Hypertransport magistralė

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 y 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 la aikrodžio 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 d

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 ši ias 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 te

echnologija 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 g

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. Š

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]

Leave a Comment