Hyper-Transport

Материал из ПИЭ.Wiki

Перейти к: навигация, поиск

Шина HyperTransport (HT), так же иногда называемая Lightning Data Transport (LDT), — это двунаправленная последовательно/параллельная компьютерная шина, с высокой пропускной способностью и малыми задержками. Для разработки и продвижения данной шины был образован консорциум HyperTransport Technology. Технология используется компаниями AMD и Transmeta в x86 процессорах, PMC-Sierra, Broadcom и Raza Microelectronics в MIPS микропроцессорах, NVIDIA, VIA, SiS, ULi/ALi, AMD, Apple Computer и HP в наборах системной логики для ПК, HP, Sun Microsystems, IBM, и IWill в серверах, Cray, Newisys и PathScale в сверхкомпьютерах, а так же компанией Cisco Systems в роутерах.

Файл:HT.jpg‎


Содержание

Введение

HyperTransport работает на частотах от 200 МГц до 2,6 ГГц (сравните с шиной PCI и её 33 или 66 МГц). Кроме того, она использует DDR, что означает, что данные посылаются как по переднему, так и по заднему фронтам сигнала синхронизации, что позволяет осуществлять до 5200 миллионов посылок в секунду при частоте сигнала синхронизации 2,6 ГГц; частота сигнала синхронизации настраивается автоматически.

HyperTransport поддерживает автоматическое определение ширины шины, от 2-х битных линий до 32-х битных линий. Полноразмерная, полноскоростная, 32-х битная шина в двунаправленном режиме способна обеспечить пропускную способность до 20800 МБ/с (2*(32/8)*2600), являясь, таким образом, самой быстрой шиной среди себе подобных. Шина может быть использована как в подсистемах с высокими требованиями к пропускной способности (оперативная память и ЦПУ), так и в подсистемах с низкими требованиями (переферийные устройства). Данная технология также способна обеспечить низкие задержки для других применений в других подсистемах.

Шина HyperTransport основана на передаче пакетов. Каждый пакет состоит из 32 разрядных слов, вне зависимости от физической ширины шины (количества информационных линий). Первое слово в пакете — всегда управляющее слово. Если пакет содержит адрес, то последние 8 бит управляющего слова сцеплены со следующим 32-битным словом, в результате образуя 40 битный адрес. Шина поддерживает 64 разрядную адресацию — в этом случае в пакет начинается со специального 32 разрядного управляющего слова, указывающего на 64 разрядную адресацию, и содержащего разряды адреса с 40 по 63 (разряды адреса нумеруются начиная с 0). Остальные 32-х битные слова пакета содержат непосредственно передаваемые данные. Данные всегда передаются 32-х битными словами, вне зависимости от их реальной длины (например, в ответ на запрос на чтение одного байта по шине будет передан пакет, содержащий 32 бита данных и флагом-признаком того, что значимыми из этих 32 бит являются только 8).

Пакеты HyperTransport передаются по шине последовательно. Увеличение пропускной способности влечёт за собой увеличение ширины шины. HyperTransport может использоваться для передачи служебных сообщений системы, для передачи прерываний, для конфигурирования устройств, подключенных к шине и для передачи данных.

Операция записи на шине бывает двух видов — posted и non-posted. Posted-операция записи заключается в передаче единственного пакета, содержащего адрес, по которому необходимо произвести запись и данные. Эта операция обычно используется для обмена дынными с высокоскоростными устройствами, например, для DMA передачи. Non-posted операция записи состоит из посылки двух пакетов: устройство, инициирующее операцию записи посылает устройству-адресату пакет, содержащий адрес и данные. Устройство-адресат, получив такой пакет проводит операцию записи и отсылает устройству-инициатору пакет, содержащий информацию о том, успешно ли произведена запись. Таким образом, posted-запись позволяет получить максимальную скорость передачи данных (нет затрат на пересылку пакета-подтверждения), а non-posted-запись позволяет обеспечить надёжную передачу данных (приход пакета-подтверждения гарантирует, что данные дошли до адресата).

Также HyperTransport хорошо способствует энергосбережению, так как поддерживает ACPI. Это значит, что при изменении состояния процессора (C-state) на энергосберегающее, изменяется также и состояние устройств (D-state), то есть например, при отключении процессора диски тоже отключаются.


