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技术概念

  “前端总线”这个名称是由AMD在推出K7CPU时提出的概念,但是一直以来都被大家误认为这个名词不过是外频的另一个名称。通常所说的外频指的是CPU与主板连接的速度,这个概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的,而前端总线的速度指的是数据传输的速度,由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、667MHz、800MHz、1066MHz、1333MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与内存之间的数据传输量越大,更能充分发挥出CPU的功能。CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU。较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。

  因为主板直接影响到整个系统的性能、稳定、功能与扩展性,其重要性不言而喻。主板的选购看似简单,其实要注意的东西很多。选购时当留意产品的芯片组、做工用料、功能接口甚至使用简便性,这就要求对主板具备透彻的认识,才能选择到满意的产品。

  总线是将计算机微处理器与内存芯片以及与之通信的设备连接起来的硬件通道。前端总线将CPU连接到主内存和通向磁盘驱动器、调制解调器以及网卡这类系统部件的外设总线。大家常常以MHz表示的速度来描述总线频率。外频与前端总线频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s(1Byte=8bit)。主板支持的前端总线是由芯片组决定的,一般都带有足够的向下兼容性。如865PE主板支持800MHz前端总线,那安装的CPU的前端总线可以是800MHz,也可以是533MHz,但这样就无法发挥出主板的全部功效。[1]

  北桥芯片负责联系内存显卡等数据吞吐量最大的部件,并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的前端总线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。显然同等条件下,前端总线越快,系统性能越好。

外频与前端总线频率的区别

  外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率,单位是MHz(兆赫兹)。在早期的电脑中,内存与主板之间的同步运行的速度等于外频,在这种方式下,可以理解为CPU外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。对于目前的计算机系统来说,两者完全可以不相同,但是外频的意义仍然存在,计算机系统中大多数的频率都是在外频的基础上,乘以一定的倍数来实现,这个倍数可以是大于1的,也可以是小于1的。

  说到处理器外频,就要提到与之密切相关的两个概念:倍频主频,主频就是CPU的时钟频率;倍频即主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频,其关系式:主频=外频×倍频。

  在486之前,CPU的主频还处于一个较低的阶段,CPU的主频一般都等于外频。而在486出现以后,由于CPU工作频率不断提高,而PC机的一些其他设备(如插卡、硬盘等)却受到工艺的限制,不能承受更高的频率,因此限制了CPU频率的进一步提高。因此出现了倍频技术,该技术能够使CPU内部工作频率变为外部频率的倍数,从而通过提升倍频而达到提升主频的目的。倍频技术就是使外部设备可以工作在一个较低外频上,而CPU主频是外频的倍数。

  在Pentium时代,CPU的外频一般是60/66MHz,从Pentium Ⅱ350开始,CPU外频提高到100MHz,目前CPU外频已经达到了200MHz。由于正常情况下外频和内存总线频率相同,所以当CPU外频提高后,与内存之间的交换速度也相应得到了提高,对提高电脑整体运行速度影响较大。

  外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈。前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的,也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次,它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆,主要的原因是在以前的很长一段时间里(主要是在Pentium4出现之前和刚出现Pentium4时),前端总线频率与外频是相同的,因此往往直接称前端总线为外频,最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展,人们发现前端总线频率需要高于外频,因此采用了QDR(QuadDateRate)技术,或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高,从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

  
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总线频率

  总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说,就是多个部件间的公共连线,用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。

  北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的前端总线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz等几种,并且随着技术的进步提高。前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。显然同等条件下,前端总线越快,系统性能越好。

常见频率

Intel平台

  Willamette核心CPU

  所有Willamette核心CPU的FSB都是400MHz FSB。

  Northwood核心CPU:

  相对于Willamette核心CPU,Northwood核心CPU的前端总线频率则非常复杂,400MHz、533MHz和800MHz都有。其中,Celeron全部都是400MHzFSB;Pentium 4方面,1.6GHz-2.8GHz都有400MHz FSB的产品,例如1.8A、2.0A等等,Pentium4型号后面带有"B"字样的则是533MHz FSB,带有"C"字样的则是800MHz FSB。

  Prescott核心CPU:

  Prescott核心的Celeron D,无论是Socket 478接口还是Socket 775接口,全部都是533MHzFSB。

  Socket 478接口的Pentium 4方面,2.4A和2.8A是533MHz FSB,其余的Socket 478Pentium 4都是800MHz FSB,在产品型号后面带有"E"字样。

