HiperTransport - HyperTransport

Bazen "HT" olarak da kısaltılan Hyper-Threading ile karıştırılmamalıdır .
HyperTransport Konsorsiyumu logosu

Eskiden Lightning Data Transport ( LDT ) olarak bilinen HyperTransport ( HT ), bilgisayar işlemcilerinin birbirine bağlanması için bir teknolojidir . 2 Nisan 2001'de tanıtılan çift ​​yönlü seri / paralel yüksek bant genişliğine sahip , düşük gecikme süreli noktadan noktaya bağlantıdır . HyperTransport Konsorsiyumu , HyperTransport teknolojisini teşvik etmek ve geliştirmekten sorumludur.

HyperTransport iyisi olarak bilinir sistem veriyolu mimarisi AMD merkezi işlem birimlerinde dan (CPU) Athlon 64 sayesinde AMD FX ve ilgili Nvidia nForce anakart yonga seti. HyperTransport ayrıca IBM ve Apple tarafından Power Mac G5 makinelerinin yanı sıra bir dizi modern MIPS sistemi için de kullanılmıştır.

Mevcut HTX 3.1 spesifikasyonu, 2014 yüksek hızlı (2666 ve 3200  MT /sn veya yaklaşık 10,4 GB/sn ve 12,8 GB/sn) DDR4 RAM ve daha yavaş (yaklaşık 1 GB/sn [1] üst düzey PCIe SSD'lere benzer) için rekabetçi kaldı ULLtraDIMM flash RAM) teknolojisi—ortak bir CPU veriyolunda herhangi bir Intel ön veri yolundan daha geniş bir RAM hızı aralığı . Intel teknolojileri, her hız aralığındaki RAM'in kendi arabirimine sahip olmasını gerektirir, bu da daha karmaşık bir anakart düzenine, ancak daha az darboğaza neden olur. 26 GB/sn'deki HTX 3.1, önerilen en yüksek hızlarda çalışan dört adede kadar DDR4 çubuğu için birleşik bir veri yolu işlevi görebilir. Bunun ötesinde DDR4 RAM, birleşik aktarım olarak değerini azaltan iki veya daha fazla HTX 3.1 veriyolu gerektirebilir.

genel bakış

Bağlantılar ve oranlar

HyperTransport, 200 MHz'den 3.2 GHz'e kadar çalışan 1.x, 2.0, 3.0 ve 3.1 olmak üzere dört versiyonda gelir  . Aynı zamanda bir DDR veya " çift ​​veri hızı " bağlantısıdır, yani saat sinyalinin hem yükselen hem de düşen kenarlarına veri gönderir . Bu, 3,2 GHz'de çalışırken maksimum 6400 MT/sn veri hızına izin verir. Çalışma frekansı, mevcut bilgi işlemde anakart yonga seti (Kuzey Köprüsü) ile otomatik olarak belirlenir.

HyperTransport, bağlantı başına 2 ila 32 bit arasında değişen, otomatik anlaşmalı bir bit genişliğini destekler; HyperTransport veriyolu başına iki tek yönlü bağlantı vardır. Tam 32-bit bağlantılar kullanan ve tam HyperTransport 3.1 spesifikasyonunun çalışma frekansını kullanan 3.1 sürümünün ortaya çıkmasıyla birlikte, teorik aktarım hızı, yön başına 25,6  GB /sn (3.2 GHz × saat döngüsü başına 2 aktarım × bağlantı başına 32 bit), veya 51,2 GB/sn toplu iş hacmi, onu PC iş istasyonları ve sunucular için mevcut veri yolu standartlarının çoğundan daha hızlı hale getirmenin yanı sıra yüksek performanslı bilgi işlem ve ağ iletişimi için çoğu veri yolu standardından daha hızlı hale getirir.

Çeşitli genişliklerdeki bağlantılar, başka bir CPU'ya 16 bitlik bir bağlantı ve bir çevresel aygıta 8 bitlik bir bağlantıda olduğu gibi tek bir sistem konfigürasyonunda birlikte karıştırılabilir ; bu, CPU'lar arasında daha geniş bir ara bağlantıya ve çevre birimlerine daha düşük bir bant genişliği ara bağlantısına izin verir. uygun. Ayrıca, tek bir 16 bitlik bağlantının iki adet 8 bitlik bağlantıya bölünebildiği bağlantı bölmeyi de destekler. Teknoloji ayrıca, daha düşük ek yükü nedeniyle tipik olarak diğer çözümlerden daha düşük gecikme süresine sahiptir.

