Frecvența reală a magistralei FSB. Ce este magistrala procesorului

Frecvențele la care funcționează CPU și FSB au o frecvență de referință comună și sunt determinate în cele din urmă pe baza factorilor lor de multiplicare (frecvența dispozitivului = frecvența de referință * factorul de multiplicare).

Memorie

Trebuie distinse două cazuri:

Controler de memorie în controlerul de sistem

Până la un anumit punct în dezvoltarea computerelor, frecvența de funcționare a memoriei a coincis cu frecvența FSB. Acest lucru, în special, sa aplicat chipset-urilor de pe soclul LGA 775, începând cu 945GC și până la X48.

Același lucru este valabil și pentru chipset-urile NVIDIA pentru platforma LGA 775 (NVIDIA GeForce 9400, NVIDIA nForce4 SLI/SLI Ultra etc.)

Specificațiile standardelor de magistrală de sistem pentru chipset-urile de pe soclul LGA 775 și DDR3 SDRAM

Titlu standard	Frecvența memoriei, MHz	Timp de ciclu, ns	Frecvența magistralei, MHz	Viteză efectivă (dublă), milioane de transferuri/s	Numele modulului	Rată maximă de transfer de date cu magistrală de date pe 64 de biți în modul cu un singur canal, MB/s
DDR3‑800	100	10,00	400	800	PC3-6400	6400
DDR3‑1066	133	7,50	533	1066	PC3‑8500	8533
DDR3‑1333	166	6,00	667	1333	PC3‑10600	10667
DDR3‑1600	200	5,00	800	1600	PC3‑12800	12800
DDR3‑1866 (O.C.)	233 (O.C.)	4.29 (O.C.)	933 (O.C.)	1866 (O.C.)	PC3‑14900 (O.C.)	14933 (O.C.)

Magistrala procesorului (cunoscută și sub denumirea de sistem), denumită cel mai adesea FSB (Front Side Bus), este un set de linii de semnal, unite în funcție de scopul lor (date, adrese, control), care au anumite caracteristici electrice și protocoale de transfer de informații.

Astfel, FSB-ul acționează ca o coloană vertebrală între procesor (sau procesoare) și toate celelalte dispozitive din computer: memorie, placa video, hard disk și așa mai departe.

Doar CPU-ul este conectat direct la magistrala de sistem; alte dispozitive sunt conectate la acesta prin controlere speciale, concentrate în principal în podul de nord al setului logic de sistem (chipset) al plăcii de bază.

Deși pot exista și excepții - de exemplu, la procesoarele AMD din familia K8, controlerul de memorie este integrat direct în procesor, oferind astfel o interfață memorie-CPU mult mai eficientă decât soluțiile de la Intel, care rămân fidele canoanelor clasice ale organizarea interfeței procesorului extern.

Parametrii de bază FSB ai unor procesoare:

Intel Pentium III: 100/133; AGTL+; 800/1066
Intel Pentium 4: 100/133/200; QPB; 3200/4266/6400
Intel Pentium D: 133/200; QPB; 4266/6400
Intel Pentium 4 EE: 200/266; QPB; 6400/8533
Intel Core: 133/166; QPB; 4266/5333
Intel Core 2: 200/266; QPB; 6400/8533
AMD Athlon: 100/133; EV6; 1600/2133
AMD Athlon XP: 133/166/200; EV6; 2133/2666/3200
AMD Sempron: 800; HyperTransport; 6400
AMD Athlon 64: 800/1000; HyperTransport; 6400/8000

* Procesor: FSB frecventa MHz; tip FSB; debit teoretic FSB Mb/s

Procesoarele Intel folosesc magistrala de sistem QPB (Quad Pumped Bus), care transferă date de patru ori pe ciclu de ceas, în timp ce magistrala de sistem EV6 a procesoarelor AMD Athlon și Athlon XP transferă date de două ori pe ciclu de ceas (Duble Data Rate).

Arhitectura AMD64, utilizată de AMD în procesoarele liniei Athlon 64/FX/Opteron, folosește o nouă abordare pentru organizarea interfeței CPU - aici, în locul magistralei procesorului FSB și pentru comunicarea cu alte procesoare, se utilizează următoarele:
HyperTransport de magistrală serială (de pachete) de mare viteză, construită conform schemei Peer-to-Peer (punct la punct), oferind viteză mare de schimb de date cu latență relativ scăzută.

Driver opțional AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2

Noul driver opțional AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 îmbunătățește performanța în Borderlands 3 și adaugă suport pentru tehnologia Radeon Image Sharpening.

