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尊赞尹
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1 篇名 : FSB 與電腦效能間的關係探討作者 : 施信諺國立溪湖高中高二 11 班謝侑軒國立溪湖高中高二 11 班林文顯國立溪湖高中高二 11 班指導老師 : 林宏欣老師

2 壹前言 : 與電腦效能關係的有很多因素, 其中影響 CPU 執行速率的因素, 除了工作頻率的高低及快取記憶體的容量外, 尚有許多因素, 舉例來說, 例如 : 字組的位元數使用的指令集架構等字組 (Word) 是 CPU 一次能處理資料的位元數, 多半以暫存器的位元數來決定, 如 AMD Althon 64 微處理器的暫存器為 64 位元, 表示其字組長度為 64 位元, 一般來說,CPU 一次能處理資料的位元數越多, 表示 CPU 的處理效能越好而指令集架構則分為,SISC ( 複雜指令集 ) RISC ( 精簡指令集 ) 兩種,CISC 架構的 CPU 將所有的指令將所有的指令內建在晶片中, 可直接使用, 但讀取指令與解釋的時間較長, 因此執行速度較慢, 至於 RISC 架構的 CPU, 內建可直接使用的指令較少, 執行速度快, 但執行到非內建指令時, 需組合多個指令, 速度反而可能較 CISC 慢大多數人都知道 CPU 的核心數工作時脈以及上述兩種因素, 會影響電腦效能外, 卻忽略了 FSB ( 前端匯流排 ), 也是影響電腦效能很重要的因素因此下面為大家做了有關 FSB 的詳細的介紹貳本文一何謂 FSB 對於未接觸過電腦的人來說 FSB 是個陌生且毫無概念的名詞, 因此本論文對於 FSB 基本敘述彙整於表格提供參考, 如表一所示表一 / 前端匯流排介紹名稱用途頻率 FSB(Front Side Bus), 前端匯流排 FSB 的頻率, 為微處理器到北橋晶片間的傳輸速度 FSB 的頻率從 Pentium 的 66MHz 到已提升到現在最普遍的 533MHz 800MHz 1066MHz 等幾種相關設備 FSB 頻率必需由 CPU 及主機板晶片組共同支援才可使用備註若使用超過此規格的頻率, 則稱為超頻, 而內頻就是 CPU 的工作頻率,FSB 與記憶體匯流排無關但跟外頻有關匯流排 (Bus) 主要是將電腦微處理器 (CPU) 與記憶體晶片以及通信的設備連接起來的硬體通道,FSB 是負責將 CPU 連接到主記憶體, 如圖一所示 ;FSB 頻率則直接影響 CPU 與記憶體資料交換速度, 資料傳輸最大帶寬取於同時傳輸的資料寬度 1

3 和傳輸頻率, 即資料頻寬 = (FSB 資料位元寬度 ) / 8 舉例 :Inter Core 2 Duo 的 E 系列處理器,FSB 頻率為 1066MHz, 頻寬 = 1066MHz 64bit = 1066M/Sec 64/8 8528MB/Sec 8.5GB/Sec ( 註一 ) 圖一匯流排與各元件之間的關係簡圖所以前端匯流排頻率越高,CPU 與記憶體之間的資料傳輸量越大, 越能充分發揮出 CPU 的功能, 而目前市面 PC 機上的前端匯流排頻率有 400MHz 533MHz 800MHz 1066MHZ 等幾種 ( 資料來源一 ) 二 FSB 的功能在論點一的時候對於 FSB 的用處以及頻率有基本介紹, 論點二將介紹 FSB 的功用, 深入了解 FSB 在執行工作時所產生的效能有何優勢 FSB 與運作時脈 : 從處理器到北橋晶片這一段線路, 通常被稱之為 FSB Front-Side-Bus 中文大都稱之為前端匯流排速度由於加快前端匯流排的速度, 可以有效地提升整部電腦的整體效能, 讓運作速度越來越快的處理器, 能與運作速度較慢於處理器的晶片組間, 擁有更好的工作效能, 而在這部分的頻率, 通常是外頻的數倍 FSB 的頻寬用來做記憶體讀取外, 還有餘力去做其他 I/O 的動作, 人們發現前端匯流排頻率 ( 外頻 FSB) 需要高於系統匯流排 (BusSpeed), 因此採用了 QDR(Quad Date Rate), 技術的原理 ( 每一個 Clock, 就可以傳送, 和接收一共四倍量的資料 ) 類似於 AGP 的 2X 或者 4X, 它們使得的前端匯流排 (FSB 外頻) 頻率成為外頻系統匯流排 (BusSpeed) 的 2 倍,4 倍甚至更高 ( 資料來源一 ) 2

4 三多核心 CPU 的比較很多人說 FSB(HTT) 也就是外頻其實就以前來講,FSB(HTT) 等於外頻沒錯但是現在, 因為科技日新月異, 尤其是 CPU 更新速度遠比 CPU 外部周邊設備還要來的快, 所以現在的新主機板是以主機板上的速度, 乘以所調整的倍數產生 CPU 的工作頻率, 而主機板上的速度就用原本較慢的速度來執行, 而主機板上的速度, 就被稱為外頻了至於所調整的倍數當然是倍頻而非內頻, 而 FSB(HTT) 就不再是外頻, 而是外頻的某個倍數, 但這倍數與倍頻無關至於內頻, 就是 CPU 的工作頻率重要的一點就是, 記憶體匯流排與 FSB 無關但跟外頻有關 ( 註三 ) 我們彙整了目前 AMD 及 INTEL 兩大 CPU 製造商目前主流的 CPU 類型的系統匯流排技術及頻寬作一比較, 詳細內容如表二所示表二 / 多核心 CPU 前端匯流排規格比較 / 介紹 ( 註四 ) 型號 Coer 2 Duo E8000 系列 E7000 系列 E6000 系列 E4000 系列 FSB 速度 (MHz) 1,333 1,066 1,333/ 型號 Core 2 Quad Q9000 系列 Q8000 系列 Q6000 系列 FSB 速度 (MHz) 1,333/1066 1,333 1,066 型號 Core2 Extreme QX9000 系列 QX6000 系列 FSB 速度 (MHz) 1,600/1,333 1,333/1,066 型號 Core i7 C2Q/C2E 匯流排 / 最高速度 QPI/6,400MHz FSB/1,333MHz 型號 Athlon X2 Athlon FSB 速度 (MHz) 1,000HT 1,000HT 型號 Phenom X4 PhenomX3 FSB 速度 (MHz) 2,000HT 1,600HT 四 QPI HT 技術探討在主機板的晶片組中,CPU 是以 FSB 和北橋晶片進行溝通,Intel 在 Core i7 之前的架構中, 北橋晶片掌管了記憶體和顯示卡匯流排 (AGP 或 PCI-Express) 的控制所以若是 FSB 夠快以便 CPU 和北橋的溝通的話, 記憶體的存取和顯示卡的資 3