Электрический интерфейс HyperTransport/LDT — низковольтные дифференциальные сигнылы (Low Voltage Differential Signaling (LVDS)), с напряжением 2,5 В.

Применение HyperTransport

Замена шины процессора

Шина HyperTransport нашла широкое применение, в основном, в качестве замены шины процессора. Для примера, к процессору Pentium нельзя напрямую подключать устройства с шиной PCI, так как этот процессор использует свою специализированную шину (которая может быть различной у разных поколений процессоров). Для подключения дополнительных устройств (например с шиной PCI) в таких системах необходимы дополнительные устройства для сопряжения шины процессора с шиной периферийных устройств (мосты). Данные адаптеры обычно включают в специализированные наборы системной логики, называемые северный мост и южный мост.

Процессоры разных производителей могут использовать разные шины, а значит для них нужны разные мосты для соединения шины процессора с периферийными шинами. Компьютеры, использующие шину HyperTransport более универсальны и просты, а также более производительны. Однажды разработанный мост PCI-HyperTransport позволяет взаимодействовать любому процессору, поддерживающиму шину HyperTransport и любому устройству шины PCI. Для примера, NVIDIA nForce чипсет использует шину HyperTransport для соединения между северным и южным мостами.


Межпроцессорная шина

Другое приминение HyperTransport — шина NUMA многопроцессорных компьютеров. AMD использует HyperTransport как часть проприетарной архитектуры Direct Connect Architecture в своей линейке процессоров Opteron и Athlon64. Технология HORUS interconnect компании Newisys расширяет концепцию до уровня кластерных систем.


Применение в маршрутизаторах и коммутаторах

HyperTransport так же может быть использован в качестве шины в роутерах и свитчах. Роутер и свитч имеют множественные соединения портов, и данные должны быть перенаправленны на необходимый порт как можно быстрее. Таким образом, 4-х портовый 100 МБит/с Ethernet роутер нуждается во внутренней шине с пропускной способностью не менее 800 МБит/с (100 МБит/с * 4 порта * 2 направления). HyperTransport предоставляет отличную пропускную способность, так необходимую для данных приложений.


HTX и сопроцессорные соединения

Проблема пропускной способности шины между ЦПУ и сопроцессором обычно бывает главным камнем преткновения при практической реализации. Соединения, которые разработаны для такого нестандартного использования интерфейса HyperTransport известны как HTX соединения. HTX позволяет подключать карты для разработки с поддержкой прямого доступа к ЦПУ и DMA доступа к системной ОЗУ. Вскоре и сопроцессоры, основанные на ПЛИС будут иметь интерфейс HyperTransport и, таким образом, возможность простой интеграции с материнской платой. Современное поколение ПЛИС от основных производителей (Altera и Xilinx) могут получить прямую поддержку интерфейса HyperTransport уже в ближайшее время.


Консорциум HyperTransport

В консорциум HyperTransport входят такие компании, как Advanced Micro Devices (AMD), Alliance Semiconductor, Apple Computer, Broadcom Corporation, Cisco Systems, NVIDIA, PMC-Sierra, Sun Microsystems, а так же Transmeta. Он управляет спецификациями HyperTransport, проводит новые разработки и продвижение стандарта. На 2005 год Дэвид Рич (David Rich) из AMD являлся президентом консорциума, Марио Савали (Mario Cavalli) — генеральным менеджером, Брайен Холден (Brian Holden) из PMC-Sierra одновременно являлся вице президентом и возглавлял группу технических разработок, а Гарри Хиршман (Harry Hirschman) из PathScale возглавлял маркетинговую группу.

Реализации

  • ht_tunnel от проекта OpenCores (под лицензией MPL)
  • ATI Radeon® Xpress 200 для процессоров AMD
  • NVIDIA nForce™ Professional MCPs (media and communications processors)
  • Системный контроллер ServerWorks HT-2000 HyperTransport™ SystemI/O™ Controller
  • Шина HyperTransport используется в компьютерах фирмы Apple с процессором PowerPC G5


Список источников

--Татьяна Баранова 17:43, 12 мая 2010 (UTC) Код:

Просмотры
Инструменты

Besucherzahler russian mail order brides
счетчик посещений
Rambler's Top100
Лингафонные кабинеты  Интерактивные доски  Интерактивная приставка Mimio Teach