Actualizare cumulativă Windows 10 1903 KB4515384 (adăugat)

Pe 10 septembrie 2019, Microsoft a lansat o actualizare cumulativă pentru Windows 10 versiunea 1903 - KB4515384 cu o serie de îmbunătățiri de securitate și o remediere pentru o eroare care a întrerupt Căutarea Windows și a cauzat o utilizare ridicată a procesorului.

Driver Game Ready GeForce 436.30 WHQL

NVIDIA a lansat un pachet de driver Game Ready GeForce 436.30 WHQL, care este conceput pentru optimizare în jocurile: Gears 5, Borderlands 3 și Call of Duty: Modern Warfare, FIFA 20, The Surge 2 și Code Vein” remediază o serie de erori observate în versiunile anterioare și extinde lista de afișaje compatibile cu G-Sync.

Deși procesoarele Core i7 cu controler de memorie integrat au fost deja anunțate și sunt disponibile în magazine, prezența lor pe piață rămâne și va rămâne nesemnificativă (conform previziunilor proprii Intel), mai este timp până la lansarea lui i5, așa că deocamdată asamblatorii vor continua să pregătească sisteme bazate pe microarhitectura anterioară a procesoarelor. Și, desigur, sarcina de selecție optimă a configurației va rămâne relevantă atunci când este aplicată sistemelor bazate pe Core 2. În acest articol, vom analiza din nou câteva opțiuni pentru configurațiile de memorie pentru a înțelege cât de rapid și ce tip de memorie este necesar. pentru a debloca potențialul celor mai rapide procesoare, dar nu plătiți în exces degeaba.

Problema plății în exces este absolut adecvată, deoarece numai producătorii „obișnuiți” (cum ar fi, de exemplu, Samsung și Hynix) vând module care respectă standardele JEDEC, în ale căror caracteristici nu există nimic de indicat, cu excepția frecvenței maxime la care pot funcționa. . Dar producătorii de memorie „de elită” (Corsair, OCZ, GeIL etc.) depășesc cu ușurință plafoanele stabilite de standard atât la frecvențe, cât și la tensiunea de alimentare (de obicei, desigur, simultan), pentru care își doresc destul de rezonabil să obțină bani în plus. . Mai mult, multe opțiuni de platformă pentru procesoarele Intel necesită utilizarea DDR3, iar această memorie, pe lângă faptul că este încă mai scumpă decât DDR2, provoacă și achiziționarea de module „de elită”, abia acum cu caracteristici de viteză complet prohibitive. Apropo, o astfel de memorie cel mai probabil nu va avea perspective de actualizare, deoarece pentru procesoarele bazate pe Nehalem există o recomandare oficială din partea producătorului de a nu ridica tensiunea modulelor DDR3 peste 1,65 V.

Pentru studiu, vom lua plăci de bază pe două chipset-uri de top: Intel X48 și NVIDIA nForce 790i Ultra SLI. Ambele oferă configurații maxime posibile pentru Core 2: suport complet pentru PCI Express 2.0, suport pentru toate standardele de memorie DDR3 (cel puțin atunci când se utilizează module cu extindere SPD - EPP 2.0 sau XMP), suport pentru o frecvență magistrală a procesorului de 400 ( 1600) MHz. Apare imediat întrebarea: cât de relevantă este ultima caracteristică pentru cumpărătorii obișnuiți, ținând cont de faptul că până acum a fost lansat un singur procesor cu o frecvență FSB de 1600 MHz? Răspuns: într-adevăr, este irelevant, dar studierea acestui mod ne va ajuta să construim o imagine de ansamblu mai clară și, în plus, acest mod poate fi considerat un caz special de overclocking pentru a face estimări despre ce tip de memorie ar trebui să fie stocată. dacă doriți să overclockați procesorul.

Cercetarea performanței

Stand de testare:

Procesoare:
- Intel Core 2 Duo E6600 (2,4 GHz, magistrală 1066 MHz)
- Intel Core 2 Duo E8200 (2,66 GHz, magistrală 1333 MHz)
- Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 GHz, magistrală 1600 MHz)
Plăci de bază:
- MSI X48C Platinum (versiunea BIOS 7.0b6) pe chipset Intel X48
- XFX nForce 790i Ultra 3-Way SLI (versiunea BIOS P03) pe chipset-ul NVIDIA nForce 790i Ultra SLI
Memorie:
- 2 module de 1 GB Corsair CM2X1024-9136C5D (DDR2-1142)
- 2 module de 1 GB Corsair CM3X1024-1800С7DIN (DDR3-1800)
Placa video: PowerColor ATI Radeon HD 3870, 512 MB
Hard disk: Seagate Barracuda 7200.7 (SATA), 7200 rpm

Software:

OS și drivere:
- Windows XP Professional SP2
- DirectX 9.0c
- Drivere pentru chipset Intel 8.3.1.1009
- Drivere pentru chipset NVIDIA 9.64
- ATI Catalyst 8.3
Aplicații de testare:
- RMMA (Analizor de memorie RightMark) 3.8
- RMMT (Test de memorie cu mai multe fileuri RightMark) 1.1
- 7-Zip 4.10b
- Doom 3 (v1.0.1282)

Pre-testare

Ambele chipseturi utilizate, așa cum am menționat mai sus, sunt proiectate pentru memorie DDR3. Din fericire, au fost lansate un număr suficient de plăci de bază bazate pe chipset-ul Intel care folosesc DDR2 sau cele combinate, precum modelul MSI pe care l-am folosit.

