一、FSB正離我們遠去
眾所周之，前端總線（Front Side Bus，簡稱FSB）是將CPU中央處理器連接到北橋芯片的系統(tǒng)總線，它是CPU和外界交換數(shù)據(jù)的主要通道。前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對計算機整體性能影響很大，如果沒有足夠帶寬的前端總線，即使配備再強勁的CPU，用戶也不會感覺到計算機整體速度的明顯提升。
目前intel處理器主流的前端總線頻率有800MHz、1066MHz、1333MHz幾種，而就在2007年11月，intel再度將處理器的前端總線頻率提升至1600MHz（默認外頻400MHz），這比2003年最高的800MHzFSB總線頻率整整提升了一倍。這樣高的前端總線頻率，其帶寬多大呢？前端總線為1333MHz時，處理器與北橋之間的帶寬為10.67GB/s，而提升到1600MHz能達到12.8GB/s，增加了20%。
雖然intel處理器的前端總線頻率看起來已經(jīng)很高，但與同時不斷提升的內(nèi)存頻率、高性能顯卡（特別是雙或多顯卡系統(tǒng)）相比，CPU與芯片組存在的前端總線瓶頸仍未根本改變。例如1333MHz的FSB所提供的內(nèi)存帶寬是1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s，與雙通道的DDR2-667內(nèi)存剛好匹配，但如果使用雙通道的DDR2-800、DDR2-1066的內(nèi)存，這時FSB的帶寬就小于內(nèi)存的帶寬。更不用說和未來的三通道和更高頻率的DDR3內(nèi)存搭配了（Nehalem平臺三通道DDR3-1333內(nèi)存的帶寬可達32GB/s）。
與AMD的HyperTransport(HT)總線技術相比，F(xiàn)SB的帶寬瓶頸也很明顯。HT作為AMD CPU上廣為應用的一種端到端的總線技術，它可在內(nèi)存控制器、磁盤控制器以及PCI-E總線控制器之間提供更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。HT1.0在雙向32bit模式的總線帶寬為12.8GB/s，其帶寬便可匹敵目前最新的FSB帶寬。2004年AMD推出的HT2.0規(guī)格，最大帶寬又由1.0的12.8GB/s提升到了22.4GB/s。而最新的HT3.0又將工作頻率從HT2.0最高的1.4GHz提高到了2.6GHz，提升幅度幾乎又達到了一倍。這樣，HT3.0在2.6GHz高頻率32bit高位寬運行模式下，即可提供高達41.6GB/s的總線帶寬（即使在16bit的位寬下也能提供20.8GB/s 帶寬），相比FSB優(yōu)勢明顯，應付未來兩年內(nèi)內(nèi)存、顯卡和處理器的升級需要也沒有問題。
面對這種帶寬上的劣勢，雖然intel通過對市場的準確把握，以及其他優(yōu)勢技術上的彌補（如指令集優(yōu)勢、如CPU效率上intel的酷睿2雙核共享二級緩存互聯(lián)架構要明顯優(yōu)于AMD HT互聯(lián)下的的雙核架構等等），讓AMD的帶寬優(yōu)勢并沒有因此轉化為勝勢，但intel要想改變這種處理器和北橋設備之間帶寬捉襟見肘的情況，縱使在現(xiàn)可在技術上將FSB頻率進一步提高到2133MHz，也難以應付未來DDR3內(nèi)存及多顯卡系統(tǒng)所帶來的帶寬需求。Intel推出新的總線技術勢在必行。 二、當世界失去FSB我們還有QPI
Intel自身也清醒的認識到，要想在通過單純提高處理器的外頻和FSB，也難以像以前那樣帶來更好的性能提升。采用全新的Nehalem架構的intel下一代CPU讓我們看到了英特爾變革的決心。目前已經(jīng)正式發(fā)布，基于該架構的代號為Boomfield第一款處理器，我們可以看見很多很多技術的細節(jié)——該處理器擁有全新的規(guī)格和性能，采用全新的LGA 1366接口，45nm制程，集成三通道DDR3內(nèi)存控制器（支持DDR3 800/1066/1333/1600內(nèi)存規(guī)格），使用新總線QPI與處理器進行連接，支持SMT（Simultaneous Muti-hreading,單顆處理器就可以支持8線程并行技術）多線程技術，支持SSE4.2指令集（增加了7條新的SSE4指令），是intel第一款原生四核處理器……
