Was ist QPI?

Was ist qpi?

QPI , auch bekannt als CSI, Common System Interface, ist eine Architektur, die eine direkte Verbindung zwischen Chips realisieren kann.

Technische Merkmale von QPI

QPI ist ein serielles Hochgeschwindigkeits-Punkt-zu-Punkt-Verbindungsprotokoll, das auf Paketübertragung basiert und Differenzsignale und spezielle Takte für die Übertragung verwendet. In Bezug auf die Latenz ist QPI fast dasselbe wie FSB, kann jedoch eine höhere Zugriffsbandbreite verbessern. Ein QPI-Satz verfügt über 20 Datenübertragungsleitungen sowie Taktsignale für den Sender (TX) und den Empfänger (RX).

Ein QPI-Datenpaket enthält 80 Bits und erfordert zwei Taktzyklen oder vier Übertragungen, um die Übertragung des gesamten Datenpakets abzuschließen (die Taktsignalrate von QPI beträgt die Hälfte der Übertragungsrate). Von den 20 Bits der jedes Mal übertragenen Daten sind 16 Bits echte und gültige Daten, und die restlichen vier Bits werden für die zyklische Redundanzprüfung verwendet, um die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern.

Da QPI bidirektional ist, kann es beim Senden auch vom anderen Ende übertragene Daten empfangen. Auf diese Weise ist die Gesamtbandbreite jedes QPI-Busses = die Anzahl der Übertragungen pro Sekunde (d. h. QPI-Frequenz) × effektive Anzahl jeder Übertragungsdaten (d. h. 16 Bit/8 = 2 Byte) × bidirektional. Daher beträgt die Gesamtbandbreite der QPI-Frequenz 4,8 GT/s = 4,8 GT/s × 2 Byte × 2 = 19,2 GB/s und die Gesamtbandbreite der QPI-Frequenz 6,4 GT/s = 6,4 GT/s × 2 Byte × 2 = 25,6 GB /S . (Bit-Bit, Byte-Byte, 1Byte=8bit) ist effizienter

Darüber hinaus ist ein weiteres Highlight von QPI, dass es mehrere Systembusverbindungen unterstützt, die Intel Multi-FSB nennt. Der Systembus wird in mehrere Verbindungen aufgeteilt, die Frequenz wird nicht mehr einzeln und fest sein und es besteht keine Notwendigkeit, wie bisher eine Verbindung über den FSB herzustellen. Abhängig von den Datendurchsatzanforderungen jedes Subsystems des Systems kann auch die Geschwindigkeit jeder Systembusverbindung unterschiedlich sein. Diese Funktion ist zweifellos flexibler als der Hypertransport-Bus von AMD.

Was bringt qpi?

QPI (Quick Path Interconnect) – „Quick Path Interconnect“, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindungstechnologie, die den Front Side Bus (FSB) ersetzt. Die Bandbreite der 20-Bit breiten QPI-Verbindung kann erstaunliche 25,6 GB pro Sekunde erreichen, was bei weitem nicht mit FSB vergleichbar ist. QPI kann vor allem auf Serverplattformen glänzen, die mehrere Prozessoren unterstützen. QPI kann für die Verbindung zwischen mehreren Prozessoren verwendet werden.

1. QPI macht die Kommunikation komfortabler

QPI ist eine Architektur, die einen Speichercontroller in den Prozessor integriert. Sie wird hauptsächlich für die Verbindungskommunikation zwischen Prozessoren und Systemkomponenten (wie E/A) verwendet ). Er hat den seit vielen Jahren verwendeten FSB aufgegeben. Die CPU kann direkt über den Speichercontroller auf Speicherressourcen zugreifen, anstatt über den bisherigen komplizierten „Front-Side-Bus-Northbridge-Speichercontroller“-Modus. Darüber hinaus verwendet Intel im Gegensatz zur 4HT3-Verbindungsmethode (vier Übertragungsleitungen, zwei für die Datenübertragung und zwei für den Datenempfang), die AMD bei Mainstream-Multicore-Prozessoren verwendet, eine 4+1-QPI-Verbindungsmethode (4 für die Datenübertragung). 1 für E/A konzipiert), sodass jeder Prozessor des Multiprozessors direkt mit dem physischen Speicher verbunden werden kann und jeder Prozessor auch miteinander verbunden werden kann, um verschiedene Speicher vollständig zu nutzen, sodass der Multiprozessor dies tun kann Die Wartezeit wird verkürzt (die Zugriffsverzögerung kann um mehr als 50 % reduziert werden) und nur ein Speichersteckplatz kann verwendet werden, um das gleiche Niveau wie der Vier-Wege-AMD-Opteron-Prozessor (AMDs Prozessor im Serverbereich, Produktpositionierung gleichwertig) zu erreichen bis Intel Xeon) Bandbreite.

