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HyperTransport技术的设计目的

  提供比现有技术高得多的带宽

  使用低延时响应和较少的引脚数

  在保持与传统电脑总线的兼容性的同时,可以扩展到新的SNA(系统网络架构)总线

  对操作系统保持透明,对周边设备驱动程序的影响极小

  HyperTransport技术由AMD和众多行业合作伙伴共同开发而成,由HyperTransport技术联盟(一家位于得克萨斯的非盈利性企业)管理和发放许可。如需查看关于HyperTransport的全部规格和更多信息,请访问HyperTransport.org。

  HyperTransport双向传输总线技术,相对于过去的PCI总线设计而言,HyperTransport技术从根本上有了显著的提高。从单纯的数据比较来看,HyperTransport在数据传输率上达到了惊人的12.8GB/s,这个数值相比Intel最新3GIO技术的最初理论传输率高出了很多(3GIO早期产品的带宽设计为2.5GB/s,远景规划为10GB/s)。同目前的PCI总线而言,HyperTransport的数据传输率高出了整整96倍以上

  HyperTransport最初是AMD在1999年提出的一种总线技术,随着AMD64位平台的发布和推广,HyperTransport应用越来越广泛,也越来越被人们所熟知。

HyperTransport的特色

  HyperTransport是一种为主板上的集成电路互连而设计的端到端总线技术,它可以在内存控制器、磁盘控制器以及PCI总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。HyperTransport采用类似DDR的工作方式,在400MHz工作频率下,相当于800MHz的传输频率。此外HyperTransport是在同一个总线中模拟出两个独立数据链进行点对点数据双向传输,因此理论上最大传输速率可以视为翻倍,具有4、8、16及32位频宽的高速序列连接功能。在400MHz下,双向4bit模式的总线带宽为0.8GB/sec,双向8bit模式的总线带宽为1.6GB/sec;800MHz下,双向8bit模式的总线带宽为3.2GB/sec,双向16bit模式的总线带宽为6.4GB/sec,双向32bit模式的总线带宽为12.8GB/sec。以400MHz下,双向4bit模式为例,带宽计算方法为400MHz×2×2×4bit÷8=0.8GB/sec。

  HyperTransport还有一大特色,就是当数据位宽并非32bit时,可以分批传输数据来达到与32bit相同的效果。例如16bit的数据就可以分两批传输,8bit的数据就可以分四批传输,这种数据分包传输的方法,给了HyperTransport在应用上更大的弹性空间。

  2004年2月,HyperTransport技术联盟(Hyper Transport TechnologyConsortium)又正式发布了HyperTransport2.0规格,由于采用了Dual-data技术,使频率成功提升到了1.0GHz、1.2GHz和1.4GHz,数据传输带宽由每通道1.6Gb/sec提升到了2.0GB/sec、2.4Gb/sec和2.8GB/sec,最大带宽由原来的12.8Gb/sec提升到了22.4GB/sec。

  2006年4月24日,HyperTransport技术联盟(Hyper Transport TechnologyConsortium)又正式发布了HyperTransport 3.0标准。从规格上来看,HyperTransport3.0并不属于全新的总线技术,它只是在HyperTransport 2.0的基础之上做了优化,并加入了几项新技术。

  首先是性能更高,传输带宽更大。HyperTransport3.0标准有1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz和2.6GHz四种物理工作频率,并可支持32bit通道总线,在最高级的2.6GHz频率下,32位HyperTransport3.0总线拥有20.8GB/sec的单向传输效能,若考虑双向传输,总带宽值将达到史无前例的41.6GB/sec。即便在常规的16bit通道模式下,HyperTransport3.0总线也将拥有20.8GB/sec的总带宽

  其次,从1.0到2.0,HyperTransport除了工作频率提升外,其他方面的规格变化并不大,但新发布的HyperTransport3.0则并非仅仅是如此。HyperTransport3.0是专为AMD的未来计算平台而设计,除了性能大幅度提升外,HyperTransport3.0还带来许多革命性的新特性,如跨系统连接、总线的自适应配置、热拔插支持、更先进的电源动态管理机制,并且还支持HTX接口以及远程信号传输等等。

