設計目的
提供比現有技術高得多的頻寬
使用低延時回響和較少的引腳數
在保持與傳統電腦匯流排的兼容性的同時,可以擴展到新的SNA(系統網路架構)匯流排
HyperTransport技術由AMD和眾多行業合作夥伴共同開發而成,由HyperTransport技術聯盟(一家位於
德克薩斯的非盈利性企業)管理和發放許可。如需查看關於HyperTransport的全部規格和更多信息。
HyperTransport
雙向傳輸匯流排技術,相對於過去的PCI匯流排設計而言,Hyper Transport技術從根本上有了顯著的提高。從單純的數據比較來看,Hyper Transport在
數據傳輸率上達到了驚人的12.8GB/s,這個數值相比Intel最新3GIO技術的最初理論傳輸率高出了很多(3GIO早期產品的
頻寬設計為2.5GB/s,遠景規劃為10GB/s)。同PCI匯流排而言,HyperTransport的數據傳輸率高出了整整96倍以上
HyperTransport最初是AMD在1999年提出的一種
匯流排技術,隨著AMD64位平台的發布和推廣,HyperTransport套用越來越廣泛,也越來越被人們所熟知。
特色
HyperTransport是一種為主機板上的積體電路互連而設計的端到端
匯流排技術,它可以在
記憶體控制器、磁碟控制器以及PCI匯流排控制器之間提供更高的數據傳輸頻寬。HyperTransport採用類似DDR的工作方式,在400MHz
工作頻率下,相當於800MHz的傳輸頻率。此外HyperTransport是在同一個匯流排中模擬出兩個獨立數據鏈進行點對點數據
雙向傳輸,因此理論上最大傳輸速率可以視為翻倍,具有4、8、16及32位頻寬的高速序列連線功能。在400MHz下,雙向4bit模式的
匯流排頻寬為0.8GB/sec,雙向8bit模式的匯流排頻寬為1.6GB/sec;800MHz下,雙向8bit模式的匯流排頻寬為3.2GB/sec,雙向16bit模式的匯流排頻寬為6.4GB/sec,雙向32bit模式的匯流排頻寬為12.8GB/sec。以400MHz下,雙向4bit模式為例,
頻寬計算方法為400MHz×2×2×4bit÷8=0.8GB/sec。
HyperTransport還有一大特色,就是當數據位寬並非32bit時,可以分批傳輸數據來達到與32bit相同的效果。例如16bit的數據就可以分兩批傳輸,8bit的數據就可以分四批傳輸,這種數據分包傳輸的方法,給了HyperTransport在套用上更大的彈性空間。
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,數據傳輸頻寬由每通道1.6Gb/sec提升到了2.0GB/sec、2.4Gb/sec和2.8GB/sec,最大頻寬由原來的12.8Gb/sec提升到了22.4GB/sec。
2006年4月24日,從規格上來看,HyperTransport 3.0並不屬於全新的
匯流排技術,它只是在HyperTransport 2.0的基礎之上做了最佳化,並加入了幾項新技術。
首先是性能更高,傳輸頻寬更大。HyperTransport 3.0標準有1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz和2.6GHz四種物理
工作頻率,並可支持32bit通道匯流排,在最高級的2.6GHz頻率下,32位HyperTransport 3.0匯流排擁有20.8GB/sec的單向傳輸效能,若考慮
雙向傳輸,總頻寬值將達到史無前例的41.6GB/sec。即便在常規的16bit通道模式下,HyperTransport 3.0匯流排也將擁有20.8GB/sec的總頻寬
其次,從1.0到2.0,HyperTransport除了工作頻率提升外,其他方面的規格變化並不大,但新發布的HyperTransport 3.0則並非僅僅是如此。HyperTransport 3.0是專為AMD的未來