Elektriksel olarak, HyperTransport, 1,2 V'ta çalışan düşük voltajlı diferansiyel sinyallemeye (LVDS) benzer . HyperTransport 2.0, imleç sonrası verici vurgusu ekledi . HyperTransport 3.0, karıştırma ve alıcı faz hizalamasının yanı sıra isteğe bağlı verici öncülü vurgusunu ekledi.

paket odaklı

HyperTransport, paket tabanlıdır; burada her paket , bağlantının fiziksel genişliğinden bağımsız olarak bir dizi 32 bit sözcükten oluşur . Paketteki ilk kelime her zaman bir komut alanı içerir. Birçok paket 40 bitlik bir adres içerir. 64 bit adresleme gerektiğinde ek bir 32 bit kontrol paketi eklenir. Veri yükü, kontrol paketinden sonra gönderilir. Aktarımlar, gerçek uzunluklarından bağımsız olarak her zaman 32 bitin katlarına kadar doldurulur.

HyperTransport paketleri, ara bağlantıya bit süreleri olarak bilinen segmentlerde girer. Gereken bit sayısı bağlantı genişliğine bağlıdır. HyperTransport ayrıca sistem yönetimi mesajlaşmasını, kesintileri sinyallemeyi, bitişik cihazlara veya işlemcilere prob göndermeyi, G/Ç işlemlerini ve genel veri işlemlerini destekler. Desteklenen iki tür yazma komutu vardır: gönderildi ve gönderilmedi. Gönderilen yazılar, hedeften bir yanıt gerektirmez. Bu genellikle tek tip bellek erişim trafiği veya doğrudan bellek erişim aktarımları gibi yüksek bant genişliğine sahip cihazlar için kullanılır . Gönderilmeyen yazma işlemleri, alıcıdan "hedef tamamlandı" yanıtı şeklinde bir yanıt gerektirir. Okumalar ayrıca okunan verileri içeren bir yanıt gerektirir. HyperTransport, PCI tüketici/üretici sipariş modelini destekler.

Güç yönetimli

HyperTransport , Gelişmiş Yapılandırma ve Güç Arayüzü spesifikasyonu ile uyumlu olduğu için güç yönetimini de kolaylaştırır . Bu, işlemci uyku durumlarındaki (C durumları) değişikliklerin, örneğin CPU uyku moduna geçtiğinde disklerin kapatılması gibi, cihaz durumlarındaki (D durumları) değişiklikleri işaret edebileceği anlamına gelir. HyperTransport 3.0, merkezi bir güç yönetimi denetleyicisinin güç yönetimi ilkelerini uygulamasına izin vermek için daha fazla yetenek ekledi.

Uygulamalar

Ön taraf veri yolu değiştirme

HyperTransport'un birincil kullanımı , her Intel işlemci türü için farklı olan Intel tanımlı ön veri yolunu değiştirmektir . Örneğin, bir Pentium doğrudan bir PCI Express veri yoluna bağlanamaz , ancak sistemi genişletmek için önce bir adaptörden geçmesi gerekir. Tescilli ön veri yolu, AGP veya PCI Express gibi çeşitli standart veri yolları için adaptörler aracılığıyla bağlanmalıdır . Bunlar tipik olarak ilgili kontrolör işlevlerine, yani kuzey köprüsü ve güney köprüsüne dahil edilir .

Buna karşılık, HyperTransport, çok şirketli bir konsorsiyum tarafından yayınlanan açık bir spesifikasyondur. Tek bir HyperTransport adaptör yongası, geniş bir HyperTransport özellikli mikroişlemci yelpazesiyle çalışacaktır.

AMD , Opteron , Athlon 64 , Athlon II , Sempron 64 , Turion 64 , Phenom , Phenom II ve FX mikroişlemci ailelerinde ön veri yolunu değiştirmek için HyperTransport'u kullandı .

