1. Įvadas
Kaip tikro gyvenimo kopija, magistralės kompiuteriuose yra viena labiausiai ignoruojama technologija, kai taip neturėtu būti. Pavyzdžiui žmonės perka Ferarri tam kad nuvažiuotu iki vietinio prekybos centro, ši situacija gali būti taikoma ir kompiuteriu pasaulyje.
Tu gali turėti greičiausią procesorių pasaulyje, kuris gali apdoroti daugiau duomenų nei bet kuris procesorius buvęs prieš tai, bet jei infrastruktūra negali susidoroti tada tu papuolei į Ferrari situaciją – daug galios ir nepakankamai kelio ją panaudoti.
Platesnės ir greitesnės magistralės galėtu būti išeitis, bet lengva kalbėti, nes bet tokio sprendimo įgivendinimas veda prie daugybę faktorių, kurie yra svarstomi pavyzdžiui tokie kaip ekonomiškumas, ir produkcijos suderinamumas. Hypertransport konsorciumas turi pasvarstyti šiuos faktorius prieš gaminant technologiją kuri bus neatskiriama dalis Athlon 64 procesoriaus
2. Apie magistrales
Kompiuterių magistralės gali būti palyginamos su įprasta kelių sistema. Jų plotis turi įtakos duomenų kiekiui kurį gali perduoti vienu metu, panašiai kaip juostos magistalėje. Liūdna bet kaip ir tikrame gyvenime, niekada neužtenka juostų ir šios problemos sprendimas naujų juostų gamybos keliu, ar didinant magistralės dažnių plotį yra ne visada išeitis. Dažnių juostos plotis yra laiko kiekis duotas perduoti kažkokį duomenų kiekį per vieną operaciją ar laikrodžio ciklą ir jis atvirkščiai proporcingas laikui. Duomenų greitis kinta, pavyzdžiui Interneto ryšio greitis gali būti 100 MB/sec, kai duomenų greitis tarp 875P šiaurinio tilto kontrolerio ir RAM’o yra 6,6 GB/sec.
Dažniausiai magistralės susideda iš dviejų laidų rinkinių (dažniausiai vadinamų linijomis). Vienas rinkinys vadinamas kontrolinemis linijomis, kitas siunčia duomenis. Konrolinės linijos nešioja komandas, tokias kaip skaitymo užklausa, atpažinimo ir nurodymai kokio tipo duomenys yra siunčiami. Duomenų linijos perneša duomenis. Hypertransportas, vis dėlto, nenaudoja dviejų linijų, vietoj to jis naudoja supakuotus duomenis (paketus), tai reiškia kad visi konroliavimo komandos ir duomenys keliauja tuo pačiu laidų rinkiniu.
Magistralės skirstomos į dvi principines grupes, sinchronines ir asinchronines. Skirtumas tarp šių dviejų magistralių grupių yar svarbus, todėl kad skiriasi pagrindinis sistemos našumo rodiklis, jų dažnis priklauso nuo pasirinkimo ar tai sinchroninė, ar asinchroninė magistralė.
Pati svarbiausia kompiuterio magistralė yra sinchroninė, kuri yra susieta su dažniu. To dažnio dydis yra givybiškai svarbus magistralės našumui, kadangi siuntimai gali vykti tik suderinti su dažniu.
Gal jūs jau priėjote išvados, kad jei magistralė yra plati ir dirba sichronizuotai su didelių dažniu, tai jūs jau turite puikią magistralę
Athlon 64 procesoriui? Tiesa, bet įgyvendinti šias idėjas yra labai sunku ir turi būti priimti kompromisai, kad produktas būtu priimtinas savo kaina ir gamybos iyvendinamumu, suderinamumu. Kaip daugelyje dalykų kompiuterių pasaulyje, daugelis žino kaip gaminti gerą produktą, bet tai darydami jie pakeknkia sau. Taigi tada jie priima kompromisus, apkarpo kampus, kad gautų produktą kuris būtų pelningas ir funkcionalus. Hypertransportas daro tai daugybę būdų kurių rezultatas greita ir lengvai įgivendinama magistralė.