Ce configurații vom verifica? Aici este necesar să se facă o digresiune forțată tradițională și să se explice că viteza operațiunilor de memorie este limitată de frecvența reală și timpul de funcționare a memoriei, precum și de caracteristicile magistralei procesorului, deoarece debitul său poate limita viteza maximă de transfer de date din memorie și înapoi. Într-adevăr, începând din momentul utilizării accesului pe două canale la DDR, lățimea de bandă a memoriei nu este inferioară lățimii de bandă a magistralei de sistem și, de la introducerea DDR2 - și o depășește semnificativ (pentru frecvența FSB de 1066 MHz, de exemplu, lățimea de bandă a magistralei este de ~8533 MB/s, ceea ce corespunde DDR2-533 PS dual-channel).

Dar va fi suficient să instalezi două module DDR2-533 pe placă simultan cu un procesor cu un FSB de 1066 MHz? Un răspuns lipsit de ambiguitate este împiedicat de cel puțin un astfel de parametru cum ar fi timpul de memorie. Din considerente generale, este clar că cu cât frecvența de funcționare a unui cip de memorie este mai mare, cu atât ar trebui să fie mai mari întârzierile relative (exprimate în numărul de cicluri de ceas) în accesarea acestuia (pur și simplu pentru că timpul ciclului de ceas va fi redus). Cu toate acestea, în practică, uneori, pe de o parte, este posibil să se asigure menținerea timpurilor atunci când frecvența crește (datorită faptului că întârzierea de acces absolută se poate încadra mai precis într-un anumit număr de cicluri de ceas) și pe pe de alta parte, in functie de organizarea microcircuitelor si alti parametri, cand frecventa scade.frecventa, intarzierea relativa nu mai poate fi redusa deoarece a atins limita de performanta. Deci, să zicem, un sistem cu un FSB de 1066 MHz și două module DDR2-533 care rulează la CL=4 ar trebui, teoretic, să arate performanțe puțin mai scăzute decât același sistem cu două module DDR2-667 care rulează la aceeași latență CL =4.

În studiul nostru, am încercat să oferim o combinație de diferite frecvențe FSB, precum și frecvențe de memorie și timpi, completând sau testând rezultatele pe două chipseturi.

Rezultatele testului la FSB 1066 MHz

Mai întâi, vom instala un procesor cu o frecvență FSB de 1066 MHz pe bancurile de testare. După cum am indicat deja mai sus, din punctul de vedere al lățimii de bandă la această frecvență de magistrală, este suficient să folosiți DDR2-533 cu două canale. Cu toate acestea, nu am inclus această configurație de memorie în testare, deoarece DDR2-533 practic nu mai este reprezentat pe piață, deci prețul său este inadecvat situației. Modulele DDR2-667 și DDR2-800 sunt reprezentate mult mai pe scară largă, dar nu putem spune cu încredere că există o anumită diferență de preț între ele. Cu toate acestea, vom lua în considerare în continuare configurația cu DDR2-667 dual-channel - cel puțin din interes de cercetare.

Am observat deja în articolele anterioare că atunci când se lucrează în moduri egale, chipsetul NVIDIA este ușor înaintea soluțiilor Intel, iar în testele sintetice acest lucru este uneori deosebit de remarcat. De asemenea, DDR3 în sistemele actuale este de obicei puțin mai lent decât DDR2 (folosind aceleași moduri de viteză și timpi). Pe viitor, nu vom acorda atenție acestor aspecte, decât dacă diferența se manifestă sub aspectul comparației configurațiilor de memorie care ne interesează.

Ca de obicei, să începem cu un studiu la nivel scăzut al potențialului de memorie folosind un test dezvoltat de programatorii noștri.

Din această diagramă este clar că viteza sistemului crește în toate cazurile când frecvența memoriei crește la 1066 MHz, chiar dacă aceasta este însoțită de o creștere a timpurilor - uneori clar disproporționată (de exemplu, valorile absolute ale latențelor de acces). pentru DDR3-1066@7-7-7-20 -1T este mult mai rău decât DDR3-800@5-5-5-16-1T). Și doar creșterea frecvenței memoriei la 1333 MHz nu dă nimic (sau, cel puțin, este acoperită de efectul creșterii timpilor cu un pas).

