內部總線

外頻和前端總線是兩個不同的概念，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。

而前端總線的速度指的是CPU和北橋芯片間總線的速度，表示了CPU和外界數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

之所以前端總線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里(主要是在Pentium 4出現(xiàn)之前和剛出現(xiàn)Pentium 4時)，前端總線頻率與外頻是相同的，因此往往直接稱前端總線為外頻，最終造成這樣的誤會。

隨著計算機技術的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)前端總線頻率需要高于外頻，因此產(chǎn)生了DDR(Double Date Rate)技術和QDR(Quad Date Rate)技術，使得前端總線的頻率成為外頻的2倍(AMD的K7處理器)、4倍(Intel的奔騰處理至今酷睿處理器)，從此之后前端總線和外頻的區(qū)別才開始被人們重視起來。

"前端總線FSB"這個名稱是由AMD 在推出K7 CPU時提出的概念，前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋捎跀?shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬=(總線頻率X數(shù)據(jù)位寬)÷8。

目前PC機上所能達到的前端總線頻率有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采用了1600MHz的前端總線，最大帶寬為:1600×64÷8=12.8G/s。

前端總線頻率越大，代表著CPU與北橋之間的數(shù)據(jù)傳輸量越大，更能充分發(fā)揮出CPU的功能。相反，較低的前端總線將無法供給足夠的數(shù)據(jù)給CPU，這樣就限制了CPU性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。

從AMD 的K8處理其開始，AMD 和Intel 兩家內部總線發(fā)展開始分道揚鑣，Intel 繼續(xù)沿用FSB至今天的酷睿2CPU，而AMD 則開發(fā)出了HT總線(Hyper Transport)對抗Intel 。

HT總線是AMD 為K8平臺專門設計的高速串行總線，它的發(fā)展歷史可回溯到1999年，原名為"LDT總線"(Lightning Data Transport，閃電數(shù)據(jù)傳輸)。2001年7月，這項技術正式推出，AMD 同時將它更名為Hyper Transport。隨后，Broadcom、Cisco、Sun、NVIDIA、ALi、ATI、Apple、Transmete等許多企業(yè)均決定采用這項新型總線技術，而AMD 也借此組建Hyper Transport開放聯(lián)盟，從而將Hyper Transport推向產(chǎn)業(yè)界。

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

第二代:2004年2月，Hyper Transport技術聯(lián)盟又正式發(fā)布了HT2.0規(guī)格，由于采用了Dual-data技術，使頻率成功提升到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz，雙向16bit模式的總線帶寬提升到了8.0GB/s、9.6GB/s和11.2GB/s。

第三代:2007年11月19日，AMD 正式發(fā)布了HT3.0 總線規(guī)范，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41.6GB/s。

由于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 另辟蹊徑，提出了QPI總線。

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，F(xiàn)SB需要提高到更高的頻率，且不說還有PCI總線、PCI-E總線、USB、SATA等多種設備也要占據(jù)一定的帶寬。而在當前制作工藝和框架下，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(fā)熱量也是十分恐怖的。

隨著處理器核心性能的提高，以及核心數(shù)量的急劇增長，F(xiàn)SB正在日益成為瓶頸，必須加以解決。Intel 要想在多核心時代處于不敗之地，目前首要問題就是順利解決系統(tǒng)資源的分配難題、充分發(fā)揮多核心的優(yōu)勢，這就是英特爾推出QPI總線技術的最終目的。

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，那么每一個QPI鏈接的帶寬為24至32GB/s，相當于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(tǒng)總線連接，Intel 稱之為multi-FSB。系統(tǒng)總線將會被分成多條連接，并且頻率不再是單一固定的，也無須如以前那樣還要再經(jīng)過FSB進行連接。

QPI總線相對于FSB的革命意義是重大的，帶來了PC機制造結構上的革新，拋棄了以往北橋南橋的概念，當然，這些變化已經(jīng)不是本文所要探討的主要問題了。

內部總線，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、64或128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(shù)據(jù)所用的總線稱為片內總線(即芯片內部的總線)。

1.I2C總線

I2C(Inter-IC)總線1982年由Philips公司推出，是近年來在微電子通信控制領域廣泛采用的一種新型總線標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡化，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點。在主從通信中，可以有多個I2C總線器件同時接到I2C總線上，通過地址來識別通信對象。

2.SPI總線

串行外圍設備接口SPI(serial peripheral interface)總線技術是Motorola公司推出的一種同步串行接口。Motorola公司生產(chǎn)的絕大多數(shù)MCU(微控制器)都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。SPI總線是一種三線同步總線，因其硬件功能很強，所以，與SPI有關的軟件就相當簡單，使CPU有更多的時間處理其他事務。

3.SCI總線

串行通信接口SCI(serial communication interface)也是由Motorola公司推出的。它是一種通用異步通信接口UART，與MCS-51的異步通信功能基本相同。

微機中總線一般有內部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。內部總線是微機內部各外圍芯片與處理器之間的總線，用于芯片一級的互連;而系統(tǒng)總線是微機中各插件板與系統(tǒng)板之間的總線，用于插件板一級的互連;外部總線則是微機和外部設備之間的總線，微機作為一種設備，通過該總線和其他設備進行信息與數(shù)據(jù)交換，它用于設備一級的互連。

我們知道網(wǎng)卡是用于連接計算機和計算機網(wǎng)絡。網(wǎng)卡一般插在計算機大總線擴展槽上，卡上有連接計算機網(wǎng)絡的接口。網(wǎng)卡物理上連接計算機內部總線，例如PCI,PCI-X,PCI-E,SUN的Sbus總線等，和計算機網(wǎng)絡，例如以太網(wǎng)等。存儲系統(tǒng)中也有類似的用于連接計算機內部總線和存儲網(wǎng)絡的設備。這種位于服務器上與存儲網(wǎng)絡連接的設備一般稱為主機總線適配卡(Host Bus Adaptor)HBA。HBA是服務器內部的I/O通道與存儲系統(tǒng)的I/O通道之間的物理連接。最常用的服務器內部I/O通道是PCI和Sbus，它們是連接服務器CPU和外圍設備的通訊協(xié)議。存儲系統(tǒng)的I/O通道實際上就是光纖通道。而HBA的作用就是實現(xiàn)內部通道協(xié)議PCI或Sbus和光纖通道協(xié)議之間的轉換.