Что такое fsb на материнской плате
FSB (Front Side Bus, системная шина) – это шина (набор сигнальных линий), которая используется для обмена информацией между процессором и устройствами системного блока (оперативная память, порты ввода-вывода, видеокарта, жесткий диск и др.) компьютера.
Процессор подключен непосредственно к системной шине. Остальные устройства подсоединены к шине FSB через соответствующие контроллеры, которые сосредоточенные в основном в системном контроллере чипсета материнской платы. Если процессор имеет встроенный контроллер оперативной памяти, то для обмена с оперативной памятью ЦП не задействует системную шину.
Чем выше и частота системной шины, тем выше производительность процессора. Частота ЦП превышает частоту FSB (в несколько раз), а процессор пересылает данные на частоте системной шины. Величина, на которую частота процессора превышает частоту системной шины, называется множителем. Т.е.:
Множитель (коэффициент умножения) – это коэффициент, который равен соотношению тактовой частоты центрального процессора к частоте системной шины.
В некоторых компьютерных системах шина FSB и шины ISA, PCI, AGP имеют общую опорную частоту, вследствие чего после изменения частоты FSB (посредством изменения опорной частоты) частоты периферийных шин также поменяются. Данная функция актуальная для старых ПК.
Раньше частота работы оперативной памяти совпадала с частотой FSB. Сегодня частоты FSB и шины памяти могут быть разными (если процессор имеет встроенный контроллер системной памяти).
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
FSB (Front-side Bus)
Наиболее часто можно встретить систему организации внешнего интерфейса процессора, которая предполагает, что параллельная мультиплексированная процессорная шина, носящая название FSB, соединяет процессор (порой два процессора, четыре или даже больше) и системный контроллер, который обеспечивает доступ к оперативной памяти и внешним устройствам. Этот системный контроллер обычно называется «северным мостом» (от англ. Northbridge). Он, наряду с «южным мостом» (от англ. Southbridge), входит в состав набора системной логики, который, однако, чаще фигурирует под названием «чипсет» (от англ. Chipset).
Системный контроллер имеет в своём составе контроллер ОЗУ (в некоторых современных персональных компьютерах контроллер ОЗУ встроен в микропроцессор), а также контроллеры шин, к которым подключаются периферийные устройства. Получил распространение подход, при котором к северному мосту подключаются наиболее производительные периферийные устройства, например, видеокарты с шиной PCI Express 16x, а менее производительные устройства (микросхема BIOS’а, устройства с шиной PCI) подключаются к «южному мосту».
Таким образом, FSB работает в качестве магистрального канала между процессором и чипсетом.
Как правило, процессор и шина имеют одну и ту же базовую частоту, которая называется опорной или реальной. В случае процессора его конечная частота определяется произведением опорной частоты на определенный множитель. Вообще говоря, реальная частота FSB обычно является основной частотой материнской платы, при помощи которой определяются рабочие частоты всех остальных устройств.
В большинстве старых компьютеров реальная частота системной шины определяла и частоту оперативной памяти, однако сейчас память часто может иметь и другую частоту – в том случае, если контроллер памяти располагается в самом процессоре. Кроме того, следует иметь в виду, что реальная частота шины не эквивалентна ее эффективной частоте, которая определяется количеством передаваемых бит информации в секунду.
В настоящее время данная шина считается устаревшей и постепенно заменяется более новыми – QuickPath и HyperTransport. Системная шина QuickPath является разработкой фирмы Intel, а HyperTransport – компании AMD.
Содержание
Северный мост
Северный мост начал именоваться именно так из-за своего расположения на материнской плате. Он представляет собой микрочип, визуально расположенный «под» процессором, однако в верхней части материнской платы, как бы в «северной» ее части. Системный контроллер служит для передачи команд центрального процессора к оперативной памяти, и видеоконтроллеру (в случае встроенного видеоконтроллера, северный мост, производимый компанией Intel, именуется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub), а также конвертацию этих команд в форму, необходимую для обращения к оперативной памяти. Порой, для увеличения потенциальной производительности системы, к северному мосту подключаются наиболее производительные периферийные устройства, например, видеокарты с шиной PCI Express, а менее производительные устройства (BIOS, устройства PCI, интерфейсы устройств хранения информации, ввода и т. п.) могут подключаться к так называемому южному мосту. Северный мост соединен с материнской платой посредством согласующего интерфейса, также контроллер соединяется шиной и с южным мостом.
