CPU 前端总线

　　总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多，前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。选购主板和CPU时，要注意两者搭配问题，一般来说，如果CPU不超频，那么前端总线是由CPU决定的，如果主板不支持CPU所需要的前端总线，系统就无法工作。也就是说，需要主板和CPU都支持某个前端总线，系统才能工作，只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的，因此看一个系统的前端总线主要看CPU就可以。

    北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝（总线频率×数据位宽）÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种，前端总线频率越大，代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快，运算速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU，较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU，这样就限制了CPU性能得发挥，成为系统瓶颈。显然同等条件下，前端总线越快，系统性能越好。

    外频与前端总线频率的区别：前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

　　此外，在前端总线中比较特殊的是AMD64的HyperTransport。

　　HyperTransport最初是AMD在1999年提出的一种总线技术，随着AMD64位平台的发布和推广，HyperTransport应用越来越广泛，也越来越被人们所熟知。

　　HyperTransport是一种为主板上的集成电路互连而设计的端到端总线技术，它可以在内存控制器、磁盘控制器以及PCI总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。HyperTransport采用类似DDR的工作方式，在400MHz工作频率下，相当于800MHz的传输频率。此外HyperTransport是在同一个总线中模拟出两个独立数据链进行点对点数据双向传输，因此理论上最大传输速率可以视为翻倍，具有4、8、16及32位频宽的高速序列连接功能。在400MHz下，双向4bit模式的总线带宽为0.8GB/sec，双向8bit模式的总线带宽为1.6GB/sec；800MHz下，双向8bit模式的总线带宽为3.2GB/sec，双向16bit模式的总线带宽为6.4GB/sec，双向32bit模式的总线带宽为12.8GB/sec。以400MHz下，双向4bit模式为例，带宽计算方法为400MHz×2×2×4bit÷8＝0.8GB/sec。

　　HyperTransport还有一大特色，就是当数据位宽并非32bit时，可以分批传输数据来达到与32bit相同的效果。例如16bit的数据就可以分两批传输，8bit的数据就可以分四批传输，这种数据分包传输的方法，给了HyperTransport在应用上更大的弹性空间。

　　2004年2月，HyperTransport技术联盟(Hyper Transport Technology Consortium)又正式发布了HyperTransport 2.0规格，由于采用了Dual-data技术，使频率成功提升到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz，数据传输带宽由每通道1.6Gb/sec提升到了2.0GB/sec、2.4Gb/sec和2.8GB/sec，最大带宽由原来的12.8Gb/sec提升到了22.4GB/sec。

　　2006年4月24日，HyperTransport技术联盟(Hyper Transport Technology Consortium)又正式发布了HyperTransport 3.0标准。从规格上来看，HyperTransport 3.0并不属于全新的总线技术，它只是在HyperTransport 2.0的基础之上做了优化，并加入了几项新技术。

　　首先是性能更高，传输带宽更大。HyperTransport 3.0标准有1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz和2.6GHz四种物理工作频率，并可支持32bit通道总线，在最高级的2.6GHz频率下，32位HyperTransport 3.0总线拥有20.8GB/sec的单向传输效能，若考虑双向传输，总带宽值将达到史无前例的41.6GB/sec。即便在常规的16bit通道模式下，HyperTransport 3.0总线也将拥有20.8GB/sec的总带宽。

　　其次，从1.0到2.0，HyperTransport除了工作频率提升外，其他方面的规格变化并不大，但新发布的HyperTransport 3.0则并非仅仅是如此。HyperTransport 3.0是专为AMD的未来计算平台而设计，除了性能大幅度提升外，HyperTransport 3.0还带来许多革命性的新特性，如跨系统连接、总线的自适应配置、热拔插支持、更先进的电源动态管理机制，并且还支持HTX接口以及远程信号传输等等。

　　当HyperTransport应用于内存控制器时，其实也就类似于传统的前端总线(FSB,Front Side Bus)，因此对于将HyperTransport技术用于内存控制器的CPU来说，其HyperTransport的频率也就相当于前端总线的频率。
 

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