AULA 13
Data de publicação: Jan 05, 2014 8:29:51 PM
FSB e além
O CPU Bus, Front Side Bus ou simplesmente FSB, representa a forma como um processador comunica com o exterior, isto é, com a North Bridge, muitas vezes denominada como Memory Controller Hub (MCH) presente na motherboard. Este foi introduzido pela primeira vez no Pentium Pro.
A MCH por sua vez, liga à South Bridge ou Input/Output Hub (IOH) através de um barramento próprio. Numa motherboard convencional estes dois chips são facilmente reconhecíveis.
O número 1 da figura representa o North Bridge (ou MCH) e o número 2 a South Bridge (ou IOH).
Como atrás já se referiu existem 3 tipos de barramentos:
- Dados
- Endereços
- Controlo
O FSB está claramente associado ao barramento de dados. Tomando em consideração que hoje em dia, os barramentos são na sua maioria de 64 bit necessitamos apenas de saber a velocidade deste barramento para saber a quantidade de dados transferidos. Por exemplo, um Pentium IV que opere internamente a 3,4 GHz comunica com o exterior do FSB apenas a 800 MHz.
Assim, o FSB permite:
800 MHz x 64 bit = 800 MHz x 8 byte = 6400 MB/s
A complexidade do interior dos processadores, sobretudo devido à introdução de vários núcleos de processamento, o aumento da velocidade interna, aumento das resoluções de vídeo (Full HD), texturas cada vez mais complexas utilizadas nos jogos e o desenvolvimento das redes para Gigabit Ethernet, levou à necessidade de mudar o tipo de arquitetura, anteriormente baseada no FSB. Quantidades enormes de dados passavam pela MCH atingindo um estrangulamento (bottleneck).
Duas tecnologias surgiram para resolver este problema:
- Hypertransport (AMD)
- Quickpath Interconnect (Intel)
A grande diferença é que a AMD introduziu o Hypertransport 2003, enquanto a Intel apenas cinco anos depois (2008) o Quickpath Interconnect.
Tanto o Hypertransport como o QPI residem em ligações ponto a ponto de baixa latência e grande largura de banda, que permitem interligar o processador diretamente à ICH, uma vez que, cada processador passa a ter integrado um controlador de memória deixando assim de esse acesso ser realizado através da MCH. Para além disso, dentro do microprocessador existem ligações entre os vários núcleos.
O Hypertransport foi lançado no AMD Athlon 64 pela primeira vez enquanto o QPI foi introduzido apenas recentemente na série Intel Core i7.
Vejamos as diferenças dace à arquitetura anterior:
Em maior pormenor, considerando agora o interior do microprocessador (omitindo alguns componentes para simplificar).
Esta tecnologia para o utilizador comum traz vantagens sobretudo no aproveitamento da memória RAM. Por exemplo, com os Intel Core i7 é possível tirar partido de memória DDR3 a funcionar em triplo canal (triple channel), tudo devido ao controlador de memória integrado no CPU. Claramente existem também vantagens no acesso ao barramento da placa gráfica e a outros componentes de entrada e saída. Estas tecnologias, revelam-se verdadeiramente muito eficazes em sistemas de vários processadores (não confundir com núcleos), possuindo cada um o seu controlador de memória e ligação direta a cada um dos outros processadores.
A associação de vários processadores é prática corrente no mundo dos servidores, onde estas tecnologias fazem toda a diferença.
EXERCÍCIO PROPOSTO
Responda às seguintes questões:
1 - Qual a função do barramento Front Side Bus? A que tipo de barramento este corresponde?
2 - Como se podem denominar também a North Bridge e a South Bridge?
3 - Considere um processador que opere internamente a 1,8 GHz mas comunicando com o exterior apenas a 400MHz num barramento de 32 bit. Indique qual a quantidade de dados transferidos.
4 - Explique resumidamente o termo bottleneck.
5 - Quais foram as tecnologias que surgiram para resolver o bottleneck?
6 - Qual a empresa que surgiu primeiro com a tecnologia de resolução do bottleneck? E em que ano?
7 - Qual a diferença do funcionamento dos processadores antes e depois do aparecimento do Hypertransport e do QPI?
8 - Qual a vantagem que estas tecnologias trouxeram para o utilizador comum?