5 料傳送也就能暢行無阻, 當然, 一顆好的 CPU 和北橋晶片才是整體效能關鍵 ( 註二 ) 1. 何謂 QPI 技術 Intel 的 QuickPath Interconnect 技術縮寫為 QPI, 譯為快速通道互聯事實上它的官方名字叫做 CSI,Common System Interface 公共系統界面, 用來實現晶片之間的直接互聯, 而不是在通過 FSB 連接到北橋, 矛頭直指 AMD 的 HT 總線技術無論是速度頻寬每個針腳的頻寬功耗等一切規格都要超越 HT 總線而在 Intel Core i7 處理器架構中的前端匯流排捨去傳統 FSB 架構, 採用 QPI, 類似 AMD Hyper-transport 的點對點傳輸架構, 且頻寬比以往有很大的進步 (6.4Gbps), 無不是為了應付 PCI-Express 2.0 匯流排的顯示卡所需龐大運算能力, 所以, 新架構中的 QPI 對顯卡傳輸瓶頸有莫大的裨益 ( 註二 ) 2. 何謂 HT 技術超執行緒 (HT,HyperTransport) 技術是一項突破性的創新技術, 能大幅提升整個企業的電腦處理器效能 AMD 提出了這種概念式的匯流排架構, 制定出一種能適用於各種高速度晶片組之間的傳輸界面採用 HyperTransport 技術, 在每個方向上的連接匯流排寬度可以是或 32 位元工作頻率範圍從 200MHz 1GHz 採用該技術能實現的總頻寬可用以下公式計算:( 工作頻率 ) (2x 資料 / 時脈 ) ( 各方向上的位元寬度 ) (2x 方向總數 ) HyperTransport 技術有許多優點, 主要的優點是具有可擴展性根據需要, 每個採用該技術的連接可以具有不同的寬度和頻率, 每個連接的最大頻寬高達 8GBps( 每個方向 ) 該技術的第二個優點是它有專用頻寬, 在點到點鏈接時不會像 PCI 匯流排那樣共享總頻寬 ( 註六 ) 3.QPI 與 HT 的對決為了讓多核心的系統更高效的工作, 我們相信今後的晶片組會更加複雜隨著 QPI 的正式推出, 英特爾主導的 QPI 及 AMD 的 HT 技術 -- 兩大總線系統已經正面衝突, 英特爾在 2008 年秋季展示了可以工作的首個採用 QPI 互聯架構的 Nehalem 平台 ; 新一代 AMD Phenom II 系列處理器採用 HyperTransport 3.0 技術, 為 1080P 高清視頻播放和極高分辨率游戲提供頻寬,HT3.0 技術的原始頻寬提高至 20.8 GB/s, 為的就是能夠跟 INTEL 抗衡因此我們有理由相信, 不管是 QPI 或 HT 技術將衝破內存性能帶來的樊籬, 實現性能的新飛躍, 未來的沿革顯示多條系統總線連接才是今後系統總線發展的王道 4

6 参結論由於前端匯流排 (Front Side Bus,FSB) 是 CPU 對外與記憶單元輸出入單元進料傳輸必經通道, 因此,FSB 的運作速度會影響到電腦整體的運作效能假設已迴轉壽司店的師傅來比喻 CPU, 以餐盤輸送帶來比喻 FSB, 若輸送帶速度緩慢 (FSB 運作速度慢 ), 即使師傅能在短時間內製作出多種壽司 (CPU 處理速度快 ), 仍無法快速將壽司餐點運送至客人面前 ( 電腦運作效能差 ) 隨著科技技術日益精進, 未來 CPU 的架構中, 必然是將晶片組 ( 南北橋 ) 電路, 內建在其中, 甚至於 QPI 架構 HT 架構技術的精進, 更可讓電腦效能跨時代地提升 ( 註五 ) 肆引註資料資料來源一 : 維基百科檢索日期 :2009/03/04 6%B5%81%E6%8E%92&variant=zh-tw 資料來源二 : PCDIY- 主機板技術與應用實務每一期的電腦雜誌檢索日期 :2009/03/08 資料來源三 : MyChat 數位男女檢索日期 :2009/03/05 資料來源四 : 旗標研究室 2009 PCDIY- 電腦選購組裝應用旗標資訊檢索日期 :2009/03/12 資料來源五 : 旗立研究室計算機概論 - 第三版旗立資訊檢索日期 :2009/03/01 資料來源六 : 何謂 HyperTransport 技術? 檢索日期 :2009/03/04 5

第一組個人電腦主機

第一組個人電腦主機項次 1 2 3 4 Intel Celeron 2.6GHz Intel Celeron 2.6GHz Intel Celeron 2.6GHz Intel Celeron 2.6GHz 契約金額 ( 含稅 ) NT$13,593 NT$13,380 NT$10,394 NT$10,181 環保證號 :4769 號 Veriton M275 Intel Celeron E3400