Çok işlemcili ara bağlantı

HyperTransport'un başka bir kullanımı, NUMA çok işlemcili bilgisayarlar için bir ara bağlantıdır . AMD, Opteron ve Athlon 64 FX ( Çift Soketli Doğrudan Bağlantı (DSDC) Mimarisi ) işlemci serisinde Direct Connect Mimarisinin bir parçası olarak tescilli bir önbellek tutarlılık uzantısına sahip HyperTransport kullanır . HORUS bağlantı dan Newisys büyük kümeler için bu kavramı uzanır. 3Leaf Systems'ın Aqua cihazı, CPU'ları, belleği ve G/Ç'leri sanallaştırır ve birbirine bağlar.

Yönlendirici veya anahtar bus değiştirme

HyperTransport, yönlendiricilerde ve anahtarlarda veri yolu olarak da kullanılabilir . Yönlendiriciler ve anahtarlar, birden çok ağ arabirimine sahiptir ve verileri bu bağlantı noktaları arasında olabildiğince hızlı iletmelidir. Örneğin, dört bağlantı noktalı, 1000  Mbit /sn bir Ethernet yönlendirici, maksimum 8000 Mbit/sn dahili bant genişliğine ihtiyaç duyar (1000 Mbit/s × 4 bağlantı noktası × 2 yön)—HyperTransport, bu uygulamanın gerektirdiği bant genişliğini büyük ölçüde aşar. Ancak 4 + 1 bağlantı noktası 10 Gb yönlendirici, 100 Gbit/sn dahili bant genişliği gerektirir. Buna 802.11ac 8 antenleri ve WiGig 60 GHz standardını (802.11ad) ekleyin ve HyperTransport daha uygun hale gelir (gerekli bant genişliği için 20 ila 24 şerit arasında herhangi bir yerde kullanılır).

Yardımcı işlemci ara bağlantısı

CPU'lar ve yardımcı işlemciler arasındaki gecikme ve bant genişliği sorunu, genellikle pratik uygulamalarının önündeki en büyük engel olmuştur. FPGA'lar gibi HyperTransport veri yoluna erişebilen ve ana karta entegre olabilen yardımcı işlemciler ortaya çıktı. Her iki ana üreticinin ( Altera ve Xilinx ) mevcut nesil FPGA'ları , HyperTransport arabirimini doğrudan destekler ve IP Çekirdeklerine sahiptir. XtremeData, Inc. ve DRC gibi şirketler bu FPGA'ları (DRC durumunda Xilinx) alır ve FPGA'ların doğrudan Opteron soketine takılmasına izin veren bir modül oluşturur.

AMD , takılabilir kartlar ve yardımcı işlemciler için HyperTransport kullanımını daha da yaygınlaştırmak için 21 Eylül 2006'da Torrenza adlı bir girişim başlattı . Bu girişim, "Soket F"lerini XtremeData ve DRC'den gelenler gibi eklenti kartlarına açtı.

Ek kart konektörü (HTX ve HTX3)

Yukarıdan aşağıya konektörler: HTX, yükseltici kart için PCI-Express, PCI-Express

HyperTransport Konsorsiyumu, yuva tabanlı bir çevre biriminin bir HyperTransport arabirimi kullanarak bir mikroişlemciye doğrudan bağlantı kurmasını sağlayan bir konektör özelliği yayınladı. Bu olarak bilinen , H yper T ransport e X, pansiyon ( HTX ). 16 şeritli bir PCI-Express yuvasıyla aynı mekanik konektörün ters bir örneğini (artı güç pimleri için bir x1 konektörü) kullanan HTX, bir CPU'ya ve DMA'ya sistem RAM'ine doğrudan erişimi destekleyen takılabilir kartların geliştirilmesine olanak tanır . Bu yuva için ilk kart QLogic InfiniPath InfiniBand HCA idi. IBM ve HP , diğerleri arasında HTX uyumlu sistemler yayınladı.

Orijinal HTX standardı 16 bit ve 800 MHz ile sınırlıdır.

Ağustos 2008'de, HyperTransport Konsorsiyumu, HTX'in saat hızını 2,6 GHz'e (5,2 GT/s, 10.7 GTi, 5,2 gerçek GHz veri hızı, 3 MT/s düzenleme hızı) genişleten ve geriye dönük uyumluluğu koruyan HTX3'ü piyasaya sürdü.

Test yapmak

"DUT" test konektörü, standartlaştırılmış fonksiyonel test sistemi ara bağlantısını etkinleştirmek için tanımlanmıştır.