Северным мостом определяются параметры (пропускная способность, частота, а также тип): системной шины, оперативной памяти (тип используемой памяти, а также ее максимальный объем), подключенного видеоконтроллера (режим работы, возможность использования SLI (от англ. Scalable Link Interface, что означает «масштабируемый интерфейс» и фактически означает возможность работы 2 (3 — 3-Way SLI, или даже 4 — Quad SLI) видеоадаптеров одновременно, что чрезвычайно повышает производительность видео). В настоящее время в процессорах серии Core i-x с разъемом LGA 1156 северный мост встроен в процессор и связывается с ядрами по внутренней шине QPI со скоростью соединения 2.5^109 операций в секунду. Из факта поглощения процессором северного моста вытекает неактуальность использования шины FSB и внешней шины QPI в подобных системах.
Южный мост
Еще одним компонентом чипсета является функциональный контроллер ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH), так называемый южный мост, служащий для связи центрального процессора (через северный мост) с устройствами, не столь критичными к скорости взаимодействия:
Основные параметры FSB некоторых процессоров
| Процессор | Частота FSB, МГц | Тип FSB | Теоретическая пропускная способность FSB, Мб/с |
|---|---|---|---|
| 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 |
Системная шина — что это?
Итак, между чипсетом и центральным процессором данные передаются с частотой, превышающей частоту шины FSB в 4 раза. Почему только в 4 раза, см. абзац выше. Получается, если на коробке указано 1600 МГц (эффективная частота), в реальности частота будет составлять 400 МГц (фактическая). В дальнейшем, когда речь пойдет о разгоне процессора (в следующих статьях), вы узнаете, почему необходимо обращать внимание на этот параметр. А пока просто запомните, чем больше значение частоты, тем лучше.
Кстати, надпись «O.C.» означает, буквально «разгон», это сокращение от англ. Overclock, то есть это предельно возможная частота системной шины, которую поддерживает материнская плата. Системная шина может спокойно функционировать и на частоте, существенно ниже той, что указана на упаковке, но никак не выше нее.
Как видно из рисунка, Front-side bus (самая жирная линия) по-сути соединяет только процессор и чипсет, а уже от чипсета идет несколько разных шин в других направлениях: PCI, видеоадаптера, ОЗУ, USB. И совсем не факт, что рабочие частоты этих подшин должны быть равны или кратны частоте FSB, нет, они могут быть абсолютно разные. Однако, в современных процессорах часто контроллер ОЗУ перемещается из северного моста в сам процессор, в таком случае получается, что отдельной магистрали ОЗУ как бы не существует, все данные между процессором и оперативной памятью передаются по FSB напрямую с частотой, равной частоте FSB.
Системная шина FSB
Автор: arlarung · Опубликовано 05/27/2019 · Обновлено 11/20/2019
Тактовая частота и ширина шины FSB (в битах) определяют скорость, с которой данные передаются между процессором (CPU) и чипсетом.
Внешняя шина определяет пропускную способность процессора для чипсета, памяти, видеокарты и остальной периферии. Пропускная способность процессора в идеале должна быть равна пропускной способности основной памяти. В противном случае процессор и память будет работать асинхронно и, следовательно, производительность того или другого компонента будет просто теряться.
Отношения между шиной FSB и RAM
Процессор — это часть компьютерной системы, которая в основном использует оперативную память. Следовательно, соединение между процессором (CPU) и оперативной памятью (RAM) должно быть скоординировано. В оптимальном случае процессор подключается к чипсету через FSB, а память через шину памяти с той же пропускной способностью. Ведь для оптимальной вычислительной мощности основная память и внешняя шина (FSB) должны иметь одинаковую производительность передачи. Тогда система будет работать с максимально возможной производительностью.
Аббревиатура
Аббревиатура FSB (например, FSB400) относится к числу 8-байтовых передач данных в секунду. Относительно шины FSB400 (400 МГц) скорость передачи данных составляет 3,2 миллиарда байтов в секунду. Аналогом на стороне памяти является модуль памяти PC3200 или PC2-3200 (в зависимости от чипсета и материнской платы). Хотя чипсет или материнская плата могут поддерживать более быструю память (например, PC2-4200), она все равно будет основана на скорости FSB. Конечно, вы можете использовать и более быструю память, но при этом вы не сможете использовать ту разницу между шиной и частотой памяти. Это делает разгон памяти бессмысленным занятием в данном случае. Если память медленнее, чем FSB, процессор будет работать не на полную свою мощность.
В зависимости от процессора связь по шине выполняется с тактовой частотой 66, 75, 83, 95, 100, 133, 166, 200, 266, 333 или 400 МГц. Дальнейшее увеличение тактовой частоты было не рационально, поэтому был разработан метод двойной скорости передачи данных (DDR). За счет этого максимальная теоретическая скорость передачи удваивается. Эта процедура также используется для основной памяти (DDR-SDRAM).
