內部匯流排

Internal Bus 內部匯流排

將處理器的所有結構單元內部相連。它的寬度可以是8、16、32、或64位。

如在CPU內部，寄存器之間和算術邏輯部件ALU與控制部件之間傳輸數據所用的匯流排稱為片內匯流排(即晶元內部的匯流排)。

目前比較流行的幾種內部匯流排技術：

----1．I2C匯流排

----I2C（Inter-IC）匯流排10多年前由Philips公司推出，是近年來在微電子通信控制領域廣泛採用的一種新型匯流排標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有介麵線少，控制方式簡化，器件封裝形式小，通信速率較高等優點。在主從通信中，可以有多個I2C匯流排器件同時接到I2C匯流排上，通過地址來識別通信對象。

----2．SPI匯流排

----串列外圍設備介面SPI（serial peripheral interface）匯流排技術是Motorola公司推出的一種同步串列介面。Motorola公司生產的絕大多數MCU（微控制器）都配有SPI硬體介面，如68系列MCU。SPI匯流排是一種三線同步匯流排，因其硬體功能很強，所以，與SPI有關的軟體就相當簡單，使CPU有更多的時間處理其他事務。

----3．SCI匯流排

----串列通信介面SCI（serial communication interface）也是由Motorola公司推出的。它是一種通用非同步通信介面UART，與MCS-51的非同步通信功能基本相同。

1、外頻與FSB 匯流排（Front Side Bus）

外頻和前端匯流排是兩個不同的概念，之所以大家會混淆不清，就是因為在古老的Pentium年代，二者的頻率值往往是相同的。

外頻指的是CPU外部的時鐘頻率，CPU主頻=外頻X倍頻。在Pentium時代，CPU的外頻一般是60/66MHz，從Pentium II 350開始，CPU外頻提高到100MHz。

而前端匯流排的速度指的是CPU和北橋晶元間匯流排的速度，表示了CPU和外界數據傳輸的速度。

之所以前端匯流排與外頻這兩個概念容易混淆，主要的原因是在以前的很長一段時間裡（主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時），前端匯流排頻率與外頻是相同的，因此往往直接稱前端匯流排為外頻，最終造成這樣的誤會。

隨著計算機技術的發展，人們發現前端匯流排頻率需要高於外頻，因此產生了DDR（Double Date Rate）技術和QDR（Quad Date Rate）技術，使得前端匯流排的頻率成為外頻的2倍（AMD的K7處理器）、4倍（Intel的奔騰處理至今酷睿處理器），從此之後前端匯流排和外頻的區別才開始被人們重視起來。

“前端匯流排FSB”這個名稱是由AMD 在推出K7 CPU時提出的概念，前端匯流排的速度指的是數據傳輸的速度，由於數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率，即數據帶寬=（匯流排頻率X數據位寬）÷8。

目前PC機上所能達到的前端匯流排頻率有266MHz（AMD ）、333MHz（AMD & Intel ）、400MHz（AMD & Intel ）、533MHz（Intel ）、800MHz（Intel ）、1066MHz（Intel ）、1333MHz（Intel ）、1600MHz（Intel ）等幾種，Intel 最新的至尊版處理器QX9770採用了1600MHz的前端匯流排，最大帶寬為：1600×64÷8=12.8G/s。

前端匯流排頻率越大，代表著CPU與北橋之間的數據傳輸量越大，更能充分發揮出CPU的功能。相反，較低的前端匯流排將無法供給足夠的數據給CPU，這樣就限制了CPU性能得發揮，成為系統瓶頸。

2、HT匯流排（Hyper Transport）

從AMD 的K8處理其開始，AMD 和Intel 兩家內部匯流排發展開始分道揚鑣，Intel 繼續沿用FSB至今天的酷睿2CPU，而AMD 則開發出了HT匯流排（Hyper Transport）對抗Intel 。

HT匯流排是AMD 為K8平台專門設計的高速串列匯流排，它的發展歷史可回溯到1999年，原名為“LDT匯流排”（Lightning Data Transport，閃電數據傳輸）。2001年7月，這項技術正式推出，AMD 同時將它更名為Hyper Transport。隨後，Broadcom、Cisco、Sun、NVIDIA、ALi、ATI、Apple、Transmete等許多企業均決定採用這項新型匯流排技術，而AMD 也藉此組建Hyper Transport開放聯盟，從而將Hyper Transport推向產業界。

至今為止，HT匯流排經歷了三代發展：

第一代HT的工作頻率在200MHz―800MHz範圍，雙向16位模式下，最大帶寬可以達到6.4GB/s。

2004年2月，Hyper Transport技術聯盟又正式發布了HT2.0規格，由於採用了Dual-data技術，使頻率成功提升到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz，雙向16bit模式的匯流排帶寬提升到了8.0GB/s、9.6GB/s和11.2GB/s。

2007年11月19日，AMD 正式發布了HT3.0 匯流排規範，提供了1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz、2.6GHz幾種頻率，最高可以支持32通道。32位通道下，雙向帶寬最高可以達到史無前例的41.6GB/s。

3、QPI匯流排

由於AMD 的HT3.0提供的最大帶寬遠遠超過目前Intel 1600 FSB的帶寬，為了對抗HT 3.0，Intel 另闢蹊徑，提出了QPI匯流排的概念。

我們前面計算過，1600FSB能夠提供12.8G/s的帶寬，但是如此高的帶寬也僅僅只能滿足DDR2 800雙通道的內存的帶寬要求（800 X 64 X 2 / 8=12.8G/s），如果此時搭配1066甚至更高的1333內存的話，FSB需要提高到更高的頻率，且不說還有PCI匯流排、PCI-E匯流排、USB、SATA等多種設備也要佔據一定的帶寬。而在當前製作工藝和框架下，提升頻率變的難上加難，即便有些玩家將FSB提高到了2400，帶來的發熱量也是十分恐怖的。

如此看來，隨著處理器核心性能的提高，以及核心數量的急劇增長，FSB正在日益成為瓶頸，必須加以解決。Intel 要想在多核心時代處於不敗之地，目前首要問題就是順利解決系統資源的分配難題、充分發揮多核心的優勢，這就是英特爾推出QPI匯流排技術的最終目的。

QPI最大的改進是提供了驚人的輸出傳輸能力，在4.8至6.4GT/s之間。一個連接的每個方向的位寬可以是5、10、20bit。因此每一個方向的QPI全寬度鏈接可以提供12至16BG/s的帶寬，那麼每一個QPI鏈接的帶寬為24至32GB/s，相當於1600FSB的2-3倍，基本和HT 3.0帶寬持平。

此外，QPI另一個亮點就是支持多條系統匯流排連接，Intel 稱之為multi-FSB。系統匯流排將會被分成多條連接，並且頻率不再是單一固定的，也無須如以前那樣還要再經過FSB進行連接。

QPI匯流排相對於FSB的革命意義是重大的，帶來了PC機製造結構上的革新，拋棄了以往北橋南橋的概念，當然，這些變化已經不是本文所要探討的主要問題了。