  当HyperTransport应用于内存控制器时,其实也就类似于传统的前端总线(FSB,Front SideBus),因此对于将HyperTransport技术用于内存控制器的CPU来说,其HyperTransport的频率也就相当于前端总线的频率。

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HyperTransport的诞生

  Intel从82810芯片组开始,创造了自己的Hub Link技术来连接南北桥芯片,使得当时810芯片组成为最能发挥UltraDMA66传输性能的芯片组。因为Intel的授权费用高昂,所以很多的台湾芯片组厂商为了不向Intel取得Hub Link(8bit,133Mhz,266MB/Sec)技术授权。为了弥补在性能上可能产生的劣势,芯片组厂商都开发自己的技术来解决这一问题。例如VIA开发了V-Link(32bit,66Mhz,266MB/Sec),SIS也开发了他们自己的DPI(DedicatedPci to Ide bus,266MB/Sec)或者是最新的Multi-threaded IO Link(1.2GB/Sec)。

  AMD也同样针对自己的CPU设计有支持的芯片组,他们同样必须面对如何连接南北桥才能更好的发挥Ultra DMA66/100的效能问题。AMD的技术绝对可以达到这个水平,但是AMD的目的是不想开发独自一家的芯片组技术,而是想制订出一种能适用于各种高速度芯片组之间的传输界面,这就是LDT(Lightning Data Transport),2001年2月改名为HyperTransport。

HyperTransport的发展之路

  HyperTransport的前身称为LDT,最早在99年的MicroProcessorForum就提出了这个高速传输接口界面,当时是同"SiedgeHammer"CPU一同提出的。不过当时的LDT技术几乎就只能说纯粹是个想法而已,一直到2000年5月份的时候,才正式推出了它的1.0版,有了运行规格,但当时没有完成任何电气规格方面的设计,只是到了目前才完善了电气规格方面的制定(目前为1。01C版本,需要通过AMD的授权才能正式获得。)

  在2000WinHEC上,AMD再次将LDT技术搬上讲坛,据说当时有1500个厂商代表出席参加,整个会场爆满。然后开始有了HyperTransport的技术白皮书。之后的2000年6月Platform2000技术会议上AMD再次将LDT技术,摆上桌面。人们一次次接触到这项新技术,越发感兴趣,加上优秀的性能,很大程度上促进了HyperTransport技术的发展。

HyperTransport技术概要

  HyperTransport除了可以将芯片间数据的高速传输之外,它还具有"封包传输技术(Packet-Based)"、"双条单向数据流及点对点的数据连接方式"、"弹性数据带宽"等。使用HyperTransport自然是有它的道理的,它可以改善系统数据传输的瓶颈,可以为系统设计人员制造更高效能的系统设备提供基础,完完全全的加快整个系统性能运行效能,好处可以说是接踵而来。HyperTransport到底有多快呢?峰值可以达到6.4GB/Sec,就拿现在的HubLink、V-Link,DPI等技术来看,HyperTransport是他们的24倍,对于32bit、33.33Mhz的PCI相比,是PCI的48倍。看到这里我想你已经很明白我们为什么要HyperTransport技术啦!

  那些设备可能要用到HyperTransport技术

  既然HyperTransport技术带来性能的提升如此之高,那么那些系统会需要高速数据交流和高速芯片组呢?