3. Kas yra Hypertransport
Hypertranport technologija (HT) anksčiau žinoma kaip žaibiška duomenų perdavimo (Lightning data transport – LTD) yra dvikryptė nuosekli/lygiagreti didelio greičio, mažo vėlinimo kompiuterio duomenų magistralė. Ši technologija turi savo Hyper transporto konsorciumą kuris atsakingas už jos tobulinimą ir vystymą.
Iš pradžių tai buvo būdas konvertuoti Intel procesorių I/O
instrukcijas, ryšio linijos aktyvumą, ir duomenų paketus į sudėtinius komandų paketus, instrukcijas, ir duomenis kad persiūsti tuos paketus į gaunančios magistralės sąsają, ir konvertuoti viską atgal į standartinį
Intelio formatą, su labai mažais nuostoliais. Ši atkurta kombinacija yra jungiama prie kai kurių I/O portų loginės konstrukcijos arba Intelio PCI
magistralės formato tolimesniam naudojimui. Nepamirškime PCI magistralės
AGP varianto, kuris yra taip pat palaikomas.
Pagal savo konstrukciją Hypertransport išlaiko nepaprasta panašumą klasikinėms Intelio sąsajos struktūros idėjoms.
Intel procesoriai rašo duoemenis “kažkur” pagal pirmą esančią adreso informaciją (apgaudinėja su valdymo grandinėmis) esančią sąsajoje ir tada sąsajoje esantys duomenys (didesnis apgaudinėjimas) todėl sudėtinės sąsajos magistralės turinys yra padalinamas į atskirus adresų ir duomenų blokus viduje pririšto buferio, prijungto ten taip pat.
Dauguma atvejų I/O portai, įskaitant vaizdo kortos sąsają – veikia taip pat kaip Hypertransport magistralė. Video 1,2,4 ar kitokio pločio atminties blokai, kurie parodo buferio sąsają su video posisteme, yra fed komandomis, adresais, ir duomenimis. Taigi galima sakyti kad Hypertransportas atsirado iš klasikinio Intelio sąsajos.
Jus galite pamatyti kodėl atidžiai suprojektuota magistralė, kuri atkartoja Intelio magistarlės loginę algseną, gali būti labai efektyvi. Paketų generavimas gali būti vykdomas kol kiekvienas žingsnis porcese yra atliekamas.
4. Hypertransport magistralė
Hyperttransport yra apibrėžiamas kaip pora dvikrypčių kelių, kiekvienas prasideta su jungties siuntimu ir baigiasi su jungties gavimu.
Hypertransprot technologija palaiko automatiškai nustatoma greičio magistralę kurios plotis gali būti nuo 2-bitų (dvikryptė nuosekli, po 1
bitą abiejomis kryptimis) iki 32-bitų (16 abiejomis krytimis).
✓ Hypertransport technologijos magistralės naudoja dvi nevienakryptes, taškas į tašką linijas
➢ Linijos gali būti 2, 4, 8, 16 ar 32 bitų pločio kiekviena kryptimi
➢ Hypertransport linijos palaiko laidumą nuo 1,6 GB/sec kai greitis 800
MHz
▪ Pvz. 4 bitai duoda 1,6 GB/sec laidumą kiekviena kryptimi.
▪ Pvz. 8 bitai duoda 3,2 GB/sec laidumą kiekviena kryptimi.
▪ Pvz. 16 bitai duoda 6,4 GB/sec laidumą kiekviena kryptimi.
▪ Pvz. 32 bitai duoda 12,8 GB/sec laidumą kiekviena kryptimi.
✓ Paketai yra sudaryti iš 4 bitų.
✓ Komandos, adresai ir duomenys kelaiuja tomis pačiomis linijomis.
Hypertransport greitis nuo 200-1400 MHz (palyginkite su PCI kurios greitis 33 arba 66 MHz). Ji taip pat yra DDR (Double Date Rate) magistralė, tai reškia kad ji siunčia duomenis kylančia ir krintančia linijomis 1400
MHz greičiu. Tai leidžia pasiekti maksimalų 2800 Mhz greitį. Dažnis yra sureguliuojamas automatškai. Taigi pilnai apkrauta ir veikianti visu greičiu 32-bitų magistralė gali pasiekti 22440 MB/sec perdavimo greitį, kuris yra žymiai didesnis nei dabar egzistuojantys standartai
Kai projektuojama magistralė, jos suderinamumas yra vienas svarbiausių faktorių jos gyvenimo trukmei. Hyperttransport magistralėgali keisti abu parametrus, tai dažnis ir plotis. Kaip minėta jos plotis gali būti 2,4,8,16
ar 32 kartu su galimybe sudaryti tokią Hypertransport sistemą, kur pagrindinė dalis veikia sakykim 400 MHz, o kitos 800 MHz. Įvairių pločių magistalės gali būti maišomos tarpusavyje bendram taikymui, kas leidžia turėti greitą magistralę tarp pagrindinės atminties ir procesoriaus, ir mažesnio greičio magistralę tarp periferinių įrenginių. Ši technologija turi žymiai mažesnį vėlinimą nei kiti technologiniai sprendimai. Tai galima padaryti be irenginių bei tvarkyklių kuriuos palaikytų integruoti kontroleriai. Hypertransportas gali palaikyti 32 įrenginius ir gali būti iki 75 centimetrų ilgio.
Taigi galime palyginti su kita populiaria magistrale, sakykim PCI. Ji buvo labai populiari seniau, ir dabar jau laikoma pasenus. Nepaisant to dažniausiai ji veikia 33 MHz o jos plotis 32 bitai. Tai visas magistralės greitis, naudojant tą pačią formulę kaip ir viršuje, išskyrus dauginimą iš dviejų dėl to kad nepalaiko DDR, bus 132 MB/sec. Pati siauriausia
Hypertransport magistralė Athlohn 64 sistemoje yra 2 bitų ir veikia 800 MHz greičiu, taigi rezultate gauname 400 MB/sec, ir ji yra tris kartus greitesnė už PCI magistralę.
5. Hypertransport paketai
Magistralėje duomenys keliauja paketais. Hypertransport technologijos pagrindas paketai, kur kiekvienas paketas visada susideda iš serijos 32-
bitų žodžių, nepaisant fizinio magistralės pločio. Pirmasis žodis pakete visada būna komandinis žodis. Jei paketas turi adresą, tai paskutiniai 8
bitai komandinio žodžio yra sujungiami su sekančiu žodžiu kad gauti 40-bitų adresą. Likę 32-bitų žodžiai pakete yra duomenys. Siunčiant jie yra visada išpučiami iki 32-bitų sudėties, nepaisant jų tikro ilgio. Hypestransport revizija 1.05 turi savybę leidžiančią idėti iš anksto apgalvotą papildomą
32-bitų kontrolinį paketą kai 64-bitų adresavimas reikalingas.
Hypertransporto paketai išsiunčiami į magistralę segmentais žinomais kaip bitų laikai. Kiek bitų laukų galime išsiūsti priklauso nuo magistralės pločio. Hypertransport magistralę galima naudoti generuojant sistemos valdymo žinutes, pertraukties signalus, sprendžiant porblemas su gretimais irenginiais ar procesoriais, ir pagrinde I/O ir duomenų operacijas.
Paprastai yra dvi skirtingos rašymo operacijų rūšys kuriosgali būti naudojamos posted ir non-posted. Posted rašymai yra tokie kurie nereikalauja atsakymo iš gavėjo. Tai dažniausiai naudojama didelio greičio įrenginuose tokiuose kaip UMA srautams arba DMA siuntimams. Non-posted rašymai reikalauja atsakymo iš gavėjo, kad rašymas baigtas. Skaitymai reikalauja iš gavėjo sugeneruoti skaitymo atsakymą.
6. Hypertransport tuneliai
Anksčiau mes nagrinėjome Hypertransport magistralės našumą ir lyginome ją su PCI magistrale. Nors jei ir aišku kuri greitesnė, AMD ir kiti
Hypertransporto konsorciumo nariai žino kad jie negali iš karto pakeisti magistralės, kuri buvo populiari visą dešimtmetį, todėl kad atitolę nuo technologijų vartotojai tik sulėtins Hypertransporto ir technologijų kurios jas naudoja, pvz. Athlon 64, plėtimąsi. Todėl Hypertransport turi pilną programinės įrangos suderinamumą su PCI magistrale ir naudoja tunelius kad galima būti suderintai su kitomis populiariomis magistralėmis, tokiomis kaip AGP, PCI-X ir Gygabyte Ethernet ir daugeli kitų.Tuneliai yra angos įdiegtos kad perduotų patį kelią. Manau kad MIDI sąsaja, kuri yra labai sena, bet panašios konstrukcijos.