Imaginea când se studiază viteza de scriere în memorie este absolut în concordanță cu cea descrisă în cazul precedent.

Nu este de mirare că testul de latență de citire a memoriei demonstrează aceleași rapoarte, deși în acest caz DDR3-1333 a reușit totuși să depășească ușor DDR3-1066 în ceea ce privește timpul de acces aleatoriu.

Acum să verificăm dacă imaginea se va schimba cu accesul la memorie multi-threaded: poate că două nuclee într-un mod concurent vor putea folosi lățimea de bandă a magistralei mai eficient? În acest scop, folosim testul RMMT (RightMark Multi-Threaded Memory Test) din pachetul RMMA. (Pentru operațiuni, vom aloca 32 MB fiecărui fir; vom selecta individual distanța de preluare preliminară a datelor pentru a maximiza rezultatul.)

Evident, dimensiunea numerelor s-a schimbat oarecum (citirea cu mai multe fire este puțin mai rapidă, scrierea cu mai multe fire este puțin mai lentă), dar pozițiile relative ale participanților nu s-au schimbat.

Ei bine, acum să verificăm datele obținute pe câteva aplicații reale și, în același timp, să evaluăm diferența dintre valorile reale.

Înarmați cu rezultatele testelor sintetice, nu ne așteptam la o situație diferită. Performanța de arhivare (un grup de teste din lumea reală care depind cel mai mult de viteza subsistemului de memorie) crește de fapt pe măsură ce frecvența memoriei crește la 1066 MHz, chiar și cu o creștere disproporționată a timpilor. În același timp, utilizarea DDR3-1333 nu aduce niciun dividend vizibil, deși practic nu reduce performanța dacă timpii nu sunt prea mari.

Performanța în jocuri urmează aceleași reguli - cel puțin în acele moduri de joc în care viteza este limitată de procesor și memorie, și nu de placa video.

Să ne uităm la valorile absolute ale câștigurilor. În 7-Zip, folosind cea mai rapidă configurație (de facto) pe Intel X48 (DDR2-1066@5-5-5-16-2T) accelerează sistemul cu FSB 1066 MHz cu 6,5% față de cel de bază (DDR2-). 667@4-4-4-12-2T). Acest lucru nu este atât de mic: diferența corespunde aproximativ unui multiplicator de frecvență de 0,5 procesor, adică toate celelalte lucruri fiind egale, o astfel de accelerare oferă aceeași diferență ca și cumpărarea unui procesor cu un model mai vechi. În Doom 3, același efect este de +8,3%. Principala concluzie din acest grup de teste: utilizarea unei memorie mai rapide, contrar calculelor pur teoretice, asigură accelerarea sistemului până la utilizarea DDR2/DDR3-1066. Este o coincidență faptul că frecvența maximă efectivă a memoriei este aceeași cu frecvența FSB? Să încercăm să găsim răspunsul în secțiunile următoare.

Rezultatele testului la FSB 1333 MHz

Acum să instalăm un procesor cu o frecvență FSB de 1333 MHz pe bancurile de testare. Din nou, din punctul de vedere al cantității de lățime de bandă la această frecvență de magistrală, este suficient să folosiți DDR2-667 dual-channel. Deoarece variantele standard DDR2 nu se pot apropia nici măcar de această frecvență FSB, ne vom concentra pe DDR3.

Viteza de citire din memorie continuă să crească constant pe măsură ce frecvența sa de operare crește până la 1333 MHz, chiar și în cazurile în care timpul crește disproporționat (CL7 pentru DDR3-1333 comparativ cu CL5 pentru DDR3-1066). Dar o frecvență de memorie de 1600 MHz nu oferă o creștere a performanței, iar reducerea valorii absolute a timpurilor nu ajută.

Totuși, în ceea ce privește viteza de scriere a memoriei, rezultatele comparative sunt ușor diferite, dar numai în ultimul punct: există și o creștere de la creșterea frecvenței memoriei la 1600 MHz.

Rezultatele testului de latență de citire sunt mai apropiate de calculele teoretice pentru calcularea timpilor: aici câștigători sunt acele moduri care oferă timpi mai mici în valori absolute. Drept urmare, memoria cu o frecvență mai mare câștigă întotdeauna, dar numai pentru că (și în ce măsură) are timpii mai mici.

Citirile cu mai multe fire sunt încă puțin mai rapide, iar scrierile cu mai multe fire sunt încă puțin mai lente, iar rezultatele sunt aproximativ aceleași cu cele ale acceselor de memorie cu un singur thread.

