HT(HyperTransport™)总线规范

suntsen · 发表于 2009-8-31 11:34:48

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HyperTransport技术，简称“HT总线”，以前曾被称作“闪电数据传输”（Lightning Data Transport，LDT），是一种高速、双向、低延时、点对点的、串行或者并行的高带宽连接总线技术，于2001年4月2日开始投入使用。旨在提高个人计算机、服务器、嵌入式系统，以及网络和电信设备内集成电路之间的通信速度。该技术有助于减少系统之中的布线数量，从而能够减少系统瓶颈，让当前速度更快的微处理器能够更加有效地在高端多处理器系统中使用系统内存。由HyperTransport联合会（The HyperTransport Consortium）负责改进和发展此技术。AMD和全美达公司把这项技术应用在x86处理器上，而PMC-Sierra、Broadcom（博通）和Raza Microelectronics则把它应用在MIPS（一种RISC微处理器架构）微处理器上；除微处理器应用之外，AMD、NVIDIA、VIA和SiS把它用于PC主板的芯片组；惠普、Sun Microsystems、IBM、和IWill把它用于服务器领域；Cray、Newisys、和QLogic把它用于高性能计算；CISCO Systems（思科）把它用于路由器领域。应该引起关注的是以上名单中唯独少了半导体巨头Intel，它继续选择使用一种共享的总线架构，但在Intel新的Nehalem架构（如Core i7）中内置了内存控制器。

suntsen · 发表于 2009-8-31 11:38:50

概览HyperTransport技术的出现是由于CPU的效能已经发展到一定的极限，而AMD又无法再将时钟频率往上拉升，便开始以其他方式增加CPU效能。AMD的HT技术是由许多公司共同开发。
HyperTransport迄今推出了3个版本——1.0、2.0、3.0，频率最低200MHz，最高2.6GHz（而PCI总线频率为33MHz或66MHz）。它也是一种双倍数据速率（DDR）连接技术，意味着它可以在一个时钟信号的上行沿和下行沿各传输一次数据。HT3.0可以最高以5200MT/s（当运行在2.6GHz）传递数据。而且它具有自适应性，即允许根据需求确定自己的频率。
HyperTransport的高性能体现在：一个全速的、全带宽的32位HyperTransport互联在每个传输方向都有20,800 MByte/s（5200MT/s ×(32 bits÷8)）的速度。这种速度快于很多目前存在的标准；不同位宽标准的总线可以变为同一位宽标准的总线（比如说，一个16位的总线可以看作两个8位的总线），这就令Hypertransport既能满足CPU和内存之间的互联，也能满足周边设备之间的互联。而且HyperTransport拥有比其他标准更低的延迟。
HyperTransport的结构特征是：基于包裹（Packet）；不管连接的物理位宽是多少，每个包裹总是由32bit的数据集合组成。命令消息总是放在包裹的最前面。如果一个包裹里面包含有地址，那么命令消息的最后8bit数据和下面的32bit数据就会串成一个40bit的地址。如果有64位寻址的需求，那么就会预先计划一个附加的32bit控制数据包。另外的32bit数据是有效数据（payload）。传输的数据不管实际长度是多少，总会被填充到某个32bit的倍数。
HyperTransport的包裹以位次（bit times）的方式实现互联。所需要的位次的数量由互联设备之间的位宽决定。HyperTransport还能用于转换系统管理信息、发送中断、发送探针给邻近的设备或者处理器，以及充当一般I/O和数据的交换的桥梁。HyperTransport有两种不同类型的写命令，称作Posted和Non-Posted。Posted这种写方式不需要目标的回应，一般用于高带宽设备之间的互联。None-Posted的写方式，相反地，就需要目标以一种“target done”的方式回应。读取数据同样也会使目标发送读回应。
HyperTransport提供了比ACPI更加先进的电源管理系统。它可以根据处理器睡眠状态的变化发送改变设备状态的信号。比如说，当CPU进入睡眠状态时候，关闭硬盘。另外HyperTransport提供的是2.5V的低电压。

运作方式有鉴于CPU与内存沟通时，北桥的延迟问题做出解决方案，当将位于北桥内的内存控制器移动到CPU内部时，CPU便可直接与内存进行沟通，避开了北桥而让整体带宽大幅提升，减轻北桥的负担，将整体效能拉升，这也就是为何AMD的CPU能够与INTEL媲美的其中一个原因。

顾虑潜在的问题便是当内存规格有变动时，AMD将会为此非常头痛的。由于内存控制器内置在CPU里面，当内存规格变动，AMD便要重新设计给新型内存用的CPU，以后还必须要重新量产，考量到销售问题，还必须要等到前一代主流市场将原本库存消耗，而这样的问题在939过渡到AM2时期，非常明显的表现出来。所以当厂商开发新一代的CPU时，除了需要把内存控制器内置在CPU里面外，还必须要同时开发“容许CPU使用北桥芯片内置的内存控制器的转接器”，并内置于CPU之中，此方法不但有利于产品过度，而且能够吸引第三方设计厂商针对CPU平台共同设计北南桥芯片。

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