計算平台而設計,除了性能大幅度提升外,HyperTransport 3.0還帶來許多革命性的新特性,如跨系統連線、匯流排的自適應配置、熱拔插支持、更先進的電源動態管理機制,並且還支持HTX接口以及遠程信號傳輸等等。
當HyperTransport套用於
記憶體控制器時,其實也就類似於傳統的前端匯流排(FSB,Front Side Bus),因此對於將HyperTransport技術用於記憶體控制器的CPU來說,其HyperTransport的頻率也就相當於前端匯流排的頻率。
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誕生
Intel從82810
晶片組開始,創造了自己的Hub Link技術來連線
南北橋晶片,使得當時810晶片組成為最能發揮Ultra DMA66傳輸性能的晶片組。因為Intel的授權費用高昂,所以很多的台灣晶片組廠商為了不向Intel取得Hub Link (8bit,133Mhz,266MB/Sec)技術授權。為了彌補在性能上可能產生的劣勢,晶片組廠商都開發自己的技術來解決這一問題。例如VIA開發了V-Link(32bit,66Mhz,266MB/Sec),SIS也開發了他們自己的DPI(Dedicated Pci to Ide bus,266MB/Sec)或者是最新的Multi-threaded IO Link(1.2GB/Sec)。
AMD也同樣針對自己的CPU設計有支持的
晶片組,他們同樣必須面對如何連線
南北橋才能更好的發揮Ultra DMA 66/100的效能問題。AMD的技術絕對可以達到這個水平,但是AMD的目的是不想開發獨自一家的
晶片組技術,而是想制訂出一種能適用於各種高速度晶片組之間的傳輸界面,這就是LDT (Lightning Data Transport),2001年2月改名為HyperTransport。
發展
HyperTransport的前身稱為LDT,最早在99年的MicroProcessor Forum就提出了這個高速傳輸接口界面,當時是同"SiedgeHammer" CPU一同提出的。不過當時的LDT技術幾乎就只能說純粹是個想法而已,一直到2000年5月份的時候,才正式推出了它的1.0版,有了運行規格,但當時沒有完成任何電氣規格方面的設計,完善了電氣規格方面的制定(1。01C版本,需要通過AMD的授權才能正式獲得。)
在2000 WinHEC上,AMD再次將LDT技術搬上講壇,據說當時有1500個廠商代表出席參加,整個會場爆滿。然後開始有了HyperTransport的技術白皮書。之後的2000年6月Platform 2000技術會議上AMD再次將LDT技術,擺上桌面。人們一次次接觸到這項新技術,越發感興趣,加上優秀的性能,很大程度上促進了HyperTransport技術的發展。
技術概要
HyperTransport除了可以將晶片間數據的高速傳輸之外,它還具有"封包傳輸技術(Packet-Based)"、"雙條單向數據流及點對點的數據連線方式"、"彈性數據頻寬"等。使用HyperTransport自然是有它的道理的,它可以改善系統數據傳輸的瓶頸,可以為系統設計人員製造更高效能的系統設備提供基礎,完完全全的加快整個系統性能運行效能,好處可以說是接踵而來。HyperTransport到底有多快呢?峰值可以達到6.4GB/Sec,就Hub Link、V-Link,DPI等技術來看,HyperTransport是他們的24倍,對於32bit、33.33Mhz的PCI相比,是PCI的48倍。看到這裡我想你已經很明白我們為什麼要HyperTransport技術啦!
那些設備可能要用到HyperTransport技術
既然HyperTransport技術帶來性能的提升如此之高,那么那些系統會需要高速數據交流和高速
晶片組呢?