2. QPI, Spitzenbandbreite zwischen Prozessoren kann 96 GB/s erreichen

Im High-End-Itanium-Prozessorsystem ermöglicht die QPI-Hochgeschwindigkeitsverbindungsmethode eine Spitzenbandbreite zwischen CPUs von bis zu 96 GB/s. s, maximale Speicherbandbreite bis zu 34 GB/s. Dies liegt hauptsächlich daran, dass QPI ein Punkt-zu-Punkt-Design ähnlich wie PCI-E verwendet, einschließlich eines Leitungspaars, das für die Datenübertragung bzw. den Datenempfang verantwortlich ist. Jeder Kanal kann 20-Bit-Daten übertragen. Dies bedeutet, dass selbst der früheste QPI-Standard eine Übertragungsgeschwindigkeit von 6,4 GT/s erreichen kann – eine Gesamtbandbreite von 25,6 GB/s (doppelt so viel wie die 12,8 GB/s von FSB 1600 MHz). Diese Art von Bandbreite ist mit der Buslösung von AMD vergleichbar und kann in Zukunft die Datenübertragungsanforderungen zwischen CPU und CPU, CPU und Chip erfüllen.

3. Die Datenübertragung zwischen Multi-Cores muss nicht über den Chipsatz erfolgen

Der QPI-Bus kann eine direkte Verbindung innerhalb des Multi-Core-Prozessors realisieren, ohne dass eine Verbindung über den FSB erforderlich ist wie zuvor. Beispielsweise verfügt der Nehalem-Architekturprozessor für Server über mindestens 4 QPI-Übertragungssätze, die mindestens ein 4-Wege-High-End-Serversystem mit 4 Prozessoren (d. h. 16 Rechenkernen und mindestens 32 parallel arbeitenden Threads) bilden können ). Darüber hinaus kann im Multiprozessorbetrieb jeder Prozessor Daten untereinander übertragen, ohne den Chipsatz zu durchlaufen, wodurch die Gesamtsystemleistung erheblich verbessert wird. Mit dem Aufkommen zukünftiger Prozessoren der Nehalem-Architektur mit integrierten Speichercontrollern, PCI-E 2.0-Grafikschnittstellen und sogar Grafikkernen werden die Vorteile der QPI-Architektur noch weiter freigesetzt.

4. Die QPI-Verbindungsarchitektur selbst ist aktualisierbar

QPI verwendet eine Reihenschaltung für die Signalübertragung und nutzt LVDS (Low-Voltage-Differential-Signaling-Technologie), die hauptsächlich für digitale Hochgeschwindigkeitssignale verwendet wird Zusammenschaltung, um das Signal (kann mit einer Geschwindigkeit von Hunderten von Mbit/s oder mehr übertragen werden) zu einer Signaltechnologie zu machen, die Stabilität bei hohen Frequenzen gewährleisten kann. QPI verfügt über eine geringere Latenz und eine bessere Architektur, die integrierte Speichercontroller und Kommunikationsverbindungen zwischen Systemkomponenten umfasst.

5. Die QPI-Busarchitektur bietet Zuverlässigkeit und Leistung

Zuverlässigkeit, Praktikabilität und Anwendbarkeit garantieren die hohe Verfügbarkeit von QPI. Zum Beispiel die zyklische Redundanzcodeverifizierung (CRC) auf Verbindungsebene. Wenn ein Uhrpasswortfehler auftritt, kann die Uhr automatisch auf den Datenkanal umgeleitet werden. QPI ist auch Hot-Swap-fähig. Die stark verbesserte Mikroarchitektur, das integrierte Speichercontroller-Design und die QPI-Direkttechnologie ermöglichen eine bessere Ausführungseffizienz unter der Bedingung eines einzelnen Threads und der gleichen Frequenz Die gleiche Frequenz hat Nehalem. Die Rechenleistung kann bei gleichem Stromverbrauch um 30 % effizienter sein als die aktuelle Penryn-Architektur.

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