Quantos PCI Express (PCIe) pistas que o seu computador tem? Como muitos dos que estão diretamente fornecido pelo CPU? Com poucas exceções, ninguém, exceto os jogadores high-end e do High Performance Computing (HPC) cuidados multidão. Apostadores regulares (talvez) se preocupam com quantos slots PCIe que eles têm.
Então por que é que os jogadores e os tipos de HPC obter trabalhou sobre os detalhes de pistas e por que estão em fase de arranque emergente com a missão de levar PCIe para fora de dentro do servidor, e de usá-lo para conectar os nós?
Devemos começar com "o que é exatamente o PCIe". A maioria dos leitores de The Register vai ter ouvido falar de PCIe, e um monte considerável de que você vai ter ligado em uma placa PCIe, ExpressCard, ou outro dispositivo similar. Para a maioria das pessoas, PCIe é um ônibus dentro do computador que nos permite conectar dispositivos ao computador, normalmente adicionando esses dispositivos dentro do computador de uma forma permanente.
As placas gráficas, controladores RAID, placas de rede, HBAs e tudo mais que você possa imaginar se conecta a um computador moderno através PCIe. Outros itens que você pode adicionar a um computador - um disco rígido através da interface SATA ou um teclado via USB - plug em um controlador que muitas vezes nas traseiras de PCIe.
Para entender como isso todos os slots juntos hoje, é mais fácil de entender como tudo costumava trabalhar.
Backwards, ho!
O objetivo final de um PC moderno é obter dados para a CPU, que tritura os números e, em seguida, novamente para fora de alguma forma útil. Caminho de volta quando, na dantes, a CPU era um dispositivo isolado. Ele conversou com o resto do sistema através do Front Side Bus (FSB). Na outra extremidade do FSB foi Northbridge.
A RAM - que contém os dados a CPU precisa de acesso rápido para - e de alta velocidade de barramento de periféricos (AGP ou PCIe) eram controladas pelo Northbridge. I / O - coisas como PCI, SATA, USB e assim por diante - foram controladas pela Southbridge. O Southbridge eo Northbridge eram ligadas por sua própria interconexão.
Eventualmente, o Northbridge foi cortada pela metade, com o controlador de memória acontecendo dentro da CPU. As pistas PCIe foram deixados para ser gerenciado pelo seu próprio chip, mas o FSB não era mais capaz de manter-se.
O FSB foi substituído por QPI (Intel) ou Hypertransport (AMD). QPI e Hypertransport ônibus ultra-alta velocidade que conectam CPUs individuais (e sua memória associada) em conjunto, tanto uns com os outros e com o que restava do Northbridge. O Southbridge eo Northbridge iria falar um com o outro através de um protocolo separado.
Hoje
Eventualmente, o que resta do Northbridge (o controlador PCIe) foi simplesmente construído na CPU também. O Northbridge havia desaparecido completamente.
Isto significa que os dispositivos PCIe tem um caminho mais curto para a CPU (viva!). Se, no entanto, você quer mais pistas PCIe em um sistema que são fornecidos pelo CPU morrer em si você nem precisa outra CPU ou você pendurá-los para fora da (distante e lento) Southbridge (boo!).
Isto tem algumas consequências para o mundo real. Olhando para os modernos chips da Intel, esses processadores projetados para ser apenas de processador único (como chips de computadores de mesa) não tem QPI. Não foi considerado necessário, pois não há Northbridge para falar de (tendo sido incorporado inteiramente na CPU die) e os modelos específicos de ter sido concebido de modo a que a adição de CPUs adicional não é possível.
Adicionando pistas PCIe não é desta forma realmente possível. Os southbridges de processadores para desktop normalmente vêm com um número limitado de pistas PCIe da geração anterior, mas eles têm que lutar por disputa com USB, SATA e assim por diante para a largura de banda limitada fornecida pelo link DMI entre a CPU ea Southbridge.
Você poderia tentar adicionar em outro Southbridge e compartilhando esse link DMI, mas ele já está sobrecarregado de modo que os resultados serão muito ruim. Intel chips para servidores com múltiplos processadores, no entanto, têm QPI. Embora seja teoricamente possível construir um chip que paira sobre o barramento QPI e fornece mais pistas PCIe para uso da CPU, os fabricantes simplesmente não estão produzindo tocos Northbridge como antigamente. Se você quiser mais pistas PCIe, é melhor você adicionar algumas CPUs.
Em uma solução system-on-a-chip, a Southbridge é integrado ao CPU die e as coisas podem ficar todo tipo de complicado, como engenheiros procuram cortar tantas interconexões possível.
Então, por que faz tudo isso importa, e do que o uso prático é saber como ele vai junto?
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