Este puțin probabil ca cineva să fie surprins de confirmarea practică a testelor sintetice; În general, intriga a fost doar în întrebarea dacă DDR3-1600 ar fi capabil să depășească DDR3-1333 la timpi mai mici. Practica a evitat cu delicatețe să răspundem direct la această întrebare, lăsându-ne să evaluăm în mod independent eroarea statistică a testării. Ei bine, este foarte posibil să recunoașteți aceste moduri ca fiind egale ca viteză.

Acum numerele specifice ale diferenței în aplicații reale. 7-Zip favorizează puternic chipsetul NVIDIA, așa că avem două opțiuni de comparație: Intel X48 cu DDR3 în cel mai bun caz câștigă aproximativ 5,5% față de modul cu DDR2-667@4-4-4-12-2T și NVIDIA nForce 790i Ultra - cam la fel, dar în comparație cu cel mai lent mod DDR3. Dacă ar fi să luăm în considerare variațiile neoficiale ale vitezei DDR2 (și producătorii oferă astfel de module), atunci, evident, am putea obține o creștere mai mare pe Intel X48, deoarece DDR2 rulează mai repede pe el, iar frecvența memoriei este setată indiferent de tipul acestuia. . În cazul lui Doom 3, creșterea maximă (dintre cele standard posibile) pe X48 a fost de aproape 7%; pe chipset-ul NVIDIA este mai modestă, dar și modul minim este mai rapid.

În această secțiune de teste, confirmăm concluzia despre beneficiile utilizării memoriei mai rapide și este dificil să determinați clar limita superioară: 1333 MHz este suficient, dar cel puțin nu vă puteți aștepta la o scădere a vitezei de la cumpărarea DDR3-1600 cu momente normale.

Rezultatele testului la FSB 1600 MHz

În cele din urmă, este rândul unui procesor unic, cu o frecvență FSB de 1600 MHz. Capacitățile standard ale controlerului de memorie din chipsetul Intel nu ne vor permite să creăm aici un lanț continuu de indicatori destul de interesant, așa că vom profita din plin de flexibilitatea controlerului de memorie al NVIDIA nForce 790i Ultra. În general, această frecvență FSB limitează frecvența minimă de memorie la 1066 MHz (numai în cazul controlerelor Intel, desigur), adică aici nu pot fi folosite module DDR2 standard. Aceasta înseamnă că comparația noastră este de la un nivel practic: „Este justificată cumpărarea de memorie non-standard, mai scumpă?” se transformă într-un pur teoretic „care memorie non-standard este mai bună?” Cu toate acestea, să nu uităm de DDR3 - aceste frecvențe sunt destul de standard acolo.

Ei bine, imaginea este destul de familiară din părțile anterioare ale comparației: viteza de citire din memorie crește odată cu creșterea frecvenței de funcționare până la 1600 MHz, dar nu mai departe și, din nou, creșterea timpilor nu încalcă acest model.

Imaginea este aceeași la înregistrare, doar că aici este și mai accentuată inutilitatea și chiar nocivitatea DDR3-1800.

Cu toate acestea, DDR3-1800 se răzbună în testul de latență de citire: orice s-ar spune, timpii absoluti în acest mod sunt mai mici.

După cum ne amintim din rezultatele primei testări ale procesorului QX9770 cu DDR2-800 dual-channel, viteza maximă de citire multi-threaded este atinsă atunci când două fire care rulează pe nuclee fizic diferite funcționează concomitent și viteza maximă de scriere multi-threaded se realizează atunci când două fire rulează pe nuclee care aparțin fizic aceluiași un singur nucleu (care partajează un cache L2 comun). După ce am completat configurația anterioară a bancului de testare cu un chipset NVIDIA și module de memorie mult mai rapide, am primit următoarele observații interesante:
pe NVIDIA nForce 790i Ultra SLI, viteza de citire este aproape aceeași atunci când rulează două fire care rulează pe nuclee diferite din punct de vedere fizic și pe nuclee aparținând unui singur nucleu fizic (și citirea în patru fire este semnificativ mai lentă);
Viteza de citire cu preîncărcarea este semnificativ mai rapidă pe NVIDIA nForce 790i Ultra SLI atunci când citiți în două fire din nuclee aparținând unui singur nucleu fizic (iar versiunea cu patru fire este din nou vizibil mai lentă decât celelalte);
Dar viteza maximă de scriere pe NVIDIA nForce 790i Ultra SLI este mai mare tocmai atunci când două fire rulează pe nuclee fizic diferite; scrierea pe 4 fire ocupă o poziție intermediară în viteză.

În scopurile noastre, vom lua exact indicatorii maximi, astfel obținuți în condiții ușor diferite pentru testarea citirii și scrierii multi-threaded.

