jeni duke lexuar...
Leksione, Raste Studimi

Busi Intel QPI (QuickPath Interconnect)

Prej vitit 2008,  me  mikroarkitekturën “Nehalem”, Intel hoqi dorë përfundimisht nga busi FSB, bus i tipit “shared”, duke kaluar ne një model të ri busi, i tipit “point-to-point”, që është busi QuickPath Inetrconnect, shkurt QPI. Ky bus përdoret edhe në mikroarkitekturat më të reja si Sandy Bridge dhe Ivy Bridge.

Me mikroarkitekturën “Nehalem”, fillimisht, kontrollori i kujtesës qëndrore dinamike (IMC =Internal Memory Controller”) zhvendoset nga “North Bridge” në brendësi të procesorit. Procesori tashmë siguron dy ose tre kanale (“channels”) komunikimi direkt dhe të dedikuara me kujtesën qëndrore. Skematikisht kjo është paraqitur në figurën e mëposhtme.

DDR3 Interface

Në mikroarkitekturën “Westmere”, e cila është  varianti “tik” i “Nehalem”, për herë të parë nga Intel, në vitin 2010, brenda chip-it të CPU-së u përfshi edhe një GPU (Graphical Processing Unit). Në këtë mënyrë Intel Integrated Graphics zhvendoset prej North Bridge (PCH-Platform Controller Hub)  në brendësi të “package” të procesorit. Lidhja CPU-GPU brenda chipit realizohet nëpërmjet busit QPI me shpejtësi 6.4 GT/s. Procesorët GPU që përdorin këtë teknologji quhen Intel HD Graphics 2000, Intel HD Graphics 4000 etj. Ndërfaqja “Intel Flexible Display Interface” lidh procesorin GPU (iGFX në figurën e mëposhtme) me “South Bridge” nga ku del ndërfaqja për në display (DisplayPort, DVI, VGA etj.). Kjo situatë është paraqitur skematikisht në figurën e mëposhtme.

Një nga procesorët e parë që ka përdorur këtë mikroarkitekturë është “Clarkdale”, i cili në të njetën “package” bashkon dy “chipe” të veçantë : procesorin dual core me teknologji 32 nm dhe një tjetër me teknologji 45 nm ku pëfshihen procesori grafik, kontrollori i kujtesës dhe ai i busit standard PCI Express. Këtu më poshtë tregohet një procesor i tillë.

Për komunikimin me pjesën tjetër të sistemit, të përfshirë në South Bridge, procesorët e rinj të Intel përdorin ndërfaqen e quajtur DMI (Direct Media Interface). Ajo ka mjaft ngjashmëri me ndërfaqen PCI-Express. Gjerësia e saj është x2 link dhe x4 link. Versioni DMI 2.0, i përfshirë për herë të parë n procesorët e familjes Sandy Bridge ka shpejtësi transmetimi 20 Gbit/sek. në 4x link.

PCI Express është ndërfaqja tjetër standard e përfshirë në procesorët modernë të Intel. Kështu në procesorët me mikroarkitekturë Sandy Bridge mundësohet komunikimi nëpërmjet PCI Express 2.0 ndërsa Ivy Bridge shkon deri në PCI Express 3.0. Këto ndërfaqe janë të përshtatshme për shtimin e pajisjeve me debit shumë të lartë si p.sh. 3D Graphic Cards, 10 Gbps Ethernet etj.

Në përfundim të kësaj paraqitje mund të themi se CPU-të modernë të Intel, po ashtu edhe të prodhueseve të tjerë, komunikojnë me pjesën tjetër të njësisë qëndrore nëpërmjet lidhjeve të dedikuara dhe të specializuara. Në këtë mënyrë  është shmangur “bottleneck” që shkaktohej prej busit klasik FSB. Skematikisht kjo situatë është paraqitur në figurën e mëposhtme. Praktikisht “North Bridge” është përfshirë plotësisht brenda “package” të procesorit.

Le të llogarisim debitët e disa prej lidhjeve të procesorëve modernë të Intel me pjesët e tjera të kompjuterit.

Komunikimi me kujtesën qëndrore realizohet nëpërmjet “DDR3 channels”, numri i këtyre kanaleve është dy ose tre në vartësi të procesorit. Secili prej kanaleve funksionon me shpejtësi deri në 1333 GT/sek. Dhe ka gjerësi 8 byte. Pra, një procesor “quad core” me tre kanale DDR3 do të siguronte një bandwidth komunikimi me kujtesën qëndrore prej  31.992 GB/sek ose 7998 GB/sek për core.

Busi QPI përdor 2×20 linja transemetimi, të cilat janë njëdrejtimshe dhe që funksionojnë njëkohësisht (full duplex), në transmetim ose në marrje, siç tregohet në figurën e mëposhtëme. Nga 20 linjat, 16 përdoren për transmetimin e të dhënave dhe 4 për te gjeneruar CRC (Cyclical Redundancy Check).

Busi QPI funksionon me disa frekuenca clocku, që janë 2.4, 2.93 dhe 3.2 Ghz. Brenda një cikli clocku kryhen 2 transmetime të dhënash (“double data rate”). Kështu “throughput” i QPI për 3.2 Ghz do të llogaritej:

3.2GHz

x2 bit/Hz (double data rate)

x20 (numri i linjave në një drejtim)

x(64/80)  (raporti të dhëna efektive/numër total bitësh)

x2 (lidhje full duplex)

/8 (1 byte =8 bit)

=25.6 GB/sek.

Me qëllim që të sigurohet fleksibilitet dhe sidomos jetgjatësi e busit QPI, Intel e ka konceptuar atë si një bus me 5 shtresa, të paraqitura skematikisht në këtë figurë. Kemi të bëjmë me atë që quhet “QPI Protocol Stack”.

QPI Protocol Stack

QPI Protocol Stack

Në figurën e mëposhtme paraqitet skematikisht ndërfaqësimi i “core” të një procesori multi-core me pjesën tjetër të kompjuterit nëpërmejt busit QPI duke përdorur një Crossobar Router i integruar në procesor.

Diskutim

Ende pa komente.

Lini një Përgjigje

Ju lutemi, bëni hyrjen me një nga këto metoda që të postoni komentin tuaj:

Stema e WordPress.com-it

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj WordPress.com. Dilni / Ndryshojeni )

Foto Twitter-i

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj Twitter. Dilni / Ndryshojeni )

Foto Facebook-u

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj Facebook. Dilni / Ndryshojeni )

Foto Google+

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj Google+. Dilni / Ndryshojeni )

Po lidhet me %s

Këtë e pëlqejnë %d blogues: