Шина HyperTransport 3.1(AMD).

Шина HyperTransport 3.1(AMD).

       Новая версия HyperTransport 3.1 лишила процессоры INTEL с шиной QPI преимущества этой быстрой шины. Предыдущая спецификация HyperTransport 3.0 имела пиковую пропускную способностью до 41,6 Гбайт/c. В стандарте была введена поддержка частот 1,8 ГГц, 2.0 ГГц, 2,4 ГГц, 2,6 ГГц, функции "горячего подключения", динамического изменения частоты шины и энергопотребления, динамического конфигурирования и других инновационных решений. Максимальное расстояние передачи данных без потери эффективности по шине HT 3.0 составляла 1 метр. Улучшена поддержка многопроцессорных конфигураций, добавлена возможность автоматического конфигурирования для достижения наибольшей производительности. Основные технические характеристики технологии Hyper-Transport HT 3.0 приведены в табл. 1. Физическая реализация дифференциальной линии масштабируемой шины HT показана на рис. 1.

Таблица 1

                Опираясь на высокоскоростную шину HyperTransport архитектура AMD64 позволила создавать системы, избавленные от недостатков предыдущих поколений архитектур и обладающие высокой масштабируемостью. Начиная со спецификации HyperTransport 3.0 был анонсирован низковольтный дифференциальный интерфейс Hyper-Transport HTX (рис. 1) и коннектор HTX (внешний разъем), что позволило протоколу HT работать с внешними устройствами. Специалисты признают, что на сегодняшний день шина Hyper-Transport 3.0 является наиболее быстрой и имеет очень гибкий протокол обмена.


Рис. 1. Принципы физической реализации шины HT (Low Voltage Differential Signaling - LVDS).


                Особенностью HT 3.0 является также и режим un-ganging, который позволит динамически, в процессе работы, конфигурировать шину. Например, одна 1x16 HT может виртуально быть сконфигурирована в 2x8 HT. Это может пригодиться при использовании с процессорами, логически разделенными на два ядра. На каждое ядро будет приходиться свой HT-канал. 

                В персональных компьютерах, как среди внутренних, так и среди периферийных шин, наблюдается тенденция перехода от синхронных параллельных шин к высокочастотным последовательным. Все эти нововведения и смена приоритетов преследуют, в конечном счете, одну цель - повышение суммарного быстродействия системы, ибо не все существующие архитектурные решения способны эффективно масштабироваться. Последовательные шины не обязательно "однобитные", возможны и 2, и 8, и 32 бит ширины при сохранении присущей последовательным шинам пакетной передачи данных (рис. 2), то есть в пакете импульсов содержатся данные, адрес, CRC и другая служебная информация, разделенная на логическом уровне.


Рис. 2.

                Основным отличием параллельных шин от последовательных является сам способ передачи данных. В параллельных шинах понятие "ширина шины" соответствует ее разрядности, т. е. количеству сигнальных линий, на которые одновременно выставляют передаваемые данные. Сигналом для старта и завершения цикла приема/передачи данных служит внешний синхросигнал. В последовательных же каналах передачи используется одна сигнальная линия, или используется две отдельные линии (каналы) для разделения потоков приема-передачи. Соответственно, информационные биты здесь передаются последовательно.
                Ширина последовательной шины определяется количеством одновременно задействованных отдельных последовательных каналов передачи. Данные для передачи через последовательную шину облекаются в пакеты. Пакет это единица информации, передаваемая как целое между двумя устройствами. В пакет, помимо собственно полезных данных, включается некоторое количество служебной информации: стартовые/стоповые биты, заголовки пакетов, синхросигналы, биты четности или контрольные суммы и т. п. 
                Пропускная способность HyperTransport 3.1 по сравнению с текущей версией 3.0 увеличена на 23%. Увеличение максимальной тактовой частоты с 2,6 ГГц до 3,2 ГГц позволяет выполнить до 6,4 миллиардов передач в секунду, что в случае 16-битной связи соответствует высокой пропускной способности 25,6 Гбайт/с, а в случае 32-разрядной - истинно впечатляющие 51,2 Гбайт/с (максимальная производительность QPI составляет 6,4 миллиарда передач в секунду, что соответствует пропускной способности 25,6 Гбайт/с, но как уже отмечалось выше - это не является пределом для QPI). Еще более приметно увеличена тактовая частота в спецификации соединителей, используемых для связи между платами (HTX3) - с 800 МГц до 2,6 ГГц. Этот шаг нацелен, в частности, на повышение скорости взаимодействия процессоров и сопроцессоров, реализованных силами FPGA на отдельных платах.