  Socket 775接口的Pentium 4 5XX系列方面,编号尾数为"5"的是533MHz FSB,例如Pentium 4505/515;编号尾数为"0"的是800MHz FSB,例如Pentium 4 520/530/540等等。即将推出的Pentium4 6XX系列CPU则都是800MHz FSB。

  Pentium 4至尊版(即Pentium 4 EE,又称Pentium 4 XE):

  所有Socket 478接口的Pentium 4 EE都是800MHz FSB。Socket 775接口的Pentium 4EE,Gallatin/Prescott核心的3.4GHz是800MHzFSB,3.46GHz则是1066MHz FSB,这是目前PC上最高的前端总线频率。

  Pentium EE:

  Smithfield核心的Pentium EE 840是800MHz FSB,而Presler核心的PentiumEE 955和965都是1066MHz FSB。

  Xeon和Xeon MP:

  所有Socket 603接口的Xeon和Xeon MP都是400MHz FSB;Socket604接口的Xeon中,支持Intel 64位计算技术EM64T的Xeon是800MHzFSB,而不支持EM64T的Xeon则是533MHz FSB;Socket 771接口的Xeon中,Xeon5000系列是667MHz或1066MHz FSB,而Xeon 7100系列则是1066MHz或1333MHz FSB;Socket604接口的Xeon MP除了Xeon MP 7000系列是667MHz或800MHz FSB之外则全部都是667MHz FSB。

  Cedar Mill核心CPU:

  Cedar Mill核心的Celeron D目前都是533MHz FSB,而Cedar Mill核心的Pentium4则都是800MHz FSB。

  Yonah核心CPU:

  目前Core Duo和Core Solo的T系列和L系列除了Core Duo T2x50和Core SoloT1x50是533MHz FSB之外都是667MHz FSB,而U系列则都是533MHz FSB;Celeron M4xx系列则全部都是533MHz FSB。

  Pentium D:

  目前除了Smithfield核心的Pentium D 8X5系列是533MHzFSB之外,其它的Smithfield核心的Pentium D 8X0系列和Presler核心的Pentium D9X0都是800MHz FSB。而Pentium D 9X5系列是1066MHz的FSB。

  Core 2 Duo(酷睿2双核处理器):

  目前应用于桌面平台的Core 2 Duo E6x00系列都是1066MHz FSB,而即将推出的Core 2 DuoE4x00系列则是800MHz FSB;目前应用于移动平台的Core 2 Duo T5x00系列和T7x00系列则都是667MHzFSB,在推出第四代迅驰平台Santarosa时则会提升到800MHz FSB。

  Core 2 Extreme(酷睿2双核处理器至尊版):

  目前Core 2 Extreme X6x00是1066MHz FSB,未来的Core 2Extreme则将提升到1333MHz FSB。

  Itanium 2:

  Itanium 2 9000系列是400MHz或533MHz FSB,除此之外的所有Itanium 2全部都是400MHzFSB。

  core i7 平台:

  core i7平台集成了内存控制器,数据总线的名称也有了改变,因而,FSB在i7平台上已经不存在,取而代之的是QPI(QuickPathInterconnect),中文意思是快速通道相联。

  目前,最高的QPI速率为6.4GT/s,QPI的传输速率比FSB的传输速率快一倍。QPI总线采用的是2:1比率,意思就是实际的数据传输速率两倍于实际的总线时钟速率。所以6.4GT/s的总线速率其实际的总线时钟频率是3.2GHz。

AMD平台

  Socket A平台:

  Socket A接口的Sempron是333MHz FSB,AppleBred核心的Duron则是266MHz FSB;

  Athlon XP方面,Palomino核心为266MHz FSB,Thoroughbred核心为266MHz和333MHzFSB,Barton核心为333MHz和400MHz FSB,而Thorton核心则为333MHz FSB。

  AMD64平台:

  Socket 754接口的所有CPU的HyperTransport频率都是800MHz;

  Socket 939接口的Sempron的HyperTransport频率是800MHz,除Sempron之外的所有Socket939接口CPU的HyperTransport频率都是1000MHz;

  旧版的Socket 940接口CPU的HyperTransport频率也是800MHz,而新版的Socket940接口CPU的HyperTransport频率也已经提高到了1000MHz;

  Socket S1接口的所有CPU的HyperTransport频率都是800MHz;

  Socket AM2接口的Sempron的HyperTransport频率是800MHz,除Sempron之外的所有SocketAM2接口CPU的HyperTransport频率都是1000MHz;

