Hypertransport magistralė

1. Įvadas

Kaip tikro gyvenimo kopija, magistralės kompiuteriuose yra vienalabiausiai ignoruojama technologija, kai taip neturėtu būti. Pavyzdžiuižmonės perka Ferarri tam kad nuvažiuotu iki vietinio prekybos centro, šisituacija gali būti taikoma ir kompiuteriu pasaulyje. Tu gali turėtigreičiausią procesorių pasaulyje, kuris gali apdoroti daugiau duomenų neibet kuris procesorius buvęs prieš tai, bet jei infrastruktūra negalisusidoroti tada tu papuolei į Ferrari situaciją – daug galios irnepakankamai kelio ją panaudoti. Platesnės ir greitesnės magistralės galėtubūti išeitis, bet lengva kalbėti, nes bet tokio sprendimo įgivendinimasveda prie daugybę faktorių, kurie yra svarstomi pavyzdžiui tokie kaipekonomiškumas, ir produkcijos suderinamumas. Hypertransport konsorciumasturi pasvarstyti šiuos faktorius prieš gaminant technologiją kuri busneatskiriama dalis Athlon 64 procesoriaus

2. Apie magistrales

Kompiuterių magistralės gali būti palyginamos su įprasta keliųsistema. Jų plotis turi įtakos duomenų kiekiui kurį gali perduoti vienumetu, panašiai kaip juostos magistalėje. Liūdna bet kaip ir tikramegyvenime, niekada neužtenka juostų ir šios problemos sprendimas naujųjuostų gamybos keliu, ar didinant magistralės dažnių plotį yra ne visadaišeitis. Dažnių juostos plotis yra laiko kiekis duotas perduoti kažkokįduomenų kiekį per vieną operaciją ar laikrodžio ciklą ir jis atvirkščiaiproporcingas laikui. Duomenų greitis kinta, pavyzdžiui Interneto ryšiogreitis gali būti 100 MB/sec, kai duomenų greitis tarp 875P šiaurinio tiltokontrolerio ir RAM’o yra 6,6 GB/sec. Dažniausiai magistralės susideda iš dviejų laidų rinkinių(dažniausiai vadinamų linijomis). Vienas rinkinys vadinamas kontrolinemislinijomis, kitas siunčia duomenis. Konrolinės linijos nešioja komandas,tokias kaip skaitymo užklausa, atpažinimo ir nurodymai kokio tipo duomenysyra siunčiami. Duomenų linijos perneša duomenis. Hypertransportas, visdėlto, nenaudoja dviejų linijų, vietoj to jis naudoja supakuotus duomenis

(paketus), tai reiškia kad visi konroliavimo komandos ir duomenys keliaujatuo pačiu laidų rinkiniu. Magistralės skirstomos į dvi principines grupes, sinchronines irasinchronines. Skirtumas tarp šių dviejų magistralių grupių yar svarbus,todėl kad skiriasi pagrindinis sistemos našumo rodiklis, jų dažnispriklauso nuo pasirinkimo ar tai sinchroninė, ar asinchroninė magistralė.Pati svarbiausia kompiuterio magistralė yra sinchroninė, kuri yra susietasu 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 dirbasichronizuotai su didelių dažniu, tai jūs jau turite puikią magistralęAthlon 64 procesoriui? Tiesa, bet įgyvendinti šias idėjas yra labai sunkuir turi būti priimti kompromisai, kad produktas būtu priimtinas savo kainair gamybos iyvendinamumu, suderinamumu. Kaip daugelyje dalykų kompiuteriųpasaulyje, daugelis žino kaip gaminti gerą produktą, bet tai darydami jiepakeknkia sau. Taigi tada jie priima kompromisus, apkarpo kampus, kad gautųproduktą kuris būtų pelningas ir funkcionalus. Hypertransportas daro taidaugybę būdų kurių rezultatas greita ir lengvai įgivendinama magistralė.