În cazul chipset-ului Intel, beneficiile utilizării DDR3-1600 sunt evidente; cu chipset-ul NVIDIA, diferența dintre diferite moduri nu este în niciun caz la fel de impresionantă, dar rezultatul general este același: memoria mai rapidă (dar nu mai rapidă FSB) oferă un anumit câștig de viteză.

Testul practic este cu atât mai important, iar rezultatele sale nu sunt atât de optimiste: diferențele dintre modurile cu memorie de diferite frecvențe sunt în intervalul 2-3%, ceea ce cu greu poate fi considerat un stimulent serios pentru achiziționarea modulelor de memorie de top.

Astfel, secțiunea „semi-sintetică” a testelor ne-a permis să confirmăm concluzia despre beneficiile fundamentale ale utilizării memoriei mai rapide, cu un ușor maxim în regiunea DDR3-1600, dar nu ne putem aștepta la o superioritate cu adevărat măsurabilă a performanței față de baza DDR3-1066. Să vă reamintim încă o dată că această concluzie se aplică nu numai puținilor proprietari ai QX9770, ci și tuturor overclockerilor care măresc serios frecvența FSB pentru a overclocka procesorul.

concluzii

Aici nu putem decât să reunim rezultatele obținute din testare în trei grupuri de configurații și să le raportăm la întrebarea inițială a articolului.

Deci, în cazul procesoarelor obișnuite din familia Core 2 cu o frecvență FSB de 1066/1333 MHz, spre deosebire de calculele pur teoretice, este oarecum logic să folosiți memorie dual-channel, care depășește semnificativ magistrala standard de sistem în lățime de bandă. Dacă luăm ca punct de referință configurația cu DDR2-667 (ca cea mai ieftină opțiune disponibilă efectiv pe piață), atunci folosind DDR2 sau DDR3 rapid poți câștiga 6-7-8% în aplicații reale. Să repetăm încă o dată că acest lucru nu este atât de mic: diferența corespunde aproximativ unui multiplicator de frecvență de 0,5 procesor, adică, cu toate celelalte lucruri, o astfel de accelerare oferă aceeași diferență ca și cumpărarea unui procesor cu un model mai vechi. Dar, desigur, nu ar trebui să te bazezi pe accelerația exponențială.

În acest caz, este optim să selectați memoria care este capabilă să funcționeze „pseudo-sincron” cu FSB (frecvențele lor de referință trebuie să se potrivească), fără a crește timpul prea mare (în termeni absoluti, desigur). O astfel de achiziție va fi justificată în marea schemă a lucrurilor? Aproape întotdeauna nu, deoarece diferența dintre costul modulelor de memorie „overclocker” și „obișnuite” poate fi cu ușurință de mai multe ori (dând un câștig, ne amintim, cu 6-8%) - deși concluzia va depinde cu siguranță de costul sistemul complet. Cu toate acestea, vor exista și situații în care o astfel de achiziție este modalitatea cea mai rațională de a îmbunătăți sistemul - de exemplu, dacă intenționați să cumpărați un procesor de top sau aproape de top în linie.

Concluziile trase vor rămâne valabile pentru opțiunea de overclocking a procesorului, dar apoi plăcile de bază de pe cele mai populare chipset-uri (Intel) pur și simplu fizic nu vor permite utilizarea memoriei cu frecvențe joase de operare, ceea ce înseamnă că punctul de referință se va deplasa în orice caz către mai multe module scumpe și productive. Ca rezultat, câștigul din utilizarea, să zicem, DDR3-1600/1800 va fi semnificativ mai mic (aproximativ 2-3%), deși diferența de preț al modulelor de memorie este oarecum nivelată.

FSB - probabil că mulți utilizatori au auzit de mai multe ori despre acest termen de computer. Acest nume este dat uneia dintre cele mai importante componente ale plăcii de bază - magistrala de sistem.

După cum știți, inima oricărui computer personal este procesorul central. Dar nu doar procesorul determină arhitectura unui PC. De asemenea, depinde în mare măsură de setul de cipuri auxiliare (chipset) utilizat pe placa de bază. În plus, procesorul nu poate funcționa fără magistralele interne, care sunt un set de conductori de semnal pe placa de bază. Funcțiile autobuzelor includ transferul de informații între diferite dispozitive de calculator și procesorul central. Caracteristicile magistralelor interne, în special, lățimea de bandă și frecvența lor, determină în mare măsură caracteristicile computerului însuși.

Poate cea mai importantă magistrală de care depinde cel mai mult performanța computerului este magistrala FSB. Abrevierea FSB înseamnă Front Side Bus, care poate fi tradus ca anvelopă „față”. Principalele funcții ale magistralei includ transferul de date între procesor și chipset. Mai exact, FSB-ul este situat între procesor și cipul „northbridge” al plăcii de bază, unde se află controlerul RAM.

