前端总线
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前端总线(front side bus, 简称FSB)是指中央处理器(CPU)数据总线的专门术语。该总线承载所有在中央处理器和其他系统内设备间传递的数据,这些设备包括隨機存取記憶體(RAM)、PCI扩展卡,硬盘等。
某些带有L2和L3缓存的计算机,通过后端总线(back side bus)实现这些缓存和中央处理器的连接。该总线上数据传输速率高于前端总线上的速度。
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[编辑] 目前用途
大多数现代总线(GTL+和EV6)是CPU和芯片组的连接主干。芯片组(通常由南桥和北桥组成)是和系统中其他总线的连接节点。PCI、AGP和内存总线均和芯片组相连,以使设备间数据能相互传送。
这些第二级系统总线的运行速率取决于前端总线的速率。总之,高的前端总线速率意味着计算机的高处理性能。
在PC發展初期,由於處理器速度不高,大部份元件的時脈均保持同步,直至80486時代,在處理器制程持續進步下,處理器速度也加速成長,當時由於其他外部元件受電氣結構所限,而無法跟進成長,因此Intel首次於處理器時脈中加入倍頻設計,首顆處理器為Intel 80486DX2,外部傳輸時脈是處理器的一半,及後處理器成長速度仍遠超過外部元件,兩者速度差距越來越大。直至Pentium III時代,處理器時脈已超越1GHz,但外部傳輸時脈仍僅有133MHz。
正常來說,外頻速度越高代表處理器在同一週期下可讀寫最多的數據,因此,外頻速度很可能會變成系統效能上的瓶頸,為解決處理器頻寬不足的問題,Intel於Pentium 4時代加入Quad Pumped Bus架構,使其在同一週期內可傳送4筆數據,此舉令外部傳輸時脈不變下,傳輸效率卻可提升四倍。
[编辑] 超频和相关总线速率
[编辑] 中央处理器
中央处理器的主钟频率(简称主频)由前端总线速率乘上倍频决定。例如,一个主频为550MHz的处理器,可能运行于100MHz的前端总线。这说明处理器内的时钟倍频器的倍率设置为5.5;中央处理器被设定为以5.5倍于前端总线的速率的主频运行:100 MHz×5.5 = 550 Mhz。通过改变倍频或前端总线速率,可以得到不同的主频。
大多数主板允许用户通过跳线或基本输入输出系统设置(BIOS)设定倍频或前端总线速率。现在许多处理器制造商预先锁定了处理器的倍频,但可以通过某些手段解锁。对所有的处理器,前端总线速率的适当提高可以增进其处理速率。
[编辑] 外频
外频与前端总线频率的区别: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Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4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(Quad Date Rate)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。此外,在前端总线中比较特殊的是AMD64的HyperTransport。