3. Kas yra Hypertransport

Hypertranport technologija (HT) anksčiau žinoma kaip žaibiška duomenųperdavimo (Lightning data transport – LTD) yra dvikryptėnuosekli/lygiagreti didelio greičio, mažo vėlinimo kompiuterio duomenųmagistralė. Ši technologija turi savo Hyper transporto konsorciumą kurisatsakingas už jos tobulinimą ir vystymą. Iš pradžių tai buvo būdas konvertuoti Intel procesorių I/Oinstrukcijas, ryšio linijos aktyvumą, ir duomenų paketus į sudėtiniuskomandų paketus, instrukcijas, ir duomenis kad persiūsti tuos paketus įgaunančios magistralės sąsają, ir konvertuoti viską atgal į standartinįIntelio formatą, su labai mažais nuostoliais. Ši atkurta kombinacija yrajungiama prie kai kurių I/O portų loginės konstrukcijos arba Intelio PCI

magistralės formato tolimesniam naudojimui. Nepamirškime PCI magistralėsAGP varianto, kuris yra taip pat palaikomas. Pagal savo konstrukciją Hypertransport išlaiko nepaprasta panašumąklasikinėms Intelio sąsajos struktūros idėjoms. Intel procesoriai rašoduoemenis “kažkur” pagal pirmą esančią adreso informaciją (apgaudinėja suvaldymo grandinėmis) esančią sąsajoje ir tada sąsajoje esantys duomenys(didesnis apgaudinėjimas) todėl sudėtinės sąsajos magistralės turinys yrapadalinamas į atskirus adresų ir duomenų blokus viduje pririšto buferio,prijungto ten taip pat. Dauguma atvejų I/O portai, įskaitant vaizdo kortossąsają – veikia taip pat kaip Hypertransport magistralė. Video 1,2,4 arkitokio pločio atminties blokai, kurie parodo buferio sąsają su videoposisteme, yra fed komandomis, adresais, ir duomenimis. Taigi galima sakytikad Hypertransportas atsirado iš klasikinio Intelio sąsajos. Jus galitepamatyti kodėl atidžiai suprojektuota magistralė, kuri atkartoja Inteliomagistarlės loginę algseną, gali būti labai efektyvi. Paketų generavimasgali 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 greičiomagistralę kurios plotis gali būti nuo 2-bitų (dvikryptė nuosekli, po 1bitą 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 1400MHz greičiu. Tai leidžia pasiekti maksimalų 2800 Mhz greitį. Dažnis yrasureguliuojamas automatškai. Taigi pilnai apkrauta ir veikianti visugreičiu 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 svarbiausiųfaktorių jos gyvenimo trukmei. Hyperttransport magistralėgali keisti abuparametrus, tai dažnis ir plotis. Kaip minėta jos plotis gali būti 2,4,8,16ar 32 kartu su galimybe sudaryti tokią Hypertransport sistemą, kurpagrindinė dalis veikia sakykim 400 MHz, o kitos 800 MHz. Įvairių pločiųmagistalės gali būti maišomos tarpusavyje bendram taikymui, kas leidžiaturėti greitą magistralę tarp pagrindinės atminties ir procesoriaus, irmažesnio greičio magistralę tarp periferinių įrenginių. Ši technologijaturi žymiai mažesnį vėlinimą nei kiti technologiniai sprendimai. Tai galimapadaryti be irenginių bei tvarkyklių kuriuos palaikytų integruotikontroleriai. Hypertransportas gali palaikyti 32 įrenginius ir gali būtiiki 75 centimetrų ilgio. Taigi galime palyginti su kita populiaria magistrale, sakykim PCI. Jibuvo labai populiari seniau, ir dabar jau laikoma pasenus. Nepaisant todažniausiai ji veikia 33 MHz o jos plotis 32 bitai. Tai visas magistralėsgreitis, naudojant tą pačią formulę kaip ir viršuje, išskyrus dauginimą išdviejų dėl to kad nepalaiko DDR, bus 132 MB/sec. Pati siauriausiaHypertransport magistralė Athlohn 64 sistemoje yra 2 bitų ir veikia 800 MHzgreičiu, taigi rezultate gauname 400 MB/sec, ir ji yra tris kartusgreitesnė už PCI magistralę.

5. Hypertransport paketai

Magistralėje duomenys keliauja paketais. Hypertransport technologijospagrindas paketai, kur kiekvienas paketas visada susideda iš serijos 32-bitų žodžių, nepaisant fizinio magistralės pločio. Pirmasis žodis paketevisada būna komandinis žodis. Jei paketas turi adresą, tai paskutiniai 8