Hypertransportas nedaro jokios įtakos kodo vykdymui procesoriuje ir portams kurie gražina duoimenis, komandas, pertrauktis pavyzdžiui udma kontroleriams viduje IDE ar SCSI kietųjų diskų kontrolerių. Beveik kiekviena posistemė veikia tokiu būdu – su verta dėmesio išimtimi garsiojo
IBM EGA vaizdo adapterio.
7. Energijos taupymas
Hypertranspor technologija labai palengvina energijos taupymą, kadangi ji lengvai palaiko C-būsenos specifines žinutes įvairioms architektūroms. Energijos taupymo žinutės yra perduodamos per sistemos valdymo paketus. Specifinėms C-būsenos žinutėms Hypertransport specifikacija leidžia naudoti signalus tokius kaip HTStop signalą. Tai leidžia Hypertransport kontroleriams atjungti įrenginius Hypertransport grandinėje kai procesorius įeina į C3/C4 miego būseną, ar į kitą būseną kuri reikalauja magistralės atjungimo. Šie signalai dažniausiai kontroliuojami įrenginio Hypertransport grandinėje kuris yra atsakingas už
C-būsenos inicijavimą .
Hypertransport naudoja diferiancialinį signalizavimą, metodą kuris pagal apibrėžimą reikalauja dviejų linijų. Kiekvieno signalo rezultatas yra skirtumas tarp signalų kievienoje linijoje. Žemo įtampos diferencialo siglalizavimas (Low Voltage Differential Signalling arba LVDS) tai nėra nauja technologija, ji jau buvo naudojama SCSI magistralėse daugelį metų.
Hypertransporto schema naudoja įrodytą magistralių konstrukcijos technologiją – žemas įtampos diferencialas signalizuojamas į mažo pasipriešinimo fizines linijas. Magistralės sąsaja gali būti konvertuota į optinio pluošto liniją, pridedant paprastas logines konstrukcijas, leidžiančias duomenų judėjimą per labai triukšmingas arba neapsaugotas vietas labai dideliame narve ar net atskirose dėžėse.
Privalumai susiję su LVDS yra daugiausia patikimumas o ne našumas, singnalų šokinėjimo rizika, trukdžiai viskas buvo pašalinta.
Hypertransportas naudoja naujesnę versiją šio signalizavimo, kuris naudoja žemesnę įtampą todėl, kad ateityje aprūpintų palaikymą branduolio ir procesoriaus įtampos mažėjančioms rekšmėms, kas užtikrina mažesnius elektros energijos reikalavimus, ir mažesnę kainą, kas yra labai svarbu paslankioje rinkoje. AMD mano kad Hypertransport technologija bus populiari ateinančius 7 – 10 metų.
8. Hypertransport taikymas
Hypertransportas nėra technologija kuri buvo išrasta AMD kompanijos, kad naudoti su naujais Opteron ar Athlon 64 procesoriais. Hypertransporto konsorciumas, kur AMD yra narys, plėtoja šią magistralę, kurią galima suderinti su daugybę įdiegiamų įrenginių ir tinklo prietaisų tokių kaip switcheriai ir routeriai. Hypertransportas jau buvo naudojamas Opteron serveriuose, kurie buvo išleisti šešiais mėnesiais anksčiau nei pasirodė
Athlon64, ir parodė gerus rezultatus.
Ši technologija naudojama tokių kompanijų kaip AMD ir Transmeta x86
tipo procesoriuose, kompanijų PMC-Sierra ir Broadcom – MIPS
mikroprocesoriuose, NVIDIA, VIA, SiS, Uli/Ali ir AMD personalinių kompiuterių chipsetuose, Apple Computers ir HP staliniuose ir nešiojamuose kompiuteriose, HP, Sun, IBM ir lWill serveriuose, Cray superkompiuteriuose, ir Cisco Systems routeriuose.
