总线

一、总线发展过程：

早期单总线结构是将CPU、内存和IO设备都挂在总线上，由于IO设备与CPU频率还是有一定差距，为了协调速度，每个IO设备还有相应的控制器与总线连接。但随着CPU频率越来越高，这种结构极大影响了工作效率。

后来由于CPU核心频率的提升，导致内存也跟不上CPU的速度。于是产生了内存频率一致的系统总线，而CPU采用倍频的方式与系统总线进行通信。（倍频：原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样的，但CPU的速度越来越快，倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频 = 外频 x 倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高）

90年代末至20世纪初PC总线结构为南北桥, 它们都是总线控制器。北桥：随着图形化的操作系统、3D游戏和多媒体的发展，使得图形芯片需要跟CPU和内存之间大量交换数据，北桥芯片包含PCI-E控制器和内存控制器，用于协调CPU、内存和高速的图形设备，负责PCI-E设备（如显卡）、内存等高速设备的通讯以及连接，以方便它们之间能够高速地交换数据。而南桥负责USB、SATA等低速设备的连接，与北桥间则同过DMI总线来进行通讯。下图为南北桥结构

现在随着处理器与北桥整合化(如intel酷睿系列)，如今的主板产品中，北桥已经消失，只留下南桥（注意现在的PCH芯片可以认为是以前的南桥，但整合了北桥的一些功能，功能更多，传统的南北桥概念已经消失）。PCH（平台控制器）芯片与CPU不需要交换太多数据，连接采用仍采用DMI总线。

二、总线分类方法

1.总线从传输方式上可以分为两类：并行传输总线和串行传输总线。串行传输因为导线少，线间干扰容易控制，反而可以通过不断提高时钟频率来提高传输速率。现在高速传输都采用串行方式。如USB总线、SATA总线、PCI-E总线（PCI为并行）。

PCI Express 作为目前主流的总线接口，采用了目前业内流行的点对点串行连接，每个设备都具有自己专用的连接接口。这比起曾经的PCI及更早期的计算机采用的共享并行架构来说，PCI- E并不需要向整个总线系统请求带宽可以把总线利用率充分发挥，将数据传输率提高到一个很高的频率，这样可以将带宽提高到前所未有的程度。而且PCI-E总线能够在一个单位周期内实现又向连接和传输，这样使数据的传输质量更高更具有效率。

2.从传输信息的种类总线又可分为数据总线、地址总线和控制总线。