Технология HyperTransport
Андрей Петухов
Xakep Железо, номер #005, стр. 005-070-1
После того как в 1999 году AMD объявила о начале перехода к 64-разрядным вычислениям и о своей работе над архитектурой x86-64, появилась необходимость разработать новую технологию передачи информации между различными узлами системы, поскольку все существующие технологии соединения чипов не обеспечивали необходимой скорости обмена данными.
Оглянемся назад
Вообще необходимость увеличить скорость передачи данных между элементами системы появилась достаточно давно. Еще в 1997 году в компании AMD начали работу над технологией LDT (Lightning Data Transfer - молниеносная передача данных). В 2000 году AMD объявляет о том, что с компаний Transmeta заключен договор о лицензировании технологии LDT. AMD, в свою очередь, получает доступ к технологиям, обеспечивающим снижение энергопотребления процессоров. В феврале 2001 года AMD открывает технологию для широкого лицензирования, при этом меняя ее название на HyperTransport. HT позиционируется как высокоскоростная шина передачи данных для персональных компьютеров, рабочих станций и серверов на базе микропроцессоров AMD, однако в компании не исключают возможность использования этой технологии и в других частях компьютера, например для интеграции всех внутрисистемных шин, таких как PCI, AGP, DRAM, PCI-X, других высокоскоростных портов, использование HT в маршрутизаторах и коммутаторах. Первыми технологией заинтересовались компании Broadcom, Cisco Systems, Apple Computer, nVidia, и Sun Microsystems. Объединившись, они образовали консорциум HyperTransport Technology Consortium (http://www.hypertransport.org/). Затем в течение короткого периода времени к альянсу присоединилось еще более 40 компаний.
В 2003 году Габриэль Сартори, президент консорциума HyperTransport Technology Consortium, сообщил о появлении новой модификации протокола HyperTransport Technology I/O Link Specification 1.05, а в феврале 2004 года была закончена спецификация HyperTransport Release 2.0 Specification.
HT - что за зверь?
Сразу хочу предупредить, что в этой статье мы не будем говорить о технологии Hyper-Threading, во всем тексте HT - это сокращение от HyperTransport. Итак, HT это новая технология, призванная увеличить скорость передачи данных по системной шине, поскольку она традиционно является сдерживающим фактором роста общей производительности системы. В связи с увеличением скоростей процессора, памяти, видеосистемы и некоторых других компонентов, необходимо сделать более эффективным взаимодействие между ними, то есть увеличить скорость обмена данными. Это не новая проблема. В свое время серьезные изменения претерпела шина расширений, эволюционировавшая в шину общего назначения PCI (Peripheral Component Interconnect). Затем появилась спецификация AGP, разработанная специально для ускорения передачи графических данных. Однако технологии PCI и AGP устаревают, и уже не могут обеспечить достаточной скорости передачи. Устройства вынуждены «соперничать» за используемые ресурсы, а одновременно на шине может работать не более трех устройств.
HyperTransport - это не просто новая системная шина, это новый асинхронный двунаправленный протокол обмена данными между устройствами. Технологию HT могут поддерживать абсолютно любые устройства: процессоры, наборы логики, контроллеры и т.д. Между собой компоненты системы связываются по принципу «точка-точка» (peer-to-peer), а это значит, что легко может быть установлено соединение практически между любыми узлами компьютера, причем без всяких дополнительных мостов (теоретически, конечно :)). Обмен информации происходит пакетами со скоростью от 0.8 Гбит/сек до 89.6 Гбит/сек (51.2 Гбит/сек в первой версии НТ). Шина двунаправленная, то есть имеет два соединения: одно в прямом направлении и одно - в обратном. Передача данных идет по двум фронтам стробирующего импульса (DDR). Результирующая скорость зависит от ширины шины (2-32 бита в каждом направлении) и ее частоты (200-1400 МГц, в первой версии - 200-800).