带宽 前端总线 QPI总线

带宽（band width）又名频宽，是指在固定的的时刻可传输的材料数量，亦即在传输管道中能够传递数据的才干。在数字设备中，频宽一般以bps标明，即每秒可传输之位数。在模拟设备中，频宽一般以每秒传送周期或赫兹 (Hz)来标明。

频宽对根本输收支体系 (BIOS ) 设备特别重要，如快速磁盘驱动器会受低频宽的总线所阻止。
关于带宽的概念，比较形象的一个比方是高速公路。单位时刻内能够在线路上传送的数据量，常用的单位是bps(bit per second)。核算机网络的带宽是指网络可经过的最高数据率，即每秒多少比特。
严格来说，数字网络的带宽应运用波特率来标明（baud），标明每秒的脉冲数。而比特是信息单位，因为数字设备运用二进制，则每位电平所承载的信息量是1(以2为底2的对数，假如是四进制，则是以2为底的4的对数，每位电平所承载的信息量为2)。因而，在数值上，波特与比特是相同的。因为人们对这两个概念分的并不是很清楚，因而常运用比特率来标明速率，也正是用比特的人太多，所以比特率也就成了一个带宽现实的规范叫法了。
描绘带宽时常常把“比特/秒”省掉。
例如，带宽是10M，实践上是10Mb/s。
这儿的M 是10^6。
“带宽”有以下两种不同的含义：
1.指信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占有的频率规模。
2.在核算机网络中，带宽用来标明网络的通讯线路所能传送数据的才干，因而网络带宽标明在单位时刻内从网络中的某一点到另一点所能经过的“最高数据率”。
在网络中有两种不同的速率：
信号（即电磁波）在传输媒体上的传达速率（米/秒，或公里/秒）
核算机向网络发送比特的速率（比特/秒）
这两种速率的含义和单位彻底不同。
在了解带宽这个概念之前，咱们首要来看一个公式：带宽=时钟频率x总线位数/8，从公式中咱们能够看到，带宽和时钟频率、总线位数是有着十分亲近的联络的。其实在一个核算机体系中，不只显现器、内存有带宽的概念，在一块板卡上，带宽的概念就更多了，彻底能够说是带宽无处不在。
那究竟什么是带宽呢？带宽的含义又是什么？简略的说，带宽便是传输速率，是指每秒钟传输的最大字节数（MB/S），即每秒处理多少兆字节，高带宽则意味着体系的高处理才干。为了更形象地了解带宽、位宽、时钟频率的联络，咱们举个比较形象的比方，工人加工零件，假如一个人干，在咱们单个加工速度相同的情况下，必定不如两个人干的多，带宽就像是加工零件的总数量，位宽似乎工人数量，时钟作业频率相当于加工单个零件的速度，位宽越宽，时钟频率越高则总线带宽越大,其优点也是清楚明了的。
主板上一般会有两块比较大的芯片，一般将接近CPU的那块称为北桥，远离CPU的称为南桥。北桥的效果是在CPU与内存、显卡之间树立通讯接口，它们与北桥衔接的带宽巨细很大程度上决议着内存与显卡效能的巨细。南桥是担任核算机的I/O设备、PCI设备和硬盘，对带宽的要求，比较较北桥而言，是要小一些的。而南北桥之间的衔接带宽一般就称为南北桥带宽。跟着核算机越来越向多媒体方向开展，南桥的功用也日益强壮，关于南北桥间的衔接总线带宽也是提出了新的要求，在INTEL的9X5系列主板上，南北桥的带宽将从曾经一向为人所诟病的266MB/S开展到空前的2GB/S，一举处理了南北桥间的带宽瓶颈。
带宽是显现器十分重要的一个参数，能够决议显现器功用的好坏。所谓带宽是显现器视频放大器通频带宽度的简称，一个电路的带宽实践上是反映该电路对输入信号的响应速度。带宽越宽，惯性越小，响应速度越快，答应经过的信号频率越高，信号失真越小，它反映了显现器的解像才干。该数字越大越好。
带宽是代表显现器显现才干的一个归纳目标，指每秒钟所扫描的图素个数，即单位时刻内每条扫描线上显现的频点数总和，以MHz为单位。带宽越大标显着现操控才干越强，显现效果越佳。
带宽的详细核算公式如下:理论上带宽 B=r(x) ×r(y) ×V
r(x)标明每条水平扫描线上的图素个数
r(y)标明每桢画面的水平扫描线数
V 标明每秒画面刷新率（即场频）
B 标明带宽
再来说说显卡，玩游戏的朋友都知道，当玩一些大制造游戏的时分，画面有时分会卡的比较凶猛。其实这便是显卡带宽缺乏的问题，再详细点说，这是显存带宽缺乏。众所周知，现在当道的AGP接口是AGP 8X，而AGP总线的频率是PCI总线的两倍，也便是66MHz,很简单就能够换算出它的带宽是2.1GB/S，在现在的环境下，这样的带宽就显得很微缺乏道了，因为连最一般的ATI R9000的显存带宽都要到达400MHZ X 128Bit/8=6.4GB/s,其他的高端显卡更是不必说了。正因为如此，INTEL在最新的9X5芯片组中，选用了PCI-Express总线来代替返老还童的AGP总线，与传统PCI以及更前期的核算机总线的同享并行架构比较，PCI Express最大的特色是在设备间选用点对点串行衔接,如此一来即答应每个设备都有自己的专用衔接，不需求向整个总线恳求带宽，一起运用串行的衔接特色将能轻松将数据传输速度说到一个很高的频率。在传输速度上，因为PCI Express支撑双向传输形式，因而衔接的每个设备都能够运用最大带宽。AGP所遇到的带宽瓶颈也便利的解决。
为了在实践运用核算机的过程中得到更多总线带宽，依据带宽的核算公式，一般会采纳两种办法，一是添加总线速度，比方INTEL的P4 CPU和赛扬CPU便是最好的比方，一个是400总线，一个是533/800总线，在实践运用的效能就有了很大的差异（当然，二级缓存也是一个重要的要素）。别的一个常用的办法是添加总线的宽度，假如当它的时钟速度相一起，总线的宽度添加一倍，那么尽管时钟下降沿同未改动之前是相同而此刻每次下降沿所传输的数据量却是曾经的两倍，这一点在相同中心，可是显存位宽却不相同的显卡上体现特别显着。