當然，在其擁有的眾多技術中，最引人注目的應該還是QPI（原先宣傳的CSI總線）總線技術，他是全新的Nahalem架構之所以能在架構、功能和性能上取得大突破的關鍵性技術。
三、QPI能給我們帶來什么
QPI(Quick Path Interconnect)——"快速通道互聯(lián)"，取代前端總線(FSB)的一種點到點連接技術，20位寬的QPI連接其帶寬可達驚人的每秒25.6GB，遠非FSB可比。QPI最初能夠發(fā)放異彩的是支持多個處理器的服務器平臺，QPI可以用于多處理器之間的互聯(lián)。
1. QPI是通信更加方便
QPI是在處理器中集成內(nèi)存控制器的體系架構，主要用于處理器之間和系統(tǒng)組件之間的互聯(lián)通信（諸如I/O）。他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針對處理器，1針對I/O設計），這樣多處理器的每個處理器都能直接與物理內(nèi)存相連，每個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間變短（訪問延遲可以下降50%以上），只用一個內(nèi)存插槽就能實現(xiàn)與四路AMD皓龍?zhí)幚砥鳎ˋMD在服務器領域的處理器，與intel至強同等產(chǎn)品定位）同等帶寬。
2. QPI、處理器間峰值帶寬可達96GB/s
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96GB/s，峰值內(nèi)存帶寬可達34GB/s。這主要在于QPI采用了與PCI-E類似的點對點設計，包括一對線路，分別負責數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，每一條通路可傳送20bit數(shù)據(jù)。這就意味著即便是最早的QPI標準，其傳輸速度也能達到6.4GB/s——總計帶寬可達到25.6GB/s(為FSB 1600MHz的12.8GB/S的兩倍)。這樣的帶寬已可媲美AMD目前的總線解決方案，能滿足未來CPU與CPU、CPU與芯片的數(shù)據(jù)傳輸要求。
3. 多核間互傳資料不用經(jīng)過芯片組
QPI總線可實現(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進行連接。例如，針對服務器的Nehalem架構的處理器擁有至少4組QPI傳輸，可至少組成包括4顆處理器的4路高端服務器系統(tǒng)（也就是16顆運算內(nèi)核至少32線程并行運作）。而且在多處理器作業(yè)下，每顆處理器可以互相傳送資料，并不需要經(jīng)過芯片組，從而大幅提升整體系統(tǒng)性能。隨著未來Nehalem架構的處理器集成內(nèi)存控制器、PCI-E 2.0圖形接口乃至圖形核心的出現(xiàn)，QPI架構的優(yōu)勢見進一步發(fā)揮出來。
4. QPI互聯(lián)架構本身具有升級性
QPI采用串聯(lián)方式作為訊號的傳送，采用了LVDS（低電壓差分信號技術，主要用于高速數(shù)字信號互聯(lián)，使信號能以幾百Mbps以上的速率傳輸）信號技術，可保證在高頻率下仍能保持穩(wěn)定性。QPI擁有更低的延遲及更好的架構，將包括集成的存儲器控制器以及系統(tǒng)組件間的通信鏈路。
5. QPI總線架構具備可靠性和性能
可靠性、實用性和適用性特點為QPI的高可用性提供了保證。比如鏈接級循環(huán)冗余碼驗證（CRC）。出現(xiàn)時鐘密碼故障時，時鐘能自動改路發(fā)送到數(shù)據(jù)信道。QPI還具備熱插拔。深度改良的微架構、集成內(nèi)存控制器設計以及QPI直接技術，令Nehalem擁有更出色的執(zhí)行效率，在單線程同頻率下，Nehalem擁有更為出色的執(zhí)行效率，在單線程同頻率條件下，Nehalem的運算能力在相同功耗下比現(xiàn)行的Penryn架構的效能可能提高30%。
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