  1、 网络路由器

  2、 网络交换机

  3、 网络集线器

  4、 服务器

  5、 工作站

  除了这些设备,本人觉得还不完善。在个人的设备和家庭设备上也完全可以使用。未来的手持通讯设备、家庭计算机网络设备等,都是HyperTransport技术可以完全发挥作用的地方。

  HyperTransport技术对于网络传输方面的性能提高

  现在的网络设计简直就是为了自身服务器能力的高效时代,所有的设备都需要高档。就连Intel方面的Pentium4都自称"NetBurst"运算构架,特别强调对于网络方面有性能的提高。同样在AMD方面也有HyperTransport的数据处理技术,也是同样大力宣传对网络系统可以带来非常之大的宣传。因为现在的环境是这样,只有这样才能吸引人。HyperTransport对与网络方面的帮助,主要在于电脑系统同网络设备同时才用HyperTransport技术时,才可能得到非常高效的性能提高。其中包括WEB服务器使用的HyperTransport、宽带网络数据设备的HyperTransport、TCP-IP交换机使用的HyperTransport、防火墙使用的HyperTransport、工作站使用的HyperTransport、打印系统使用的HyperTransport、桌面电脑使用的HyperTransport等等。所有的硬件系统都用上HyperTransport的技术,自然而然网络速度方面也会有一个飞越。

HyperTransport的技术合作伙伴

  HyperTransport不仅仅对电脑效能方面有帮助,在网络设备和通讯设备方面都有很高的性能提高。对于提出这一技术的AMD自身来说,至少有两个地方可以使用到HyperTransport:

AMD的芯片组

  在过去的年代里南北桥芯片组以33bit、33MHz的PCI界面连接,但是随着UDMA66/100的传输技术出现后,不足以应付这些资料的传输速度。现在HyperTransport出现后,完全可以取代PCI,而且足以应付PCI-X、66.66MHzPCI都游仞有余。

AMD的多处理器架构

  从Athlon开始就可以支持多处理器运行的架构,但是AMD现在使用的EV6汇排流总线似乎难以应付大容量数据的处理,为了未来的K8或者更强大的处理器多颗并行使用的时候,如果使用HyperTransport接口来做数据资料的传输,你可以想象带宽所带来的性能提高。

其他更多的厂商

  其实在其它系统上有100多家的厂商和AMD在共同研究、讨论和推广HyperTransport。其中有代表性的为一下几家:

  Cisco 路由器、交换机

  Sun 服务器、工作站、

  Via 处理器、芯片组、显示芯片、其它芯片

  Sis 芯片组、显示芯片、其它芯片

  Ali 芯片组、其它芯片

  AMP 网络连接器和接插件

  Broadcom 宽带网络控制芯片

  Phoenix BIOS、硬件底层程序

  Fujitsu PC个人机、激光打印机、MO、硬盘

  TYAN 主板、PC个人机

  Nvidia 芯片组、显示芯片、多媒体芯片

  Ati 芯片组、显示芯片、多媒体芯片

  ALTERA 逻辑程控芯片

  HyperTransport的运行规格

  HyperTransport最吸引人的地方在那里,就是在于那6.4GB的高速传输速度。HyperTransport是由两条点对点的单向数据传输路径组成(一条为输入、一条为输出)。两条单向传输路径的数据带宽是可以根据数据量的大小而弹性改变,最低的有2bit,可以调节为4bit、8bit、16bit、32bit,HyperTransport的运行在400MHZ的时钟频率下,但是使用的是DDRSDRAM相同的双钟频触发技术,所以在400MHZ的额定频率下,其实是相当与工作在800MHZ的效能,正是如此每个数据的资料传输路径最高可以有800Mb/Sec。如果这样来计算,当输入输出的资料输出路径都设置到最高的32bit时,然后以全速度400MHzDDR(相当于800MHZ)的时钟频率运行,这时数据最高的传输率就出现了---6.4GB/Sec。但是当传输的数据路径的数据宽度降低为非32bit,那么传输数据的速度也自然下降。不过HyperTransport还有一大特色就是当数据资料宽度为非32bit(4byte)时,可以分批传输数据来达到32bit相同的效果,比如说16bit的数据就分两批传输,在使用8bit数据时就分4批传送,这种分包传输数据的方法,给了HyperTransport更大的弹性空间,最小4byte,最大64byte。对于资料快速传输带来了很大的形式上的改良,提高了系统数据处理性能。

