什么是QPI?
Intel的QuickPath Interconnect技术缩写为QPI,译为快速通道互联。用来实现芯片之间的直接互联,而不是在通过连接到北桥,矛头直指AMD的。无论是速度、、每个的、功耗等一切规格都要超越。
QPI是一种基于包传输的串行式高速点对点连接协议,采用差分信号与专门的时钟进行传输。在延迟方面,QPI与 FSB几乎相同,却可以提升更高的访问带宽。一组QPI具有20条数据传输线,以及发送(TX)和接收方(RX)的时钟信号。
一个QPI数据包包含80位,需要两个时钟周期或四次传输完成整个数据包的传送(QPI的时钟信号速率是传输速率的一半)。在每次传输的20数据中,有16bit是真实有效的数据,其余四位用于,以提高系统的可靠性。由于QPI是双向的,在发送的同时也可以接收另一端传输来的数据,这样,每个QPI总线总带宽=每秒传输次数(即QPI频率)×每次传输的有效数据(即16bit/8=2Byte)×双向。所以QPI频率为4.8GT/s的总带宽=4.8GT/s×2Byte×2=19.2GB/s,QPI频率为6.4GT/s的总带宽=6.4GT/s×2Byte×2=25.6GB/s。(bit-位,Byte-字节,1Byte=)
效率更高
此外,QPI另一个亮点就是支持多条连接,Intel称之为multi-FSB。系统总线将会被分成多条连接,并且频率不再是单一固定的,也无须如以前那样还要再经过FSB进行连接。根据系统各个子系统对数据吞吐量的需求,每条系统总线连接的速度也可不同,这种特性无疑要比AMD目前的更具弹性。
它有什么性能优势?
1. QPI使通信更加方便
QPI是在处理器中集成内存控制器的体系架构,主要用于处理器之间和系统组件之间的互联通信(诸如I/O)。他抛弃了沿用多年的的FSB,CPU可直接通过内存控制器访问内存资源,而不是以前繁杂的“前端总线——北桥——内存控制器”模式。并且,与AMD在主流的上采用的4HT3(4根传输线路,两根用于数据发送,两个用于数据接收)连接方式不同,英特尔采用了4+1 QPI互联方式(4针对处理器,1针对I/O设计),这样多处理器的每个处理器都能直接与相连,每个处理器之间也能彼此互联来充分利用不同的内存,可以让多处理器的变短(访问延迟可以下降50%以上),只用一个内存插槽就能实现与四路AMD皓龙处理器(AMD在服务器领域的处理器,与intel至强同等产品定位)同等带宽。
2. QPI、处理器间可达96GB/s
在intel高端的系统中,QPI高速互联方式使得CPU与CPU之间的峰值带宽可达96GB/s,峰值内存带宽可达34GB/s。这主要在于QPI采用了与PCI-E类似的点对点设计,包括一对线路,分别负责数据发送和接收,每一条通路可传送20bit数据。这就意味着即便是最早的QPI标准,其也能达到6.4GT/s——总计带宽可达到25.6GB/s(为FSB 1600MHz的12.8GB/S的两倍)。这样的带宽已可媲美AMD目前的总线解决方案,能满足未来CPU与CPU、CPU与芯片的数据传输要求。
3. 多核间互传资料不用经过芯片组
QPI总线可实现多核处理器内部的直接互联,而无须像以前那样还要再经过FSB进行连接。例如,针对服务器的Nehalem架构的处理器拥有至少4组QPI传输,可至少组成包括4颗处理器的4路高端服务器系统(也就是16颗运算内核至少32线程并行运作)。而且在多处理器作业下,每颗处理器可以互相传送资料,并不需要经过芯片组,从而大幅提升整体系统性能。随着未来Nehalem架构的处理器集成内存控制器、PCI-E 2.0图形接口乃至图形核心的出现,QPI架构的优势见进一步发挥出来。
4. QPI互联架构本身具有升级性
QPI采用串联方式作为讯号的传送,采用了LVDS(技术,主要用于高速互联,使信号能以几百Mbps以上的速率传输)信号技术,可保证在高频率下仍能保持稳定性。QPI拥有更低的延迟及更好的架构,将包括集成的存储器控制器以及系统组件间的。
5. QPI总线架构具备可靠性和性能
可靠性、实用性和适用性特点为QPI的提供了保证。比如链接级验证(CRC)。出现时钟密码故障时,时钟能自动改路发送到数据信道。QPI还具备热插拔。深度改良的微架构、集成内存控制器设计以及QPI直接技术,令Nehalem拥有更出色的执行效率,在单线程同频率下,Nehalem拥有更为出色的执行效率,在单线程同频率条件下,Nehalem的运算能力在相同功耗下比现行的Penryn架构的效能可能提高30%。