4、 伺服器
除了這些設備,本人覺得還不完善。在個人的設備和家庭設備上也完全可以使用。未來的手持通訊設備、家庭計算機網路設備等,都是HyperTransport技術可以完全發揮作用的地方。
HyperTransport技術對於網路傳輸方面的性能提高
網路設計簡直就是為了自身伺服器能力的高效時代,所有的設備都需要高檔。就連Intel方面的Pentium 4都自稱"NetBurst"運算構架,特彆強調對於網路方面有性能的提高。同樣在AMD方面也有HyperTransport的數據處理技術,也是同樣大力宣傳對網路系統可以帶來非常之大的宣傳。因為環境是這樣,只有這樣才能吸引人。HyperTransport對與網路方面的幫助,主要在於
電腦系統同
網路設備同時才用HyperTransport技術時,才可能得到非常高效的性能提高。其中包括
WEB伺服器使用的HyperTransport、寬頻網路數據設備的HyperTransport、TCP-IP
交換機使用的HyperTransport、
防火牆使用的HyperTransport、
工作站使用的HyperTransport、列印系統使用的HyperTransport、桌面電腦使用的HyperTransport等等。所有的
硬體系統都用上HyperTransport的技術,自然而然
網路速度方面也會有一個飛越。
技術合作
HyperTransport不僅僅對電腦效能方面有幫助,在
網路設備和通訊設備方面都有很高的性能提高。對於提出這一技術的AMD自身來說,至少有兩個地方可以使用到HyperTransport:
AMD的晶片組
在過去的年代裡南北橋晶片組以33bit、33MHz的PCI界面連線,但是隨著UDMA 66/100的傳輸技術出現後,不足以應付這些資料的傳輸速度。HyperTransport出現後,完全可以取代PCI,而且足以應付PCI-X、66.66MHz PCI都游仞有餘。
AMD的多處理器架構
從Athlon開始就可以支持多處理器運行的架構,但是AMD使用的EV6匯排流匯流排似乎難以應付大容量數據的處理,為了未來的K8或者更強大的處理器多顆並行使用的時候,如果使用HyperTransport接口來做數據資料的傳輸,你可以想像
頻寬所帶來的性能提高。
其他更多的廠商
其實在其它系統上有100多家的廠商和AMD在共同研究、討論和推廣HyperTransport。其中有代表性的為一下幾家:
Sis晶片組、顯示晶片、其它晶片
Ali晶片組、其它晶片
AMP 網路連線器和接外掛程式
Broadcom 寬頻網路控制晶片
Phoenix BIOS、硬體底層程式
Fujitsu PC個人機、雷射印表機、MO、硬碟
TYAN主機板、PC個人機
Ati晶片組、顯示晶片、多媒體晶片
ALTERA 邏輯程控晶片
HyperTransport的運行規格
HyperTransport最吸引人的地方在那裡,就是在於那6.4GB的高速傳輸速度。HyperTransport是由兩條點對點的單向數據傳輸路徑組成(一條為輸入、一條為輸出)。兩條單向傳輸路徑的數據
頻寬是可以根據數據量的大小而彈性改變,最低的有2bit,可以調節為4bit、8bit、16bit、32bit,HyperTransport的運行在400MHZ的
時鐘頻率下,但是使用的是DDR SDRAM相同的雙鐘頻觸發技術,所以在400MHZ的額定頻率下,其實是相當與工作在800MHZ的效能,正是如此每個數據的資料傳輸路徑最高可以有800Mb/Sec。如果這樣來計算,當輸入輸出的資料輸出路徑都設定到最高的32bit時,然後以全速度400MHz DDR(相當於800MHZ)的時鐘頻率運行,這時數據最高的傳輸率就出現了---6.4GB/Sec。但是當傳輸的數據路徑的數據寬度降低為非32bit,那么傳輸數據的速度也自然下降。不過HyperTransport還有一大特色就是當數據資料寬度為非32bit (4byte)時,可以分批傳輸數據來達到32bit相同的效果,比如說16bit的數據就分兩批傳輸,在使用8bit數據時就分4批傳送,這種分包傳輸數據的方法,給了HyperTransport更大的彈性空間,最小4byte,最大64byte。對於資料快速傳輸帶來了很大的形式上的改良,提高了系統數據處理性能。