Comunicarea dintre podul de nord și un alt cip important din chipset, numit „punte de sud” și care conține controlere de dispozitiv I/O, în computerele moderne se realizează de obicei folosind o altă magistrală, care se numește Direct Media Interface.

De obicei, procesorul și magistrala au aceeași frecvență de bază, care se numește referință sau reală. În cazul unui procesor, frecvența sa finală este determinată de produsul dintre frecvența de referință și un anumit multiplicator. În general, frecvența FSB reală este de obicei frecvența principală a plăcii de bază, care este folosită pentru a determina frecvențele de funcționare ale tuturor celorlalte dispozitive.

În majoritatea computerelor vechi, frecvența reală a magistralei de sistem a determinat și frecvența RAM, dar acum memoria poate avea adesea o frecvență diferită - dacă controlerul de memorie este situat în procesorul însuși. În plus, trebuie avut în vedere faptul că frecvența efectivă a magistralei nu este echivalentă cu frecvența sa efectivă, care este determinată de numărul de biți de informație transmis pe secundă.

În prezent, acest autobuz este considerat învechit și este înlocuit treptat cu altele mai noi - QuickPath și HyperTransport. Autobuzul de sistem QuickPath este dezvoltat de Intel, iar HyperTransport este dezvoltat de AMD.

Autobuz frontal în arhitectura tradițională cu chipset

QuickPath

QuickPath Interconnect (QPI) a fost dezvoltat de Intel în 2008 pentru a înlocui FSB-ul tradițional. QPI a fost folosit inițial în calculatoare bazate pe procesoare Xeon și Itanium. Dezvoltarea QPI a fost destinată să provoace autobuzul Hypertransport, care era deja folosit de ceva timp în chipset-urile AMD.

Deși QPI este de obicei numit magistrală, proprietățile sale diferă totuși semnificativ de proprietățile unei magistrale de sistem tradiționale, iar în designul său este o conexiune prin cablu de tip interconectare. QPI este o parte integrantă a unei tehnologii pe care Intel o numește arhitectură QuickPath. În total, QPI are 20 de linii de date, iar numărul total de fire de magistrală QPI este de 84. La fel ca Hypertransport, tehnologia QuickPath implică faptul că controlerul de memorie este încorporat în procesorul central însuși, deci este folosit doar pentru a comunica cu I/O controlor. Autobuzul QuickPath poate funcționa la frecvențe de 2,4, 2,93, 3,2, 4,0 sau 4,8 GHz.

Aspect de interconexiune QuickPath

Hipertransport

Autobuzul Hypertransport este dezvoltat de AMD. Hypertransport are caracteristici de performanță similare cu magistrala QuickPath, dar a fost creat cu câțiva ani mai devreme decât magistrala QuickPath. Autobuzul se distinge prin arhitectura și topologia sa originale, complet diferite de arhitectura și topologia FSB-ului. Autobuzul Hypertransport se bazează pe componente precum tuneluri, poduri, verigi și lanțuri. Arhitectura magistralei este concepută pentru a elimina blocajele din diagrama de conectare între dispozitivele individuale de pe placa de bază și pentru a transmite informații la viteze mari și cu puține întârzieri.

Există mai multe versiuni de Hypertransport, care funcționează la frecvențe de ceas diferite - de la 200 MHz la 3,2 GHz. Debitul maxim al magistralei pentru versiunea 3.1 este de peste 51 GB/s (ambele direcții). Autobuzul este folosit atât pentru a înlocui magistrala FSB în sistemele cu un singur procesor, cât și ca magistrală principală în calculatoarele multiprocesor.

Dispunerea autobuzului de hipertransport

Interfață media directă

Câteva cuvinte ar trebui spuse despre un astfel de tip de magistrală de sistem precum Direct Media Interface (DMI). DMI este proiectat să se conecteze între cele două chipset-uri principale - podurile de nord și de sud. Autobuzul DMI a fost folosit pentru prima dată în chipset-urile Intel în 2004.

Autobuzul DMI are proprietăți arhitecturale care îl combină cu o magistrală periferică, cum ar fi PCI Express. Mai exact, DMI folosește linii de date seriale și are, de asemenea, fire separate pentru transmiterea și primirea datelor.

Locul DMI (indicat cu roșu) în arhitectura computerului.

Implementarea originală a DMI a furnizat transfer de date de până la 10 Gbit/s în fiecare direcție. Versiunea modernă a magistralei, DMI 2.0, poate suporta viteze de 20 GB/s în ambele direcții. Multe versiuni mobile ale DMI au jumătate din numărul de linii de semnal în comparație cu versiunile desktop ale DMI.

