CSI VS. HT 系统总线技术 王道深度解析

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作者：Rowan    文章来源：本站原创    点击数：    更新时间：2007-7-22

编者按：这篇文章成文于2005年12月27日，发表在《电脑商情报》上。是一篇非常不错的技术解析文章。由于报刊上的版面有限，因此图片和字数都作了严格的规定。写着有点闷，不能让我敞开了胡写。对于图片来说就更少了，每期的文章最多3张图。不过报纸和杂志最大的区别就在于图片，报纸的图片质量没有那么苛刻的要求，而现在的杂志为了印刷精美，都要求更大，更清晰的图片。

CSI VS. HT 系统总线之王道

多核心架构 总线性能尤为重要

在2005年Intel终于认识到频率不是唯一要追求的目标，处理器的实际效能才是最关键的。在我们可以预见的未来，可以肯定近几年将是双核心或多核心处理器的天下。两大处理器制造巨人Intel和AMD争相向多核心领域大步前进。不过要想顺利攀上多核心的巅峰，现有计算机平台上许多地方都要进行革新。最为重要的就是系统总线的架构技术。

为什么在多核心处理器中系统总线的架构变得如此重要呢。这里给大家举一个例子。我们都知道AMD在Ahtlon64架构中将内存控制器集成到了处理器核心中。这样处理器可以直接控制内存的读写，可以得到更低的延迟。由此集成内存控制器技术大大的提高了内存子系统的性能。但是随着多处理核心的到来，处理器中每一个处理核心都要有自己所管辖的一块内存。处理核心与内存之间，核心与核心之间的数据共享和协调就变得异常复杂起来。在今后的多核心时代无论是AMD还是Intel的处理器都会碰到这样的问题，谁能顺利解决系统资源的分配难题充分发挥多核心的优势，谁就是多核心战场的赢家。

HyperTransport宝刀不老

HyperTransport(超级传输通道)是由AMD开发的一种“点对点”的数据传输总线，它最先应用于NVIDIA开发的nForce芯片组中，南北桥芯片通过高速HT总线来交换数据。此后HT又大量的应用于Athlon64系统中。而在目前新的nForce4系统中，HyperTransport技术不仅仅是单条点对点的传输总线了。系统中会有多条独立的HT总线互相传递数据。

HyperTransport总线可以像DDR那样在一个时钟周期内传输两次数据。并且它的总线宽度与工作频率都可以改变。通过不同的组合可以给用户多种选择，这样使用HT技术可以在性能和制造成本之间找到完美的平衡点。高端用户最多可以得到6.4GB/s的带宽。

如图1，HyperTransport总线宽度

后起之秀CSI

Intel为了在未来的多核心大战中稳操胜券，近日发布了最新的CSI系统总线。CSI是common system interconnect的缩写，意思是公共系统互联。Intel此次发布的CSI总线是早有准备，其矛头直指HT总线。无论是速度、带宽、每个针脚的带宽、功耗等一切规格都要超越HT总线。网上曾经有消息说单条点对点模式下的CSI总线其数据吞吐量可以达到惊人的32GB/s。并且Intel打算使用CSI总线代替传统的FSB系统总线。CSI最大的特点就是支持多条系统总线连接，Intel称之为multi-FSB。系统总线将会被分成多条连接，并且频率不再是单一固定的。根据系统各个子系统对数据吞吐量的需求，每条系统总线连接的速度也可不同。

如图2，CSI总线结构图。

Intel最初的计划是在代号为Whitefield的处理器中首次使用CSI技术，但是由于印度方面技术人员经验不足最终整个计划胎死腹中。不过Intel在未来的几个月里即将大力推广具备支持dual-FSB系统总线的Blackford芯片组，系统总线将支持两个CSI连接。它将会首次应用在支持双路多核心Bensley高端服务器平台。此后Intel打算在2007年发布研发代号为Woodcrest的双核心多路XeonMP处理器。它将支持具备4条FSB连接的CSI总线。从此Intel的平台将向着多条FSB连接的道路发展，这样多核心处理器就可以与未来更高带宽的DRAM内存相匹配。今后Intel可能会推出8条或者16条连接以上的CSI系统，以满足高端服务器用户的需求。而单核心的处理器则只能支持单条FSB总线，这与我们现在的单核心架构没有太大区别。

为了降低CSI总线的延迟，Intel打算在4路处理器以上的系统中使用一种叫做粘贴缓存的技术。它主要是倚靠更大容量的二级高速缓存来存储南桥和北桥的数据，使处理器不必反复通过CSI总线来读取南北桥信息。未来的XeonMP将具备8MB二级高速缓存，而更高端的Itanium 2处理器更达到了9MB。

系统总线之王道 决战2006

在2006年到来的不仅仅有支持两条FSB连接的Blackford芯片组。AMD也将发布第三代HT总线标准Hypertransport3。此次HT规格会有较大改进。单条连接最大传输带宽可以达到45GB/s。在2006年Intel和AMD会发布CSI和HT3的详细规范，两大未来总线系统将会正面冲突。为了让多核心的系统更高效的工作，我们相信今后的芯片组会更加复杂。简单的点对点的连接形势可能不会存在了，系统会具备多条独立的总线连接。今后在划分产品线的时候，低端市场会采用单连接总线架构，主流市场会是双连接总线的天下，而高端的服务器平台会使用四连接以上的架构。多条系统总线连接才是今后系统总线发展的王道。