总结总线的一些基本知识

单机上的系统总线

  1. 总线(bus)是一种通信系统,用于携带各种类型的数据,在各组件之间传递数据(可以理解为快递员。按照bus的字面意思理解更好,公共汽车,公共的携带数据的交通工具)。
  2. 在大概念上分三种总线:系统总线(前端总线)、内部总线和外部总线。
    • 系统总线:计算机内部主要设备之间的连接。
    • 内部总线:直接或几乎直接和CPU相连的设备之间的连接总线,比如STAT、PCI-E。
    • 外部总线:也称扩展总线,离CPU较远的外部设备(如打印机/USB)连接到计算机进行通信的总线。
  3. 系统总线:包含控制总线、数据总线、地址总线。也称为前端总线。
    • 地址总线:携带了处理器和内存之间通信的地址。比如要指定从内存中哪个地址处访问数据。
      • 地址总线的宽度决定了可寻址的范围大小。例如32位地址总线可寻址的范围大小为232(4,294,967,296)字节,即4G大小。
    • 数据总线:携带了处理器和内存单元、IO设备之间传输的数据
      • 用于传输数据。
      • 数据总线的宽度决定了总线上一次性能传输的数据量,它直接影响计算机的性能。例如64位数据总线一次性能传输64比特,即8字节数据。而8位数据总线一次只能传输1字节数据,所以在数据传输上它的性能比64位差8倍。
      • 地址总线和数据总线的宽度可以不一样,而且通常数据总线的宽度要大于地址总线宽度,这样可以一次性多传输一点数据
    • 控制总线:携带了CPU发出的控制信号或其它设备反馈给CPU的状态信号,以便控制和协调计算机中各设备的活动
      • 传输CPU发出的控制信号,比如告诉内存要执行什么操作(read、write或其它?)
      • 还传输一些其它设备反馈给CPU的状态信号,比如ACK。例如内存写数据完成后,将发送一个ACK信号告诉CPU完成写入操作
  4. 前端总线:CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。
    • 北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和南桥芯片连接。
    • 前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的前端总线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。

文章作者: 骏马金龙
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