的老朋友都知道,老的主板是分南北桥的。而CPU想要和内存通信的话,就要通过北桥来进行,即CPU->北桥->内存。而这个通信总线就是FSB。在早期的时候,CPU的外频和FSB的频率保持同步。即外频频率=FSB频率,举例赛扬300A的外频为66MHZ,那么它的FSB频率也是66MHZ。而到了奔腾4时代,FSB总线速度已经无法满足CPU的带宽需求,于是牙膏厂引入了QUAD PUMPED BUS技术,让FSB在一个周期内可以传输四倍的数据。这就是我们最熟悉的计算方式了:FSB频率=外频频率X4,比如333MHZ的外频的CPU,其FSB频率为1333MHZ。大大扩展了CPU与北桥的传输速度。而FSB早期不仅仅用于CPU和北桥通信,牙膏厂早期的胶水双核也是通过FSB总线来进行数据交换的。因为牙膏厂只是简单地把两个DIE封装到了一个CHIP上,所以CPU之间想要通信必须经过北桥来进行。早期的AMD也是使用FSB总线。
2:HT LINK
这是AMD在K8处理器上首次提出的总线结构,也叫HyperTransport。AMD提出的最早时间是1999年,后来这个阵营里有NV,ATI,IBM等大佬支持。HT总线技术对外开放,而改进则由联盟内的大佬进行。而HT总线具有恐怖的传输速率。最早的1.0版本推出时间是2001年,它的双向传输速率最大就达到了12.8GB/s,虽然AMD用的单路16位远远没有达到这个速度。而同时期的牙膏厂还在使用FSB总线,533MHz下只有4.3GB/s的传输带宽。而HT总线有多个版本,最后的HT3.1总线发布于2008年,最大带宽为51.2GB/s。这个数据即便放到今天也是很可怕的。而HT总线同样不仅仅用于和内存通信,AMD的多路CPU之间也在使用,而思科更是把HT总线丢到了路由器和交换机上,大大提升了交换机的多路传输性能,而AMD也是最早把内存控制器集成在CPU内的厂家。
3:QPI LINK
QPI的全称是快速通道互联,其实QPI总线在早期已经用于安腾以及至强平台上,用于取代老旧的FSB。而下放到桌面级则是从第一代Nehalem处理器上。一直到今天我们用的8700K,全部是基于QPI总线来进行通信。和HT LINK一样,QPI总线一样是点对点通信,用于CPU,北桥,南桥之间的点对点连接。而它的速度也已经远远超越了FSB总线,以末代的1600MHz的FSB为例,它的传输速度为12.8GB/s,而初版的QPI总线就达到了25.6GB/s,相比上一代直接翻了一倍,而到了SNB上,内置CPU内存控制器的总线依旧是由QPI总线衍生而来,只不过由于是环形总线,不仅大大提升了速度,也保持了缓存的一致性。而和南桥之间的通信一直用的都是DMI总线。
4:Infinity Fabric
其实第一次听说这个新总线的时候,新闻上把它叫做GMI总线,而正式定名则是在AMD的ZEN处理器发布的PPT上,命名为Infinity Fabric,而我们更多的时候叫它CCX总线。其实Infinity Fabric并不是什么深奥的东西,它由HT总线衍生而来,但是相比HT总线技术对外开放,Infinity Fabric总线则是AMD的专利技术,你想用,先交授权费。Infinity Fabric可以说是AMD这个时代的基石,它的传输速率从30GB/s到512GB/s,并且不和HT总线兼容。Infinity Fabric分为SCF和SDF。SDF负责数据传输,而SCF则负责控制传输命令。SDF部分就是HT总线衍生的产物了。而Infinity Fabric和HT总线一样,也不仅仅限制于CPU上进行使用,包括CPU,GPU,APU这些都可以使用,只不过它们的SDF层是不一样的。不过在最新的APU上,CPU和GPU之间仍旧使用的PCI-E总线互联,并没有见到CCX总线,也许这一代APU仅仅只是AMD赶工的产物,希望下一代可以看到完全体的APU。
不得不说,随着计算机的发展,计算机的总线技术也在不断进化。从陈旧的FSB到HT,QPI这些高速总线,未来我们又能看到怎样的怪兽总线呢?毕竟相比AMD的Infinity Fabric,QPI的速度确实有点没法看了,不过真要进行总线的更换迭代也只能等新架构了。期待明年AMD和intel能给我们新的惊喜。
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