【转】【卖萌科普】CPU总线进化

2023-08-27 00:26 作者:Bili_394329148 0人读过 | 我要投稿

渐缜

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CPU到现在发展已经经过了40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的把两个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，它的传速速率从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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发布于 2018-07-04 14:05

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