速度比較
接口界面 峰值資料傳輸速度
PCI(32bit 33.33MHz) 132MB/Sec
PCI(64bit 66.66MHz) 528MB/Sec
PCI-X 1GB/Sec
InifiBand 4GB/Sec
HyperTransport 6.4GB/Sec
HyperTransport的電氣規格
HyperTransport採用的是所謂的差動式數據傳輸,這於Ultra SCSI/2 LVD或者USB數據傳輸方式是相同的,既每個bit都是用兩條傳輸線的電壓之間的差異來傳輸數位訊號,當A線路的電壓電位高於B線路時,看做"1",反之為"0"。高速數據傳輸的特點通常是要使用非常之低的運行電壓,對於HyperTransport來說這點也是十分正確的。HyperTransport的運行電壓為1.2V,電壓可以接受的差異標準是正負5%(差異600mV),換句話說來說就是在1.26-1.14V之間都是可以接受正確邏輯傳輸信號,這是針對信息傳送方面的定義,在數據接收方面則為200mV的電壓差異。可見HyperTransport傳輸的偏差允許還是比較大的。同SCSI和IDE的規範相同,HyperTransport也需要在傳輸路徑中要有終端電阻,但是只要100
歐姆的電阻即可,大大減低了電阻的成本。而且在採用HyperTransport的主機板上,只要設計的線路不要超過24英寸,就能保證先前提到的800Mbit/Sec的數據傳輸率。
取代領域
AMD決定用HyperTransport用在自家的
晶片組上來取代使用已久的PCI。既然如此應該有超越PCI的地方,對此AMD做了專門的解釋。我們都是知道HyperTransport是每一個數據有是有2個資料線路來傳輸數據的,也就是說每bit就擁有2條傳輸資料的線路,給出了各種信號的線路,大家自己相加一下就知道可以使用多少線路。當8bit的HyperTransport就有55條線路,與32bit 33.33MHz的PCI相比使用了更少的線路,可以8bit的HyperTransport確有1.6GB/Sec的數據傳輸能力,這就已經是PCI的12倍了。HyperTransport使用的線路比PCI要少很多,也就是說功耗方面會更節約。效能高又省電是取代PCI系統的最大吸引力所在。
北橋依然使用EV6而和南橋和PCI等設備的連線完全採用效能高的HyperTransport
現狀
除了可以使用在AMD的
晶片組里和CPU上之外,還有那些廠商會採用HyperTransport??我們打聽的到訊息只有Nvidia準備使用在自己開發的
南橋晶片上,如果可以配合上2001年2月AMD宣布突出的北橋晶片的HyperTransport技術,那樣就可以一統原來PCI的天下,
南北橋晶片完全具有全套高速的運行環境,那時真正的天下無敵,Hub Link、V-Link、DPI都被遠遠的甩在後面。Broadcom和SnadCraft也已經宣布會在自己的產品中加入HyperTransport技術,而ALTERA公司在2001年第一季度都已經推出了符合HyperTransport標準的FPGA的可程式邏輯晶片。這一切太喜人了!
總結
HyperTransport只是用在電路基板上的技術,所以不會以擴展卡的形式出現,所以根本不會影響到PCI-X、Inifiband(用於系統外接設備的高速傳輸接口技術),而且HyperTransport只會老老實實的存在於系統內部,也不太可能用在數據存儲設備上,所以其它的行業沒有必要為此技術的產生而在恐慌什麼。
HyperTransport帶來的性能提升是可以肯定的,因為HyperTransport還沒有完全的完善起來,一但成熟以後,這項技術將會是開放式的,由此可見它未來的前景是多么的光明。HyperTransport在未來的日子不但會給很多開發設計商帶來新的開發資源,也為用戶提供了更快速的產品。開放式技術的還有一個優點就是價格是不計算在成本之內,那時我們拿到的HyperTransport的產品都是低廉的。我們不得不讚嘆這些無私的數字英雄們。