通用系统接口

英特尔推出的新型系统架构

通用系统接口是英特尔推出的新型系统架构。

介绍

主要介绍

在2008和2009年，英特尔预期针对其微处理器推出一种新型的系统架构（英特尔架构）——通用系统接口（CSI）。

通用系统接口（CSI）是一个家族的互连接口，它会根本变革英特尔公司的整个高性能产品，CSI会取代已有的前侧总线并能够与AMD的HyperTransport媲美。

通用系统接口（CSI）被设计为能够集成存储器控制器和分布式共享存储器。“从Tukwila——1款Itanium处理器以及Nehalem—一1款于2008年推出的具有内核微架构的增强型派生处理器—开始，通用系统接口（CSI）预计可能被用于几乎所有未来的英特尔系统的内部构造。”

Core i7（酷睿i7）系列处理器主要由Core（处理器内核心）和Uncore（处理器外核心）组成，Core包括四个处理器核心和L1，L2缓存，Uncore包括QPI总线控制器，内存控制器和L3缓存。为了区分市场，Core i7 920与Core i7 940的QPI总线都被削减为4.8GT/s，而Core i7 Extreme Edition 965则为6.4GT/s。

作为酷睿架构的继任者，Nehalem可以说是站在了巨人的肩膀上。既秉承了酷睿架构的高效流水线设计以及成熟的制程经验，又在此基础上完善了酷睿的不足，并作出了更多的突破。Nehalem带来的性能飞跃会比当年酷睿上升更多，而它里程碑式的一些革命性设计则会影响甚至带动以后多核处理器的潮流。

Nehalem架构最大的改进之一就是摒弃了FSB前端总线传统的并行传输方式，转而采用基于PCI Express串行点对点传输技术的通用系统接口（CSI），也就是intel所称的Quick Path互联系统架构。Quick Path包括集成的内存控制器技术以及改善的系统组件间通信链路，类似对手AMD的Inter connect及Crossbar设计，而且在多处理器作业下，每颗处理器可以互相传送数据，并不需经过芯片组，从而大幅提升整体系统性能。

集成内存控制器虽然可以提高系统性能，但是由此也会带来成本增加以及处理器频率提升困难的问题。但在Nehalem上，就令人惊喜地看到其集成了DDR3内存控制器，据intel表示，Nehalem的内存带宽最高可提升3倍！

代号

QuickPath此前公布的代号是通用系统接口（CSI），它的最重要特征就是可扩充共享内存的部署。以往采取的方式是，采用单个内存共享池，通过FSB和内存控制器中枢连接至服务器或高端工作站中的所有处理器。与此不同，QuickPath架构中的每个处理器都拥有专用内存，直接通过处理器的集成内存控制器实现存取。如果某处理器需要访问另外一个处理器上的专用内存，可通过连接至所有处理器的高速QuickPath互连来进行访问。采用点对点互连模式，处理器不必为了访问内存和I/O而彼此争用一条总线，从而提升了可扩充性。

QuickPath互连的吞吐量体现出其在服务器/工作站市场中的价值，QuickPath互连使用高达6.4GT/s的链路，提供的总带宽高达25GB/s，高出使用的其他互连解决方案3倍。QuickPath互连减少了多路系统接口所需的通信量，加快了有效载荷的传输速度，并表现出可靠性、可用性和可维护性等RAS特性。

Nehalem 大部份微架构设计仍是沿自Yorkfield及Wolfdale，并拥有原生四核心设计。最值得注意的一个创新是它的Quickpath结构。新一代Nehalem将会放弃FSB设计，采用全新的Quick Path Interconnect架构，Nehalem是Intel第一款使用Quickpath互联系统架构的处理器产品。

QuickPath有二大组成部分。第一部分是内存控制器的内建群组件，整合的内存控制器能够缩短处理器和主存储器间数据传输的延迟；第二部分是处理器间的直接连接技术，使芯片能够共享资料，而且在多处理器作业下，每颗处理器可以互相传送资料，并不需经过芯片组，从而大幅提升整体系统性能。英特尔的二大芯片系列——主流x86、高端服务器的安腾都将采用QuickPath技术。