bitai komandinio žodžio yra sujungiami su sekančiu žodžiu kad gauti 40-bitųadresą. Likę 32-bitų žodžiai pakete yra duomenys. Siunčiant jie yra visadaišpučiami iki 32-bitų sudėties, nepaisant jų tikro ilgio. Hypestransportrevizija 1.05 turi savybę leidžiančią idėti iš anksto apgalvotą papildomą32-bitų kontrolinį paketą kai 64-bitų adresavimas reikalingas. Hypertransporto paketai išsiunčiami į magistralę segmentais žinomaiskaip bitų laikai. Kiek bitų laukų galime išsiūsti priklauso nuo magistralėspločio. Hypertransport magistralę galima naudoti generuojant sistemosvaldymo žinutes, pertraukties signalus, sprendžiant porblemas su gretimaisirenginiais ar procesoriais, ir pagrinde I/O ir duomenų operacijas.Paprastai yra dvi skirtingos rašymo operacijų rūšys kuriosgali būtinaudojamos posted ir non-posted. Posted rašymai yra tokie kurienereikalauja atsakymo iš gavėjo. Tai dažniausiai naudojama didelio greičioįrenginuose tokiuose kaip UMA srautams arba DMA siuntimams. Non-postedrašymai reikalauja atsakymo iš gavėjo, kad rašymas baigtas. Skaitymaireikalauja iš gavėjo sugeneruoti skaitymo atsakymą.

6. Hypertransport tuneliai

Anksčiau mes nagrinėjome Hypertransport magistralės našumą ir lyginomeją su PCI magistrale. Nors jei ir aišku kuri greitesnė, AMD ir kitiHypertransporto konsorciumo nariai žino kad jie negali iš karto pakeistimagistralės, kuri buvo populiari visą dešimtmetį, todėl kad atitolę nuotechnologijų vartotojai tik sulėtins Hypertransporto ir technologijų kuriosjas naudoja, pvz. Athlon 64, plėtimąsi. Todėl Hypertransport turi pilnąprograminės įrangos suderinamumą su PCI magistrale ir naudoja tunelius kadgalima būti suderintai su kitomis populiariomis magistralėmis, tokiomiskaip AGP, PCI-X ir Gygabyte Ethernet ir daugeli kitų.Tuneliai yra angosįdiegtos kad perduotų patį kelią. Manau kad MIDI sąsaja, kuri yra labaisena, bet panašios konstrukcijos.

Hypertransportas nedaro jokios įtakos kodo vykdymui procesoriuje irportams kurie gražina duoimenis, komandas, pertrauktis pavyzdžiui udma

kontroleriams viduje IDE ar SCSI kietųjų diskų kontrolerių. Beveikkiekviena posistemė veikia tokiu būdu – su verta dėmesio išimtimi garsiojoIBM EGA vaizdo adapterio.

7. Energijos taupymas

Hypertranspor technologija labai palengvina energijos taupymą,kadangi ji lengvai palaiko C-būsenos specifines žinutes įvairiomsarchitektūroms. Energijos taupymo žinutės yra perduodamos per sistemosvaldymo paketus. Specifinėms C-būsenos žinutėms Hypertransportspecifikacija leidžia naudoti signalus tokius kaip HTStop signalą. Taileidžia Hypertransport kontroleriams atjungti įrenginius Hypertransportgrandinėje kai procesorius įeina į C3/C4 miego būseną, ar į kitą būsenąkuri reikalauja magistralės atjungimo. Šie signalai dažniausiaikontroliuojami įrenginio Hypertransport grandinėje kuris yra atsakingas užC-būsenos inicijavimą . Hypertransport naudoja diferiancialinį signalizavimą, metodą kurispagal apibrėžimą reikalauja dviejų linijų. Kiekvieno signalo rezultatas yraskirtumas tarp signalų kievienoje linijoje. Žemo įtampos diferencialosiglalizavimas (Low Voltage Differential Signalling arba LVDS) tai nėranauja technologija, ji jau buvo naudojama SCSI magistralėse daugelį metų. Hypertransporto schema naudoja įrodytą magistralių konstrukcijostechnologiją – žemas įtampos diferencialas signalizuojamas į mažopasipriešinimo fizines linijas. Magistralės sąsaja gali būti konvertuota įoptinio pluošto liniją, pridedant paprastas logines konstrukcijas,leidžiančias duomenų judėjimą per labai triukšmingas arba neapsaugotasvietas 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 naudojažemesnę įtampą todėl, kad ateityje aprūpintų palaikymą branduolio irprocesoriaus įtampos mažėjančioms rekšmėms, kas užtikrina mažesniuselektros energijos reikalavimus, ir mažesnę kainą, kas yra labai svarbupaslankioje rinkoje. AMD mano kad Hypertransport technologija bus populiariateinančius 7 – 10 metų.