Uygulamalar

Frekans özellikleri

HyperTransport
sürümü 		Yıl Maks. HT frekansı Maks. bağlantı genişliği Maks. toplam bant genişliği (GB/sn)
çift ​​yönlü 16 bit tek yönlü 32 bit tek yönlü*
1.0 2001 800 MHz 32 bit 12.8 3.2 6.4
1.1 2002 800 MHz 32 bit 12.8 3.2 6.4
2.0 2004 1.4 GHz 32 bit 22.4 5.6 11.2
3.0 2006 2,6 GHz 32 bit 41.6 10.4 20.8
3.1 2008 3.2 GHz 32 bit 51.2 12.8 25.6

* AMD Athlon 64 , Athlon 64 FX, Athlon 64 X2 , Athlon X2, Athlon II , Phenom, Phenom II , Sempron , Turion serisi ve sonraki sürümleri bir adet 16-bit HyperTransport bağlantısı kullanır. AMD Athlon 64 FX ( 1207 ), Opteron üç adede kadar 16-bit HyperTransport bağlantısı kullanır. Bu işlemci bağlantıları için ortak saat hızları 800 MHz ila 1 GHz (754/939/940 bağlantılarında daha eski tek ve çoklu yuva sistemleri) ve 1,6 GHz ila 2,0 GHz (AM2+/AM3 bağlantılarında daha yeni tek yuvalı sistemler - çoğu yeni CPU 2.0 kullanıyor) GHz). HyperTransport'un kendisi 32 bit genişlikte bağlantılara sahip olsa da, bu genişlik şu anda herhangi bir AMD işlemcisi tarafından kullanılmamaktadır. Bazı yonga setleri, işlemciler tarafından kullanılan 16 bit genişliği bile kullanmaz. Bu Nvidia içerir nForce3 150, nForce3 Pro 150 ve ULi M1689-16-bit Hypertransport aşağı bağlantı kullanmak ancak 8 bit Hypertransport yukarı bağlantı sınırlar.

İsim

Kullanımı arasında bazı pazarlama karışıklık olmuştur HT atıfta H yper T ransport ve daha sonra kullanmak HT başvurmak için Intel 'in Hyper Threading bazı özellik Pentium 4 tabanlı ve daha yeni Nehalem ve Westmere tabanlı Intel Core mikroişlemci . Hiper-Resmi olarak bilinir lH yper- T hreading T EKNOLOJİ ( HTT ) veya HT Technology . Bu karışıklık potansiyeli nedeniyle, HyperTransport Konsorsiyumu her zaman yazılı formu kullanır: "HyperTransport."

sonsuzluk kumaşı

Infinity Fabric (IF), AMD tarafından 2016 yılında GPU'ları ve CPU'ları için bir ara bağlantı olarak duyurulan bir HyperTransport üst kümesidir. Ayrıca, Infinity Architecture olarak bilinen bir düzenleme olan CPU'lar ve GPU'lar ( Heterojen Sistem Mimarisi için ) arasındaki iletişim için interchip ara bağlantısı olarak da kullanılabilir . Şirket, Infinity Fabric'in 30 GB/s'den 512 GB/s'ye ölçekleneceğini ve daha sonra 2017'de piyasaya sürülen Zen tabanlı CPU'larda ve Vega GPU'larda kullanılacağını söyledi.

Zen ve Zen+ CPU'larda, "SDF" veri ara bağlantıları, farklı saat hızlarının neden olduğu gecikmeyi ortadan kaldırmak için alınan bir karar olan DRAM bellek saati (MEMCLK) ile aynı frekansta çalıştırılır. Sonuç olarak, daha hızlı bir RAM modülü kullanmak tüm veri yolunu daha hızlı hale getirir. Linkler HT'de olduğu gibi 32 bit genişliğindedir, ancak orijinal 2'ye kıyasla döngü başına 8 aktarım (128 bitlik paketler) yapılır. Daha yüksek güç verimliliği için elektriksel değişiklikler yapılır. On Zen 2 çünkü yüksek hızda DRAM sistem dolayısıyla hız IF etkileyen ve ile Zen'in erken sorunların, DRAM saatine: 1 oranında 1 veya 2: Zen 3 CPU, EĞER otobüsün 1 ya ayrı bir saatin üzerindedir istikrar. Otobüs genişliği de ikiye katlandı.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar