什么是前端总线 (FSB)?

一、What is a Front Side Bus (FSB)?


在本节中,我们将讨论前端总线及其工作原理。

我们还将讨论各种总线宽度和速度、什么连接到总线以及为什么有必要了解这些信息。

基础

      那么,什么是FSB?

     FSB是Front Side Bus的缩写;它是连接计算机处理器 ( CPU )、芯片组RAM(所有类型)、主板 总线AGP插槽的内部数据通道。FSB 是根据其宽度(以位为单位)和速度(以 Mhz 为单位)来描述的。用日常的话来说,就是CPU与系统总线对话的入口,以及总线与其他计算机组件对话的速度有多快。它是 PC 主板上的主要系统总线之一。它将 CPU 连接到系统的所有组件。

    FSB也称为处理器总线内存总线系统总线,连接CPU芯片组)与主内存和二级缓存。FSB 的速度范围可以从 66 MHz、133 MHz、100 MHz、266 MHz、400 MHz 到更高。FSB 现在是购买计算机主板或新计算机时的另一个重要考虑因素。
  
   可以使用系统BIOS计算机主板上的跳线来设置 FSB 速度。虽然大多数主板允许您将 FSB 设置为任何设置,但请确保 FSB 设置正确,除非您打算对计算机进行超频。请记住,不正确的设置可能会导致硬件锁定、数据损坏等问题,或者旧硬件(例如SCSI卡)可能会出现其他错误。验证您的组件与您的主板和 FSB 速度的兼容性。


相关历史

  大约在 1990 年代发布 Pentium ProPentium II产品时,英特尔公司开始使用该术语。

   “前端”是指从处理器到计算机系统其余部分的外部接口,与后端相反,后端总线连接高速缓存(以及可能的其他 CPU)。

   前端总线 (FSB) 主要用于与 PC 相关的主板(包括个人电脑和服务器)。它们很少用于嵌入式系统或类似的小型计算机。FSB 设计是对前几十年单一系统总线设计的性能改进,但这些前端总线有时被称为“系统总线”。

   前端总线通常通过芯片组连接 CPU 和其余硬件,英特尔将其实现为北桥南桥外围组件互连PCI)、加速图形端口(AGP) 和内存总线等其他总线都连接到芯片组,以便数据在连接的设备之间流动。这些辅助系统总线通常以从前端总线时钟派生的速度运行,但不一定与其 同步。

  为了响应AMDTorrenza倡议,英特尔向第三方设备开放了其 FSB CPU 插槽。在 2007 年春季于北京举行的英特尔开发者论坛上发布此公告之前,英特尔对谁有权访问 FSB 进行了严密保护,只允许在 CPU 插槽中使用英特尔处理器。第一个例子是现场可编程门阵列(FPGA) 协处理器,它是 Intel- Xilinx - Nallatech 和 Intel- Altera -XtremeData(2008 年推出)之间合作的结果。

 

进化(发展)

   前端总(FSB)线在最初设计时具有灵活性高、成本低的优点。简单的对称多处理器将多个 CPU 置于共享的 FSB 上,但由于带宽瓶颈,性能无法线性扩展。

    到 2008 年左右, 所有Intel AtomCeleronPentiumCore 2Xeon处理器型号都使用了FSB。最初,FSB总线是所有系统设备和 CPU 的中央连接点。

    如果不能像执行指令和数据那样快地获取指令和数据,那么更快的 CPU 的潜力就会被浪费掉。CPU 在等待读取或写入主内存中的数据时可能会花费大量时间空闲,因此高性能处理器需要高带宽和低延迟访问内存。前端总线被AMD批评为一种限制系统性能的陈旧且缓慢的技术。

    更多现代设计使用点对点串行连接,如 AMD 的 HyperTransport英特尔的DMI 2.0QuickPath Interconnect (QPI)。这些实现移除了传统的北桥,取而代之的是从 CPU 到平台控制器集线器南桥或 I/O 控制器的直接链接

    在传统架构中,前端总线充当 CPU 与系统中所有其他设备(包括主存储器)之间的直接数据链路。在基于 HyperTransport 和 QPI 的系统中,系统内存通过集成到 CPU 中的内存控制器独立访问,从而将 HyperTransport 或 QPI 链路上的带宽留作其他用途。这增加了 CPU 设计的复杂性,但提供了更大的吞吐量以及多处理器系统中的卓越扩展性。

 

系统总线如何工作?

 系统总线通过在计算机硬件的各个方面之间共享数据和其他信息来工作。例如,如果将通用串行总线 (USB) 设备或连接器插入计算机,系统总线会识别该数据并将其传送到计算机的中央处理器。

系统总线的基本功能包括:

  • 内部功能:也称为内存总线,内部系统总线将计算机内部的硬件连接到计算机系统内的本地设备。

  • 外部功能:也称为扩展总线,外部系统总线使用主要连接到计算机系统外部的外部设备的电子通路。例如,将计算机连接到无线打印机或鼠标会使用外部系统总线。

  • 数据共享:系统总线的主要功能是采用并行结构将数据从一处传输到另一处,一次共享的数据量取决于系统总线的大小。例如,一家大公司的计算机系统可能比家用计算机具有更高的数据共享能力。