  即将发布的Socket F接口Opteron的HyperTransport频率则都是1000MHz。

技术区别

  前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的,也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次,它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆,主要的原因是在以前的很长一段时间里(主要是在Pentium4出现之前和刚出现Pentium4时),前端总线频率与外频是相同的,因此往往直接称前端总线为外频,最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展,人们发现前端总线频率需要高于外频,因此采用了QDR(QuadDateRate)技术,或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高,从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

  “前端总线”这个名称是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念.前端总线的英文名字是Front SideBus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。选购主板和CPU时,要注意两者搭配问题,一般来说,如果CPU不超频,那么前端总线是由CPU决定的,如果主板不支持CPU所需要的前端总线,系统就无法工作。也就是说,需要主板和CPU都支持某个前端总线,系统才能工作,只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的,因此看一个系统的前端总线主要看CPU就可以。

  系统总线(BusSpeed)与前端总线(FSB、外频)的区别在于,前端总线(FSB、外频)的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度。而系统总线(BusSpeed)的概念是建立在数位脉冲信号震荡速度基础之上的,也就是说,100MHz系统总线(BusSpeed)特指数位脉冲信号在每秒钟震荡一百万次,它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线(FSB、外频)与系统总线(BusSpeed)这两个概念容易混淆,主要的原因是在以前的很长一段时间里,前端总线(FSB、外频)与系统总线(BusSpeed)是相同速率,因此往往直接称系统总线(BusSpeed)为外频,最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展,人们发现前端总线频率(外频、FSB)需要高于系统总线(BusSpeed),因此采用了QDR(QuadDateRate)技术,或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得的前端总线(FSB、外频)频率成为系统总线(BusSpeed)的2倍、4倍甚至更高,从此之后系统总线(BusSpeed)和前端总线(FSB、外频)的区别才开始被人们重视起来。[2][3]

  CPU厂商已经找到了增加CPU的FSB有效速度的方法。只是在每个时钟周期中发送了更多的指令。所以CPU厂商已经有每个时钟周期发送两条指令的办法(AMDCPU),或甚至是每个时钟周期四条指令(IntelCPU),而不是每个时钟周期发送一条指令。那么在考虑CPU和看FSB速度的时候,必须认识到它不是真正地在那个速度下运行。IntelCPU是“四芯的”,也就是它们每个时钟周期发送4条指令。这意味着如果看到800MHz的FSB,潜在的FSB速度其实只有200MHz,但它每个时钟周期发送4条指令,所以达到了800MHz的有效速度。相同的逻辑也适用于AMDCPU,不过它们只是“二芯的”,意味着它们每个时钟周期只发送2条指令。所以在AMD CPU上400MHz的FSB是由潜在的200MHzFSB每个时钟周期发送2条指令组成的。在CPU上提高或降低倍频比FSB容易得多了。这是因为倍频和FSB不同,它只影响CPU速度。改变FSB时,实际上是在改变每个单独的电脑部件与CPU通信的速度。这是在超频系统的所有其它部件了。这在其它不打算超频的部件被超得太高而无法工作时,可能带来各种各样的问题。不过一旦了解了超频是怎样发生的,就会懂得如何去防止这些问题了。[4]

常见芯片

  Intel平台系列

  Intel芯片组

  845、845D、845GL所支持的前端总线频率是400MHz,845E、845G、845GE、845PE、845GV以及865P、910GL所支持的前端总线频率是533MHz,而865PE、865G、865GV、848P、875P、915P、915G、915GV、915PL、915GL、925X、945PL、945GZ所支持的前端总线频率是800MHz,定位于欢跃(VIIV)平台的945GT所支持的前端总线频率是533MHz和667MHz,高端的925XE、945P、945G、955X、975X所支持的前端总线频率是1066MHz。946PL和946GZ所支持的前端总线频率是800MHz,而P965、G965、Q965和Q963所支持的前端总线频率则都是1066MHz。

  VIA芯片组:

  P4X266、P4X266A、P4M266所支持的前端总线频率是400MHz,P4X266E、P4X333、P4X400、P4X533所支持的前端总线频率是533MHz,PT800、PT880、PM800、PM880、P4M800、P4M800Pro、PT880 Pro所支持的前端总线频率是800MHz,PT880 Ultra、PT894、PT894Pro、PT890所支持的前端总线频率也高达1066MHz。P4M890所支持的前端总线频率是800MHz,而P4M900所支持的前端总线频率则是1066MHz。