放弃采用FSB设计，改用Quick Path Interconnect技术，能双向串联点对点传输。QuickPath单向最高速度暂定为6.4GT/s，其传输速率是FSB 1333MHz的5倍，双向最高速合共10.8GT/s，比AMD采用的Hyper-Transport 3.0的速度更高。

Nehalem微架构最高支持4颗处理器的Quick Path多路服务器环境，并至少可组成四颗处理器的资料可直接互换的4Ways服务器架构。单一芯片最高可拥有2、4及8颗核心，支持经改良的Hyper-Theading技术，令单颗处理器最高可支持16 Threads，而且Nehalem架构中的Havendale亦将会内建绘图核心，不让AMD Fusion处理器专美。新增SSE4.2指令集及ATA指令集也会让系统性能得到全面提升。

处理器与接口

Core i7系列处理器与通用系统接口

Nehalem的特色之一，三级缓存设计。Nehalem处理器重新设计了缓存结构，引入了L3缓存。Nehalem的L1缓存的设计与Core微架构相同，而L2缓存则采用超低延迟的设计，但容量大大降低，每个内核仅有256KB，新加入的L3缓存采用共享式设计，首批发布的Core i7配备了8MB L3缓存。

Nehalem处理器的L3缓存完全开放，由4颗核心共享，并完整地集成了4个核，带有一个包含与共享3级Cache。一个中央队列在Nehalem的四个核与非核区域之间充当交叉开关和仲裁器。L3Cache集成存储控制器和QPI链接。从性能的角度看，包含式L3 Cache是一个理想的结构因为它能在片上事务中保持Cache一致性。相信会在低延迟和低功耗上受益，另外最后一级Canche共享，会降低重复。

Intel Core i7 920采用了全中文包装，外包装就注明该产品为台式机四核处理器，专为英特尔 X58高速芯片组优化、融合超线程技术、智能缓存技术、拥有三年保修。

研发计划

Nehalem EX处理器研发计划

根据有关资料，Bull打算研发一系列涵盖安腾处理器和至强处理的芯片组已经有很多年实践了。Intel宣布将交付一款针对安腾和至强处理器的通用系统接口（Common System Interface，CSI）——也就是人们所知的QPI技术——的消息再次激发了Bull的这一计划。

QPI提供了处理器、内存和I/O之间的高带宽和点对点的互连性，与现有Nehalem EP芯片之前的Xeon处理器以及已有的Montvale安腾处理器所采用的前端总线架构相比，这种技术不仅速度更高，而且使用更加方便。

最新的发展路线图是Bull在2006年夏季公布的，当时第一款在理论上采用QPI的四核安腾处理器即将发布。Bull的计划是利用他们自己的Fame D芯片组将基于Intel E8870的多个四路主板集成到一起，让设备能够扩展到八路甚至更高。

2006修改之后的计划要求Intel能够在2008年年中出货四核Tukwila安腾处理器——这显然没有实现——以及使用最新的Fame 2G芯片组作为针对四路、八路或者更大型设备的主芯片组。有趣的是，Bull的这个Fame 2G芯片组计划是基于Intel未来的至强处理器的。

在2007年年初，Bull更新了他们的芯片组和服务器发展路线图，这也从一个侧面反映了Intel的路线图发生的变化，甚至是最近刚刚延迟发布的Tukwila安腾处理器也要等到2010年第一季度了。

本来应该出现在更早期至强处理器中的QPI技术已经就绪，即将被用于2009年年底推出的Nehalem EX处理器Beckton版本中。

与服务器

通用系统接口与2009年值得关注的服务器

2009年，从AMD、Intel到IBM和Sun都会有多款芯片推出。Intel公司已经基于Nehalem架构发布了桌面端的芯片产品酷睿i7，基于该架构的服务器产品也将会在今年陆续推出。

根据相关的资料介绍，Nehalem架构最大的改造在其前端总线（FSB）上面，其传统的并行传输方式被废弃，转而采用基于基于PCIExpress串行点对点传输技术的通用系统接口（CSI），即Intel所称的QuickPath，与AMD公司此前所推出的HyperTransport（超传输总线）高速串行总线异曲同工。AMD在2009年第一季度所发布的“上海”芯片升级版将会把其HyperTransport升级到3.0版本，提升其带宽到17.6GB/S。

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