什么是前端总线：“前端总线”这个称号是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念，可是一向以来都被咱们误认为这个名词不过是外频的另一个称号。咱们所说的外频指的是CPU与主板衔接的速度，这个概念是树立在数字脉冲信号震动速度根底之上的，而前端总线的速度指的是数据传输的速度，因为数据传输最大带宽取决于全部一起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。现在PC机上所能到达的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz、1333MHz几种，前端总线频率越大，代表着CPU与内存之间的数据传输量越大，更能充沛发挥出CPU的功用。现在的CPU技能开展很快，运算速度进步很快，而满足大的前端总线能够确保有满足的数据供应给CPU。较低的前端总线将无法供应满足的数据给CPU，这样就约束了CPU功用得发挥，成为体系瓶颈。

前端总线的英文姓名是Front Side Bus，一般用FSB标明，是将CPU衔接到北桥芯片的总线。选购主板和CPU时，要注意两者调配问题，一般来说，假如CPU不超频，那么前端总线是由CPU决议的，假如主板不支撑CPU所需求的前端总线，体系就无法作业。也便是说，需求主板和CPU都支撑某个前端总线，体系才干作业，只不过一个CPU默许的前端总线是仅有的，因而看一个体系的前端总线主要看CPU就能够。

北桥芯片担任联络内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片衔接。CPU便是经过前端总线（FSB）衔接到北桥芯片，然后经过北桥芯片和内存、显卡交流数据。前端总线是CPU和外界交流数据的最主要通道，因而前端总线的数据传输才干对核算机全体功用效果很大，假如没满足快的前端总线，再强的CPU也不能显着进步核算机全体速度。数据传输最大带宽取决于全部一起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。现在PC机上所能到达的前端总线频率有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才干越大，更能充沛发挥出CPU的功用。现在的CPU技能开展很快，运算速度进步很快，而满足大的前端总线能够确保有满足的数据供应给CPU，较低的前端总线将无法供应满足的数据给CPU，这样就约束了CPU功用得发挥，成为体系瓶颈。明显平等条件下，前端总线越快，体系功用越好。

QPI
intel的全新架构，Bloomfield将选用全新的LGA 1366 Socket，Package Size为42.5 x 45mm，散热器规划尽管和LGA 775相似，但Mounting Holes为80mm，相较LGA775的72mm2更大，因而散热器不能另相兼容，VRM选用全新的11.1版别，最高TDP为130W 。
运用双向串联点对点传输，它可供给与FSB附近的Latency，可让软件及操作体系管理，而且针对部份Streams(Threading、ISOC、LT/VT)及out of order requests作出了优化，单向最高速度暂 定为6.4GT/s，双向最高速合共10.8GT/s，比较AMD选用的Hyper-Transport 3.0的速度更高。

