HT

端到端匯流排技術

HT是HyperTransport的簡稱。HyperTransport本質是一種為主板上的集成電路互連而設計的端到端匯流排技術,目的是加快晶元間的數據傳輸速度。HyperTransport技術在AMD平台上使用后,是指AMD CPU到主板晶元之間的連接匯流排(如果主板晶元組是南北橋架構,則指CPU到北橋),即HT匯流排。類似於Intel平台中的前端匯流排(FSB),但Intel平台目前還沒採用。

簡稱


首先說明:HT匯流排技術是AMD的,而intel的匯流排技術只有FSB和QPI~而intel的FSB技術開始朝QPI技術過渡~

規格

HyperTransport技術從規格上講已經用HT1.0、HT2.0、HT3.0、HT3.1

發展歷程

HyperTransport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HyperTransport。隨後,Broadcom、Cisco、Sun、NVIDIA、ALi、ATI、Apple、Transmeta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HyperTransport開放聯盟,從而將HyperTransport推向產業界。
在基礎原理上,HyperTransport與目前的PCI Express非常相似,都是採用點對點的單雙工傳輸線路,引入抗干擾能力強的LVDS信號技術,命令信號、地址信號和數據信號共享一個數據路徑,支持DDR雙沿觸發技術等等,但兩者在用途上截然不同—PCI Express作為計算機的系統匯流排,而HyperTransport則被設計為兩枚晶元間的連接,連接對象可以是處理器與處理器、處理器與晶元組、晶元組的南北橋、路由器控制晶元等等,屬於計算機系統的內部匯流排範疇。
第一代HyperTransport的工作頻率在200MHz—800MHz範圍,並允許以100MHz為幅度作步進調節。因採用DDR技術,HyperTransport的實際數據激發頻率為400MHz—1.6GHz,最基本的2bit模式可提供100MB/s—400MB/s的傳輸帶寬。不過,HyperTransport可支持2、4、8、16和32bit等五種通道模式,在400MHz下,雙向4bit模式的匯流排帶寬為0.8GB/sec,雙向8bit模式的匯流排帶寬為1.6GB/sec;800MHz下,雙向8bit模式的匯流排帶寬為3.2GB/sec,雙向16bit模式的匯流排帶寬為6.4GB/sec,雙向32bit模式的匯流排帶寬為12.8GB/sec,遠遠高於當時任何一種匯流排技術。
2004年2月,HyperTransport技術聯盟(Hyper Transport Technology Consortium)又正式發布了HyperTransport 2.0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/sec、9.6GB/sec和11.2GB/sec。Intel 915G架構前端匯流排在6.4GB/sec。
目前k8架構的處理器(Athlon x2 5000+等)均支持1Ghz Hyper-Transport匯流排,K8晶元組也對雙工16Bit的1GHz Hyper-Transport提供了支持,令處理器與北橋晶元的傳輸率達到8GB/s
2007年11月19日,AMD正式發布了HyperTransport 3.0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,單向帶寬最高可支持20.8GB/s的傳輸效率。考慮到其DDR的特性,其匯流排的傳輸效率可以達到史無前例的41.6GB/s。
HT 3.0的匯流排還支持另一項名為“Un-Ganging”的新特性,該技術可允許超傳輸匯流排系統在操作過程中對運行模式作動態調整。這項特性可以讓那些搭載SMT同步多線程技術的伺服器系統明顯受益,包括RX780、RD780以及RD790在內的AMD晶元組全都支持該特性。
超傳輸技術聯盟(HTC)在2008年8月19日發布了新版HyperTransport 3.1規範和HTX3規範,將這種點對點、低延遲匯流排技術的速度提升到了3.2GHz。
目前HT 3.0的速度最高只有2.6GHz,比如AMD的旗艦四核心處理器Phenom X4 9950 BE就是這一速度。在提速至3.2GHz后,再結合雙倍數據率(DDR),HT 3.1可提供最高每位6.4GHz(3.2GHz X 2 因為DDR以2倍速傳輸)的數據傳輸率,64-bit帶寬可達51.2GB/s(6.4GHz X 64bit/8)。
HT
HT
實際上,HT 3.1規範一共定義了三種速度,分別是2.8GHz、3.0GHz和3.2GHz,累計帶寬提升23%,同時在核心架構、電源管理與通信協議方面與之前版本保持一致。
超傳輸技術聯盟由AMD組建,並獲得了業界多家巨頭的支持,諸如IBM、Sun、NVIDIA、微軟、蘋果、戴爾、惠普、思科富士通夏普、聯想、博通、瑞薩科技等等。目前還不清楚HT 3.1何時會投入使用,有可能會在AMD的45nm Phenom中實現。

超線程


儘管提高CPU的時鐘頻率和增加緩存容量后的確可以改善性能,但這樣的CPU性能提高在技術上存在較大的難度。實際上在應用中基於很多原因,CPU的執行單元都沒有被充分使用。如果CPU不能正常讀取數據(匯流排/內存的瓶頸),其執行單元利用率會明顯下降。另外就是目前大多數執行線程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism,多種指令同時執行)支持。這些都造成了目前CPU的性能沒有得到全部的發揮。因此,Intel則採用另一個思路去提高CPU的性能,讓CPU可以同時執行多重線程,就能夠讓CPU發揮更大效率,即所謂“超線程(Hyper-Threading,簡稱“HT”)”技術。超線程技術就是利用特殊的硬體指令,把一個物理內核模擬成兩個邏輯內核,讓單個處理器都能使用線程級并行計算,進而兼容多線程操作系統和軟體,減少了CPU的閑置時間,提高的CPU的運行效率。
採用超線程及時可在同一時間裡,應用程序可以使用晶元的不同部分。雖然單線程晶元每秒鐘能夠處理成千上萬條指令,但是在任一時刻只能夠對一條指令進行操作。而超線程技術可以使晶元同時進行多線程處理,使晶元性能得到提升。