Bendrai ši technologija naudojama o Routeriuose o Tinklo šakotuvuose o Tinklo skirstytuvuose o Serveriuose o Darbo stotims o Staliniuose ir nešiojamuose kompiuteriuose o Mobiliuose-rankiniuose įrenginiuose o Žaidimų konsolėse o Iterpiamuose sistemuose
9. Naujienos
HyperTransport 2.0 aprašo tris naujas duomenų magistrales: 2,0, 2,4 ir
2,8 mlrd. operacijų per sekundę, dirbant 1,0GHz ir 1,4GHz taktiniu dažniu ir praleidimo sparta iki 24,4Gb/s(21,8Gb/s veikia pirmykštis standartas).
Palyginimui HyperTransport 1.0 dirbo 800MHz taktiniu dažniu. Duomenų magistralės 2.0 versijos plotis liko nepakeistas. Kaip ir visuomet duomenų magistralėje yra: 2-, 4-, 8-, 16- ir 32-bitų plotis. Apie elektroninius duomenų magistralės pakeitimus kol kas yra žinoma labai mažai. Tačiau informacijos šaltiniai praneša, kad įvyko mažareikšmiški pasikeitimai. Taip pat yra žinoma, kad duomenų magistralė 2.0 gali palaikyti PCI Express duomenų magistralės host-controller, tai turėtu suteikti naujam standartui daugiau lankstumo. Numatoma, kad HyperTransport 2.0 turėtų pasirodyti 2004
metais antroje pusėje.
AMD Athlon 64FX ir Athlon 64 su Socket 939, taip pat palaikantys jų čipsėtus, kovo pabaigoje pereis prie HyperTransport 1GHz duomenų magistralės. Informacijos laidumas iki 8GB/s. Buvusio varianto laidumas siekė iki 6.4GB/s. Sprendimas pereiti prie daug greitesnės duomenų magistralės siejama su būtiniu didesnės sparčios grafinės duomenų magistralės PCI Express x16 palaikymu. HyperTransport 2.0 specifikacijoje yra pažymėtas PCI Express x16 suderinimas
10. Išvados
Pagrindinis Hypertransport magistralės principas labai paprastas. Mes turime šeiminika, kuris Athlon 64 atveju yra pats procesorius, pačią ir bet kokį I/O kanalą, pavyzdžiui PCI.
Naudodami siaurą bet didelio greičio magistralę mes pastebėjome privalumus, tokius kaip lengvas maršrutizavimas, nedidelis enregijos sunaudojimas, lengvas suderinamumas. Dabar turbūt svarbiausia AMD problema yra ta, kad pagrindinių plokščių gamintojai turėtu parengę naujas plokštes, kurios palikytų naują procesorių, kai tik jis išeis. Ir atrodo kad populiariųjų pagrindinių plokščių gamintojai tam pasiruošę.
Hypertransportas yra universalus įrankis, leidžiantis kitoms magistralėms, tokioms kaip PCI, PCI-X, būti prijungtos per tunelius.
Pagrindinis technologinis skirtumas tarp Operton ir Athlon 64
prcesorių yra skaičius aktyvių Hypertransporto linijų kurios yra naudojamos. Operton sitema turi tris linijas, kurios yra 16 bitų pločio kiekviena ir leidžiančios multiprocesoriaus konfiguraciją. Athlon 64
sistema turi tik vieną kuri nepaliko multiprocesoriaus konfiguracijos.
Athlon 64 irHypertransprt sistemos turi keletą benbrų dalykų. Abi yra numatytos žemoms įdiegimo kainoms, palaiko atsilikusias technologijas ir aprūpintos greičiu ir suderinamumu. Galima sakyti kad jos sukurtos viena kitai.
Turinys
1. Įvadas 1
2. Apie magistrales 1
3. Kas yra Hypertransport 1
4. Hypertransport magistralė 2
5. Hypertransport paketai 3
6. Hypertransport tuneliai 4
7. Energijos taupymas 5
8. Hypertransport taikymas 5
9. Naujienos 6
10. Išvados 6
[pic]
[pic]
[pic]