Пример увеличение данных за такт:
| Физическая частота | 66 MHz | 75 MHz | 83 MHz | 95 MHz | 100 MHz | 133 MHz | 166 MHz | 200 MHz | 266 MHz | 333 MHz | 400 MHz |
| (SDR) | FSB66 | FSB75 | FSB83 | FSB95 | FSB100 | FSB133 | FSB166 | FSB200 | — | — | — |
| (DDR) | FSB133 | FSB150 | FSB166 | FSB190 | FSB200 | FSB266 | FSB333 | FSB400 | — | — | — |
| (DDR3) | — | — | — | — | FSB400 | FSB533 | — | FSB800 | FSB1066 | FSB1333 | FSB1600 |
Поскольку тактовая частота и ширина шины (количество шинных линий) пространственно ограничены параллельными линиями (классическая шина), были разработаны методы последовательного соединения для соединения процессора и набора микросхем. В отличие от Intel, AMD первой переключилась на технологию последовательного соединения, которая оказалась намного быстрее предшественницы и имела свойства масштабируемости.
HyperTransport от AMD
HyperTransport был первоначально разработан Alpha Prozessors Inc. как Lightning Data Transfer (LDT). HyperTransport — это метод последовательного соединения, подходящий для подключения интегральных микросхем. AMD использует HyperTransport в качестве связующего звена между процессором, чипсетом и памятью.
16-разрядная версия HyperTransport 800 МГц может передавать 3,2 ГБ / с (51 Гбит / с) в каждом направлении.
QuickPath Interconnection от Intel
QPI заменил FSB у Intel и стал симметричным ответом на аналогичную технологию от AMD. Как и HyperTransport от AMD, QPI является последовательным интерфейсом.
Порт QPI полной ширины состоит из 20 каналов в каждом направлении, каждое из которых передает до 6,4 Гбит / с.
Media Interface или PCIe — PCI Express
Современные процессоры сочетают в себе основной процессор, графический процессор и контроллер памяти. В этом ключе чипсет уже теряет свой первоначальный смысл. Он служит только для обеспечения внутренних и внешних интерфейсов для расширений и жестких дисков.
Вы всё ещё меряете FSB сотнями?
Очень многие именно так и поступают последние 15-20 лет. Сотня или больше.
Что есть, Front Side Bus (FSB, системная шина)?
Шина, обеспечивающая соединение между x86/x86-64-совместимым центральным процессором и внутренними устройствами. Её опроная частота используется, с мультипликатором, процессором.
Весь инструментарий(я знаком с HwInfo64 и CPU-Z) именно на это (сотни) и заточен. Но вот, появился у меня процессор на котором я вижу частоту шины 25МГц.
И вроде все по честному, пару лет назад именно на них и перешли в АМД(Precision Boost), ими удобно точнее выставлять верхнюю границу рабочей частоты для ЦПУ. Но, тем не менее все (HwInfo64 и CPU-Z) продолжают показывать рабочую частоту исходя из 100МГц?! Поэтому мы видим очень подозрительную рабочую частоту ЦПУ. При заявленной 1500-1000МГц, процессор странным образом работает на 400-600МГц. Прокольчик.
Причем этот множитель влияет и на частоту работы памяти, по крайней мере на её отображаемые в тулсах параметры.
Само собой мысли сразу полетели в сторону ProcHot и ThermalThrottling. Но нет, с ними все было в порядке.
Ладно бы, эти «фальшивые» цифры рабочих частот, были только на моем «железе». Но нет, они же вылазят и на референсных платах(Bilby) от АМД. А датой выхода, этих процессоров на рынок, был первый квартал 2020-го.
Причем тесты на производительность, не показывают проседания. Рабочая частота как и заявлено 1500-1000МГц.
Бардак с частотами дополняется тем, что в настройках процессора присутствуют все цифры частот и 25 и 100МГц. И даже немного больше))). Так, например, для REFCLK существует еще и частота 27 МГц. Причем она заявлена как активная на момент после RESET. Тем не менее, всё время в течении выполнения UEFI, активна частота 25МГц. Но фокус, в Виндовс, мы снова видим в регистрах… 27МГц!
Хотя, документация от АМД, это совсем другая история. У АМД на нее никогда времени не хватало. Имеем, что имеем. И тому радуемся.
Так о чем же была статья? А не поверите, хочу инструментарий показывающий правду о железе. Вот и на жизнь жалуюсь. Хотя с такой документацией, которой радуют процессоростроители, ждать его прийдется еще не один год. Или, может вы знаете такой инструментарий? Тогда делитесь ссылками в комментариях!