  SIS芯片组:

  SIS645、SIS645DX、SIS650所支持的前端总线频率是400MHz,SIS651、SIS655、SIS648、SIS661GX所支持的前端总线频率是533MHz,SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649、SIS656、SIS662所支持的前端总线频率是800MHz,SIS649FX和SIS656FX所支持的前端总线频率则高达1066MHz。

  ATI芯片组:

  Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP、RX330、Radeon Xpress 200IE(RC410)、Radeon Xpress 200 IE(RXC410)所支持的前端总线频率是800MHz,RadeonXpress 200 IE(RS400)、Radeon Xpress 200 CrossFireIE(RD400)、CrossFire Xpress 1600 IE所支持的前端总线频率则高达1066MHz。

  ULI芯片组:

  M1683和M1685所支持的前端总线频率是800MHz。

  NVIDIA芯片组:

  nForce4 SLI IE、nForce4 SLI X16 IE、nForce4 SLI XE、nForce4 UltraIE所支持的前端总线频率全部都高达1066MHz。nForce 590 SLI IE、nForce 570 SLI IE和nForce570 Ultra IE所支持的前端总线频率全部都是1066MHz。

  AMD平台系列

  VIA芯片组:

  KT266、KT266A、KM266所支持的前端总线频率是266MHz,KT333、KT400、KT400A、KM400、KN400所支持的前端总线频率是333MHz,KT600和KT880所支持的前端总线频率是400MHz。

  SIS芯片组:

  SIS735、SIS745、SIS746、SIS740所支持的前端总线频率是266MHz,SIS741GX和SIS746FX所支持的前端总线频率是333MHz,SIS741和SIS748所支持的前端总线频率是400MHz。

  Uli芯片组:

  M1647所支持的前端总线频率是266MHz。

  nVidia芯片组:

  nForce2 IGP、nForce2 400和nForce2 Ultra 400所支持的前端总线频率是400MHz。

  此外,由于AMD64系列CPU内部整合了内存控制器,其HyperTransport频率只与CPU接口类型有关,而与主板芯片组无关,所以其HyperTransport频率的区分是相当简单的:Socket754接口的所有CPU的HyperTransport频率都是800MHz;Socket939接口的Sempron的HyperTransport频率是800MHz,除Sempron之外的所有Socket939接口CPU的HyperTransport频率都是1000MHz;旧版的Socket940接口CPU的HyperTransport频率也是800MHz,而新版的Socket940接口CPU的HyperTransport频率也已经提高到了1000MHz;SocketS1接口的所有CPU的HyperTransport频率都是800MHz;SocketAM2接口的Sempron的HyperTransport频率是800MHz,除Sempron之外的所有SocketAM2接口CPU的HyperTransport频率都是1000MHz;即将发布的SocketF接口Opteron的HyperTransport频率则都是1000MHz。

前端总线与超频的关系

  CPU超频与CPU本身和芯片组所能承受的FSB频率都有关系。芯片组所能承受的频率不仅取决于本身的规格,还取决于主板厂商的优化。一般说来,规格上支持前端总线频率高的芯片组对高频的忍受力更好,而同一款芯片组的不同厂商主板的超频能力的差别就是厂商本身的优化程度所造成的(例如供电,BIOS设置、散热等等)超频能力还取决于一些其他因素,比如芯片组的步进(新的步进往往会进行一些工艺上的优化并且修正Bug、提升某些部分的性能等等)和内存等,还有很重要的一点就是散热。举个例子,P965(风冷)能将Core2 Duo E6320的前端总线频率超到2080MHz左右,而P35能将这颗处理器的前端总线频率超到2180MHz左右,所以支持前端总线频率差别较大的不同芯片组主板的极限超频能力差别不见得会很大。

  CPU和主板芯片组支持的前端总线频率即使相同,也不意味着没有超频空间,只是比起支持高总线频率的主板会少一些,但如果芯片组和主板本身的设计够优秀的话,超频空间也不小

  如果是小幅度超频的话,没有必要选择支持的前端总线频率超出自己的处理器太多的主板,如果是想榨干处理器的潜能的话,那么主板支持的前端总线频率越高越好。

  不建议对品牌机的CPU进行超频,品牌机的主板并非为超频所设计,其中的供电、散热部分无法承受CPU和芯片组长时间高频运行所带来的大电流和高发热量的负荷。而且对品牌机的CPU进行超频的话会影响质保,万一损坏的话是得不到补偿的。[5]

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