PC 架构和技术介绍

PC系統架構和技術介紹報告人：向濤Systemarchitecture北橋/南橋Interface—PCICPUPIII/K7NorthBridge北橋SouthBridge(SIO)南橋VRMforCPUPowerSupplyConnectorAGP4XVRMforAGPIDE1&2USBLEDKeyboardMouseParallelSeriesFloppyDriveAC97audioCodecAMPPCIslotsDIMMClockGenerator100/133Mhz33MhzACLink66Mhz100/133MhzBIOSPC架構大致分為兩種•南、北橋以PCIBus區分-如早期IntelBXChipset-VIA686B+694X、KT133等為主•另一種架構為南,北橋以LinkBus區分-如IntelICH+810、815、845…(HubLink)-VIA8233+VT8633…(V-link)-SiS961+645…(Z-link)-AMD,NvidiaHyperTransfer(LDT)以PCI區分之架構•其所有由南→北﹑北→南之Cycle都會經由PCIBus。•PCIBandwidth為133MB/S(33.33MHzx4Byte)•當SBDevice愈來愈多時，PCI成為瓶頸，但由於所有Cycle都會呈現於PCI，DebugCard上容易顯現，較易了解問題所在。以LinkBus區分之架構•其LinkBus各廠家定義不同Intel:HubLink,bandwidth=266Mbyte/SVIA:V-Link,bandwidth=266Mbyte/SSiS:Z-link,bandwidth=266Mbyte/SAMD,Nvidia:HyperTransfer(LDT),bandwidth=800Mbyte/S其Bandwidth皆較PCIBus佳，Performance較佳但其有些Cycle不會PasstoPCI，不易於掌握Fail時之Data。但Performance較佳，之後將完全取代第一種架構INTELPCarchitecture•基本IntelPC架構•Intel新技術PCI擴展插槽介紹超線程技術INTELPCBasicArchitecture•連接CPU和MCH的數據傳輸總線是FSB:frontsidebus.•P4CPU支持4XFSB傳輸,當外部時鐘頻率為200MHZ,則FSB傳輸速率:200MHz*4=800MHz•由於CPU前端总線數據為64位,因此數據傳輸率最大為800M*64/8=6.4GB/sSourceSynchronous4XTimings北橋擴展插槽x16接口:•1.5V擴展插槽和提供DMI電壓支持雙通道內存:•DDR內存—雙倍速數據內存DDR時鍾頻率333MHZ/400MHZ2.6V電壓DDR2內存—第二代雙倍速數據內存DDR2時鐘頻率400MHZ/533MHZ1.8V電壓前端總線頻率:533MHZ/800MHZ系統總線輸入電壓:1.2V南橋DMI數據傳輸協議•全雙工,最大傳輸速率2GB/s,每個方向1GB/s.•不同的時鍾頻率@100MHZ,4TXpairs+4RXpairs=8differentialsignalpairsUSB—通用串行總線•支持8個USB2.0端口•USB2.0(高速)@480Mbps•USB1.1(全速)@12Mbps(低速)@1.5MbpsIDE•IDE1&IDE2獨立工作,為硬盤和ATAPI提供驅動.•ATA100(Mode5)=FrequencyxDataBitsx(1Byte/8Bit)xDDR=25MHzx16bx(1B/8b)x2=100MB/sSATA-SerialATA•提供4個接口,頻率為100MHz•8pairs微分信號,其中4pairsforTX,4pairsforRX.•傳輸速率為1.5Gbps~150MbpsAudio–AC’97orAzailia•AC’972.3CODEC時為12.288MHz,8通道音頻I\O•Azailia提供多通道,24MHz時鐘,32位數據.PCI–Express•100MHz微分時鐘,提供4個接口•x1Lane每個方向提供2.5Gbps相當于每個x1Lane共有5.0Gbps帶寬•每個x1Lane同時傳送500MB/s(250MB/seachTX/RX)LAN-局域網完整的32位PCI控制器,有較小的CPU利用率.電源管理邏輯LPC-LowPinCountSIO控制鍵盤,鼠標,軟驅等SMBUS-系統管理總線•符合SMBUS2.0標準•允許不同處理器通過SMBUS裝置進行通訊PrescottProcessorIntroduction•核心頻率超過3GHZ.•包含超線程技術及LaGrande技術.•製程由0.13um提升為0.09um•核心電壓為1.215V(VRM10.0_FMB1=78A•製程改善:電壓,功率,元件體積均有減小;元件數量和速度則上升了.•LaGrande技術的應用電腦可防止黑客入侵及計算及病毒的侵害.設置可防止軟件及多媒體的不法複製.•Hyper-ThreadingTechnology(超線程技術):是一種同步多執行就緒技術,原理是把一顆CPU當成兩顆來用.將一顆具備此技術的CPU當成兩個“邏輯”處理器來用.對於操作系統來說,就有兩個處理器.於是操作系統就將工作分配給“兩個”CPU執行.讓多個應用程序或單個程序的多個指令可以在一顆CPU上同時執行.每個邏輯上的CPU都有獨立的狀態和寄存器設置,控制寄存器.但兩顆邏輯CPU是共用實體CPU的所有執行資源.Hyper-ThreadingTechnology可以提升電腦25%-30%的性能,却不用增加任何成本.Hyper-ThreadingTechnology