  • 寻址:此功能允许用户在计算机主内存中的不同位置之间传输有关某些数据的信息。它提醒系统去哪里获取某些数据。

  • 电源:此功能为连接到主计算机系统的各种设备中的每一个供电。它帮助计算机的系统总线以适当的速度运行。



单一前端总线

   在处理器直接与主内存交互的架构中,单一前端总线的定义不太明确。在这种情况下,您通常会指定两种 FSB 速度,一种用于连接主内存,另一种用于连接处理器芯片组。 


   CPU 将通过前端总线访问内存和 IO。
速度从 66MHz 到 800MHz 以上不等。
这完全取决于您购买的主板类型。

与任何技术一样,FSB 的生命周期即将结束,将被英特尔的另一种技术取代,称为英特尔 QuickPath 互连和 DMI(直接媒体接口)。 AMD 还忙于自己的技术,称为 HyperTransport

 借助前端总线技术,CPU 通过北桥芯片访问内存或 IO 的数据片段。内存控制器采用FSB设计,与CPU分离,只能通过北桥访问。

 

单CPU总线逻辑视图
外频单CPU

 

有些人认为这会导致额外的延迟,因为如果数据不在自己的 L1 或 L2 缓存中,CPU 需要首先通过地址总线请求数据。

内存控制器然后接收此请求并检查数据是否在内存组中。如果是,它将告诉 CPU 它有数据。内存控制器然后将此信息通过数据总线发送回 CPU。


双 CPU 的总线

所有这些都由系统数据控制器总线控制。数据控制器就像桥上的触发器,指示在 IO 桥上打开或关闭端口。在这种情况下,北桥。

这种延迟可以在双 CPU 系统中延长。双 CPU 意味着主板上有 2 个 CPU。在 4 CPU 或 4 路系统中,这可能更糟。出于这个原因,英特尔引入了第二条路径或总线,将 2 个 CPU 连接到北桥。

 

双 CPU 的总线逻辑视图
前端总线双CPU

 

因此,它将 CPU 成对连接到北桥,每一对都有自己的总线。

2007 年,英特尔为每个 CPU 添加了一条连接到北桥的总线。请记住,这些技术主要用于服务器系统,您家中的 PC 可能只使用从单个 CPU 到北桥的单总线。

我们还在使用前端总线吗?

他们当然知道。Celeron、Pentium 和双核 CPU 仍然使用 FSB。当您购买主板或系统时,通常还会列出 FSB 速度。不行的话问问销售人员。

注意速度。在仍然使用这些总线的系统上,更快确实更好。

例如,1333MHz 比 800MHz 快。很容易。但也要注意主板具有哪些功能。

也许 800MHz 系统比 1333MHz 提供更多的机载功能。这一切都取决于你想要什么。检查规格!

您还会注意到,在使用新的 Intel i 系列 CPU 的系统上,例如 i3、i5 和 i7,使用称为 DMI(直接媒体接口)或 QuickPath Interconnect 的总线。您将使用哪一个取决于主板上的插槽。

有了这种架构,CPU 就有直接连接到内存、IO 控制器和 PCI-express 设备的总线。事实上,内存控制器是内置在 CPU 中的

这使得 DMI 架构比传统的 FSB 快得多。

那么为什么速度很重要呢?

如果您打算升级您的 PC 的内存或升级您的显卡,那么最好知道您的总线速度是多少。这样做的原因是您可以将内存速度与总线相匹配。

例如,假设您的前端总线是 800MHz。您正在考虑升级内存。您阅读了主板随附的手册,发现对于 800MHz FSB,您可以使用 400MHz 的 PC3200 DDR1 RAM、333MHz 的 PC2700 DDR1 RAM 或 266MHZ 的 PC2100 DDR1 RAM。

 

主板内存配置(摘自手册)
前端总线存储器

 

所以,您会看到 400MHz 的 PC3200 DDR1。这是总线速度的最佳匹配。如果您不知道此信息,那么您可能购买了运行速度较低的 333MHz。因此,内存可以工作,但速度可能不是最好的。

您总是想以最快的速度买到最好的产品。如果您在 1500MB/s 和 300MB/s SATA 磁盘之间做出选择,您会选择哪个?当然是 300MB/s 磁盘。

那么,为什么您的内存配置会有所不同?请记住这一点。

与图形适配器相同。如果到图形端口的总线是 x16 的 PCIe,那么这就是您想要购买的。

二、Intel® Core™2 Duo Processor T8300 3M Cache, 2.40 GHz, 800 MHz FSB

 





https://www.intel.com/content/www/us/en/products/sku/33099/intel-core2-duo-processor-t8300-3m-cache-2-40-ghz-800-mhz-fsb/specifications.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Front-side_bus

Product Collection
Legacy Intel® Core™ Processors
Vertical Segment
Mobile
Processor Number 
T8300
Lithography 
45 nm

Performance Specifications

Total Cores 
2
Processor Base Frequency 
2.40 GHz
Cache 
3 MB L2 Cache
Bus Speed 
800 MHz
FSB Parity 
No
TDP 
35 W
VID Voltage Range 
1.000V-1.250V

Supplemental Information

Marketing Status
Discontinued
Launch Date 
Q1'08
Servicing Status 
End of Servicing Updates
Embedded Options Available 
No

Package Specifications

Sockets Supported 
PGA478, BGA479
TJUNCTION 
105°C
Package Size
35mm x 35mm
Processing Die Size
107 mm2
# of Processing Die Transistors
410 million

Advanced Technologies

Intel® Turbo Boost Technology  
No
Intel® Hyper-Threading Technology  
No
Intel® Virtualization Technology (VT-x)  
Yes
Intel® 64  
Yes
Instruction Set 
64-bit
Idle States 
Yes
Enhanced Intel SpeedStep® Technology 
Yes
Intel® Demand Based Switching 
No

Security & Reliability

Intel® Trusted Execution Technology  
No
Execute Disable Bit  
Yes
posted @ 2023-04-14 09:13  jinzi  阅读(12)  评论(0编辑  收藏  举报