HyperTransport与其它系统接口界面速度比较

  接口界面 峰值资料传输速度

  PCI(32bit 33.33MHz) 132MB/Sec

  PCI(64bit 66.66MHz) 528MB/Sec

  PCI-X 1GB/Sec

  InifiBand 4GB/Sec

  HyperTransport 6.4GB/Sec

  HyperTransport的电气规格

  HyperTransport采用的是所谓的差动式数据传输,这于Ultra SCSI/2LVD或者USB数据传输方式是相同的,既每个bit都是用两条传输线的电压之间的差异来传输数字信号,当A线路的电压电位高于B线路时,看做"1",反之为"0"。高速数据传输的特点通常是要使用非常之低的运行电压,对于HyperTransport来说这点也是十分正确的。HyperTransport的运行电压为1.2V,电压可以接受的差异标准是正负5%(差异600mV),换句话说来说就是在1.26-1.14V之间都是可以接受正确逻辑传输信号,这是针对信息发送方面的定义,在数据接收方面则为200mV的电压差异。可见HyperTransport传输的偏差允许还是比较大的。同SCSI和IDE的规范相同,HyperTransport也需要在传输路径中要有终端电阻,但是只要100欧姆的电阻即可,大大减低了电阻的成本。而且在采用HyperTransport的主板上,只要设计的线路不要超过24英寸,就能保证先前提到的800Mbit/Sec的数据传输率。

用HyperTransport取代PCI

  AMD决定用HyperTransport用在自家的芯片组上来取代使用已久的PCI。既然如此应该有超越PCI的地方,对此AMD做了专门的解释。我们都是知道HyperTransport是每一个数据有是有2个资料线路来传输数据的,也就是说每bit就拥有2条传输资料的线路,给出了各种信号的线路,大家自己相加一下就知道可以使用多少线路。当8bit的HyperTransport就有55条线路,与32bit33.33MHz的PCI相比使用了更少的线路,可以8bit的HyperTransport确有1.6GB/Sec的数据传输能力,这就已经是PCI的12倍了。HyperTransport使用的线路比PCI要少很多,也就是说功耗方面会更节约。效能高又省电是取代PCI系统的最大吸引力所在。

  北桥依然使用EV6而和南桥和PCI等设备的连接完全采用效能高的HyperTransport

HyperTransport技术的现状

  除了可以使用在AMD的芯片组里和CPU上之外,现在还有那些厂商会采用HyperTransport??现在我们打听的到消息只有Nvidia准备使用在自己开发的南桥芯片上,如果可以配合上2001年2月AMD宣布突出的北桥芯片的HyperTransport技术,那样就可以一统原来PCI的天下,南北桥芯片完全具有全套高速的运行环境,那时真正的天下无敌,HubLink、V-Link、DPI都被远远的甩在后面。Broadcom和SnadCraft也已经宣布会在自己的产品中加入HyperTransport技术,而ALTERA公司在2001年第一季度都已经推出了符合HyperTransport标准的FPGA的可编程逻辑芯片。这一切太喜人了!

结论

  HyperTransport只是用在电路基板上的技术,所以不会以扩展卡的形式出现,所以根本不会影响到现在PCI-X、Inifiband(用于系统外接设备的高速传输接口技术),而且HyperTransport只会老老实实的存在于系统内部,也不太可能用在数据存储设备上,所以其它的行业没有必要为此技术的产生而在恐慌什么。

  HyperTransport带来的性能提升是可以肯定的,因为HyperTransport还没有完全的完善起来,一但成熟以后,这项技术将会是开放式的,由此可见它未来的前景是多么的光明。HyperTransport在未来的日子不但会给很多开发设计商带来新的开发资源,也为用户提供了更快速的产品。开放式技术的还有一个优点就是价格是不计算在成本之内,那时我们拿到的HyperTransport的产品都是低廉的。我们不得不赞叹这些无私的数字英雄们。

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