Intel的QuickPath Interconnect技能缩写为QPI，译为快速通道互联。现实上它的官方姓名叫做CSI，Common System Interface公共体系界面，用来完成芯片之间的直接互联，而不是在经过FSB衔接到北桥，锋芒直指AMD的HT总线。无论是速度、带宽、每个针脚的带宽、功耗等全部标准都要逾越HT总线。

QPI最大的改善是选用单条点对点形式下，QPI的输出传输才干十分惊人，在4.8至6.4GT/s之间。一个衔接的每个方向的位宽能够是5、10、20bit。因而每一个方向的QPI全宽度链接能够供给12至16BG/s的带宽，那么每一个QPI链接的带宽为24至32GB/s。(不过，这仍是差劲于AMD的Hypertransport3—单条衔接最大传输带宽能够到达45GB/s，但咱们信任未来英特尔仍会对QPI进行进一步提速改善。)在前期的Nehalem处理器中，Intel估计运用20bit的链接位宽，大约能供给25.6GB/s的数据传输才干。这个数字是Intel在上一季IDF中发布的。举例来说，在X48芯片组中，FSB的速度为1600MHz，这是现在为止标准最高的FSB总线了。不过开始的QPI总线具有25.6GB/s的吞吐量，这个值相当于1600MHz FSB带宽的2倍。

QPI技能特色——功率更高

此外，QPI另一个亮点便是支撑多条体系总线衔接，Intel称之为multi-FSB。体系总线将会被分红多条衔接，而且频率不再是单一固定的，也无须如曾经那样还要再经过FSB进行衔接。依据体系各个子体系对数据吞吐量的需求，每条体系总线衔接的速度也可不同，这种特性无疑要比AMD现在的Hypertransport总线更具弹性。

例如，针对服务器的Nehalem处理器将具有至少4组QPI传输，可至少组成包含4枚处理器的4路高端服务器体系(也便是16枚运算内核至少32线程并行运作)。而且在多处理器作业下，每颗处理器能够相互传送材料，并不需经过芯片组，然后大幅提高全体体系功用。跟着未来Nehalem架构的处理器集成内存操控器、PCI-E 2.0图形接口甚至图形中心，QPI架构的优势将进一步发挥出来。

为了下降QPI总线的推迟，Intel打算在4路处理器以上的体系中运用一种叫做张贴缓存的技能。它主要是依靠更大容量的二级高速缓存来存储南桥和北桥的数据，使处理器不必重复经过QPI总线来读取南北桥信息。一起，为了更高提高数据处理功率，英特尔还将在处理器内部集成内存操控器(IMC)。QPI和IMC结合，能够让Intel更轻松地扩展多路体系和高功用核算(HPC)运用，而Intel现有的处理器架构更重视于指令履行引擎和缓存架构，以便在单线程运用中进步功用，导致双路服务器渠道功用受限，也无法在对内存带宽需求甚高的HPC中发挥效果。关于第一代选用QPI总线的Nehalem Xeon来说，集成了3通道的DDR3内存操控器，这样在调配DDR3 1066的情况下，每个处理器自己就能得到25.6GB/s的内存带宽，大概是现在Tigerton体系的5倍，而且这个带宽数量跟着处理器插座的增加而增加，关于四插座体系，总的带宽将增加到恐惧的102.4GB/s。强壮的内存功用将确保即便每个插座上边选用8中心的处理器，内存带宽也不会成为功用发挥的瓶颈。需求阐明的是在QPI中，关于四路体系来说，任何两个处理器之间都能够直接通讯，这样，一个处理器能够很便利的访问到其他处理器操控的内存，这能够大大提高功率。别的，因为在QPI体系下不同处理器能够直接通讯，同步缓存称为很便利的作业，再也不必经过北桥的内存读写来进行了。

结语：

跟着QPI的正式推出，英特尔主导的QPI及AMD的HT 两大未来总线体系将会正面抵触。为了让多中心的体系更高效的作业，咱们信任往后的芯片组会愈加杂乱，多条体系总线衔接才是往后体系总线开展的王道。需求阐明的是，英特尔在季秋IDF是已经在展现了能够作业的、首个选用QPI互联架构的Nehalem渠道。咱们有理由信任，QPI将突破内存功用带来的樊篱，完成功用的新腾跃。