8. Hypertransport taikymas

Hypertransportas nėra technologija kuri buvo išrasta AMD kompanijos,

kad naudoti su naujais Opteron ar Athlon 64 procesoriais. Hypertransportokonsorciumas, kur AMD yra narys, plėtoja šią magistralę, kurią galimasuderinti su daugybę įdiegiamų įrenginių ir tinklo prietaisų tokių kaipswitcheriai ir routeriai. Hypertransportas jau buvo naudojamas Opteronserveriuose, kurie buvo išleisti šešiais mėnesiais anksčiau nei pasirodėAthlon64, ir parodė gerus rezultatus. Ši technologija naudojama tokių kompanijų kaip AMD ir Transmeta x86tipo procesoriuose, kompanijų PMC-Sierra ir Broadcom – MIPSmikroprocesoriuose, NVIDIA, VIA, SiS, Uli/Ali ir AMD personaliniųkompiuterių chipsetuose, Apple Computers ir HP staliniuose ir nešiojamuosekompiuteriose, 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 ir2,8 mlrd. operacijų per sekundę, dirbant 1,0GHz ir 1,4GHz taktiniu dažniuir praleidimo sparta iki 24,4Gb/s(21,8Gb/s veikia pirmykštis standartas).Palyginimui HyperTransport 1.0 dirbo 800MHz taktiniu dažniu. Duomenųmagistralės 2.0 versijos plotis liko nepakeistas. Kaip ir visuomet duomenųmagistralėje yra: 2-, 4-, 8-, 16- ir 32-bitų plotis. Apie elektroniniusduomenų magistralės pakeitimus kol kas yra žinoma labai mažai. Tačiauinformacijos šaltiniai praneša, kad įvyko mažareikšmiški pasikeitimai. Taippat yra žinoma, kad duomenų magistralė 2.0 gali palaikyti PCI Expressduomenų magistralės host-controller, tai turėtu suteikti naujam standartuidaugiau lankstumo. Numatoma, kad HyperTransport 2.0 turėtų pasirodyti 2004metais antroje pusėje. AMD Athlon 64FX ir Athlon 64 su Socket 939, taip pat palaikantys jųčipsėtus, kovo pabaigoje pereis prie HyperTransport 1GHz duomenųmagistralės. Informacijos laidumas iki 8GB/s. Buvusio varianto laidumassiekė iki 6.4GB/s. Sprendimas pereiti prie daug greitesnės duomenųmagistralės siejama su būtiniu didesnės sparčios grafinės duomenų

magistralės PCI Express x16 palaikymu. HyperTransport 2.0 specifikacijojeyra pažymėtas PCI Express x16 suderinimas

10. Išvados

Pagrindinis Hypertransport magistralės principas labai paprastas. Mesturime šeiminika, kuris Athlon 64 atveju yra pats procesorius, pačią ir betkokį I/O kanalą, pavyzdžiui PCI. Naudodami siaurą bet didelio greičio magistralę mes pastebėjomeprivalumus, tokius kaip lengvas maršrutizavimas, nedidelis enregijossunaudojimas, lengvas suderinamumas. Dabar turbūt svarbiausia AMD problemayra ta, kad pagrindinių plokščių gamintojai turėtu parengę naujas plokštes,kurios palikytų naują procesorių, kai tik jis išeis. Ir atrodo kadpopuliariųjų 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 64prcesorių yra skaičius aktyvių Hypertransporto linijų kurios yranaudojamos. Operton sitema turi tris linijas, kurios yra 16 bitų pločiokiekviena ir leidžiančios multiprocesoriaus konfiguraciją. Athlon 64sistema turi tik vieną kuri nepaliko multiprocesoriaus konfiguracijos. Athlon 64 irHypertransprt sistemos turi keletą benbrų dalykų. Abi yranumatytos žemoms įdiegimo kainoms, palaiko atsilikusias technologijas iraprūpintos greičiu ir suderinamumu. Galima sakyti kad jos sukurtos vienakitai.

Turinys

1. Įvadas 12. Apie magistrales 13. Kas yra Hypertransport 14. Hypertransport magistralė 25. Hypertransport paketai 36. Hypertransport tuneliai 47. Energijos taupymas 58. Hypertransport taikymas 59. Naujienos 610. Išvados 6

———————– [pic]

[pic]

[pic]