Concluzie

Autobuzul de sistem este un fel de „arteră” de sânge a oricărui computer, asigurând transferul de date din „inima” plăcii de bază - procesorul - către restul microcircuitelor plăcii de bază și, mai ales, către podul de nord, care controlează funcționarea memoriei RAM. În prezent, în diferite arhitecturi de plăci de bază puteți găsi atât magistrala tradițională FSB, cât și magistralele Hypertransport și QPI foarte eficiente cu topologii complexe. Caracteristicile, performanța și arhitectura magistralei de sistem sunt factori importanți care determină capabilitățile potențiale ale unui computer.

Microprocesor pentru computer personal prin Autobuz FSB se conectează la controlerul de sistem sau podul de nord chipset. Controlerul de sistem include Controler RAM(în unele microprocesoare controlerul RAM este încorporat în microprocesor) și controlere de magistrală la care se conectează periferice.

Arhitectura unor computere prevede conectarea celor mai puternice dispozitive periferice la Northbridge, de exemplu placă grafică cu cauciucul PCI-Express 16x, și dispozitive mai puțin puternice, cum ar fi un modul BIOS cu cauciucul PCI, conectează la podul de sud, care se conectează cu podul de Nord o anvelopă specială, de exemplu Hyper Transport, MuTIOL, V-Link, O legătură etc.

Astfel, FSB-ul acționează ca o coloană vertebrală între procesor și chipset.

niste calculatoare au extern memorie cache, conectat prin magistrala de fundal a procesorului (Autobuz din spate - BSB), care are o lățime de bandă mai mare decât magistrala FSB, dar funcționează numai cu anumite dispozitive.

Fiecare dintre magistralele secundare, în raport cu magistrala FSB, funcționează la propria frecvență, care poate fi fie mai mare, fie mai mică decât această frecvență. Uneori, frecvența magistralei secundare este o derivată a frecvenței FSB și, uneori, este setată independent.

Pe plăcile de bază de generație mai veche, frecvența sistemului RAM a coincis cu frecvența de pe magistrala FSB, pe placi de baza moderne aceste frecvențe pot diferi.

Tabelul de mai jos prezintă caracteristicile comparative ale magistralelor FSB pentru unele microprocesoare.

Caracteristici comparative ale magistralelor FSB pentru unele procesoare

Toate autobuzele discutate în tabelul de mai sus sunt pe 64 de biți. Cel mai rapid autobuz de toate tipurile este QPB - una dintre cele mai interesante îmbunătățiri ale procesoarelor din generația P7. Autobuz de schimb intern cvadruplu (Autobuz cu patru pompe - QPB) sincronizat la o frecvență externă a sistemului de 100, 133, 166, 200 sau 266 MHz.

Procesorul organizează schimbul de date - de patru ori pe ciclu de sincronizare a sistemului, adică. cu un raport de transmisie de 4x. Astfel, frecvența pe magistrala FSB crește și este de 400, 533 și, respectiv, 800 MHz. Autobuzul QPB are o lățime de 64 de biți, ceea ce înseamnă că patru pachete de date pe 64 de biți sunt trimise pe magistrală per ciclu de ceas.

Autobuzele Intel anterioare pe 64 de biți - Host Bus logic, sau GTL+ (Gunning Transceiver Logic) și AGTL+ (Assisted Gunning Transceiver Logic) trimit doar un pachet de date pe ciclu de ceas. Autobuzele vă permit să conectați până la două microprocesoare, iar viteza este împărțită la jumătate.

Principiul de funcționare al autobuzelor CTI+ și ACTI+

Autobuzul Alpha EV6 folosit de companie AMDîn microprocesoarele lor AthlonȘi Athlon XP, vă permite să transmiteți două pachete pe ciclu de ceas de-a lungul muchiei de avans și de descreștere a impulsului de sincronizare. Lățimea acestei magistrale este de 72 de biți, opt dintre aceștia fiind utilizați pentru a controla fiabilitatea codului de date ECC. Datorită conexiunii punct la punct, magistrala vă permite să conectați până la 14 procesoare fără pierderi de performanță.

Principiul de funcționare al magistralei Alpha EV6

Procesoarele AMD Athlon 64, AMD Athlon FX și Opteron au un controler de memorie încorporat în procesor, ceea ce schimbă oarecum scopul FSB.

BIOS de laborator: Setări System Bus (FSB).

FSB (Front Site Bus) este o magistrală de sistem care conectează procesorul la podul de nord al chipset-ului plăcii de bază. Busul de sistem permite procesorului să interacționeze cu componentele computerului. Frecvența magistralei de sistem este frecvența la care funcționează memoria. Uneori numită frecvență externă.