intel qpi总线技术解析

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1、IntelQPI总线技术解析2010年06月29日星期二上午11:14(电脑报2008年第27期)在Intel的新一代Nehalem处理器中，英特尔推出了名为QuickPathInterconnect（简称QPI）的总线技术，该技术将取代陪伴了我们多年的前端总线（FSB）技术，成为新一代CPU与CPU、CPU与芯片组（CPU与内存）之间的连接总线，一推出便吸引了众多人的眼球。FSB正离我们而去　　众所周知，前端总线（FrontSideBus，简称FSB）是将CPU连接到北桥芯片的总线，是CPU和外界交换数据的最主要通道。前端总线的数据传输能力对计算机

2、整体性能影响很大，如果没足够宽的前端总线带宽，即使配备再强的CPU，用户也不会明显感觉到计算机整体速度的提升。　　目前Intel处理器主流的前端总线频率有800MHz、1066MHz、1333MHz几种，而就在2007年11月，Intel再度将处理器前端总线提升至1600MHz（默认外频400MHz），这比2003年最高端的800MHzFSB总线频率整整提升了一倍。这样高的前端总线频率，其带宽有多大呢？前端总线为1333MHz时，处理器与北桥之间的带宽是10.67GB/s，而提升到1600MHz能达到12.80GB/s，增加了20%。　　虽然Inte

3、l处理器的前端总线频率看起来已很高，但与同时不断提升的内存频率、高性能显卡（特别是双或多显卡系统）相比，CPU与芯片组存在的前端总线瓶颈仍未根本改变。例如1333MHz的FSB所提供的内存带宽是1333MHz×64bit/8=10667MB/s=10.67GB/s，其与双通道的DDR2667正好匹配，但如果使用双通道的DDR2800、DDR21066的内存，这时候FSB的带宽就小于内存的带宽。更不用说和未来的三通道高频率DDR3内存搭配了（Nehalem平台DDR31333内存的带宽可达32GB/s）。　　与AMD的HyperTransport（HT

4、）总线技术相比，FSB的带宽瓶颈也很明显。HT作为AMD主板CPU上广为应用的一种端到端总线技术，它可在内存控制器、磁盘控制器以及PCI-E总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。HT1.0在双向32bit模式的总线带宽为12.8GB/s，其带宽便可匹敌目前最新的FSB带宽。2004年AMD推出的HT2.0规格，最大带宽又由1.0规格的12.8GB/s提升到了22.4GB/s。而最新的HT3.0又将工作频率从HT2.0最高的1.4GHz增到2.6GHz，提升幅度几乎又达一倍。这样，HT3.0在2.6GHz高频率32bit高位宽的运行模式下，它即可提供高

5、达41.6GB/s的总线带宽（即使在16bit位宽下它也能提供20.8GB/s带宽），相比FSB优势明显，应付近两年内内存、显卡和处理器的未来需要也没有问题。　　面对这种带宽上劣势，虽然Intel通过对市场的准确把握，以及其他优势技术上的弥补（如指令集的优势、如在CPU效率上Intel的酷睿2双核共享二级缓存互联架构要明显优于AMDHT互联下的双核架构等等），让AMD的带宽优势并没因此转化为胜势，但Intel要想改变这种其处理器和北桥设备间带宽捉襟见肘的情况，纵使在现有技术上将FSB频率进一步提高到2133MHz，也难以应付未来DDR3内存及多显卡系

6、统所带来的带宽需求。Intel推出新的总线技术势在必行。当世界失去FSB，我们还有QPI　　Intel自身也清醒地认识到，要想再通过单纯提高处理器的外频和FSB，已难以象以前那样带来更好的性能提升。采用全新的Nehalem架构的Intel的下一代CPU让我们看见了英特尔变革的决心。预计在2008年第四季度正式发布，基于该架构的代号为Bloomfield的第一款核心可窥见其很多技术的细节——该处理器拥有全新的规格和性能，采用全新的Socket1366接口，45nm制程，集成三通道DDR3内存控制器（支持DDR3800/1066/1333/1600内存规

7、格），使用新总线QPI与处理器进行连接，支持SMT（SimultaneousMulti-hreading，单颗处理器就可以支持8个线程并行运作）多线程技术，支持SSE4.2指令集（增加了7条新的SSE4指令），是Intel第一款原生四核处理器……　　当然，在其拥有的众多的新技术中，最引人注目的技术应该还是QPI（原先宣传的CSI总线）新总线技术，它是全新的Nehalem架构之所以能在架构、功能和性能上取得大突破的关键性技术。QPI架构图●QPI使CPU中集成内存控制器　　QPI是在处理器中集成内存控制器的体系架构，主要用于处理器之间和系统组件之间的互

8、联通信（诸如I/O）。它抛弃了沿用多年的FSB设计，CPU可直接通过内存控制器访问内存资源，而不是以前繁杂的