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。