QuickPath Interconnect. QPI (Intel)

QuickPath Interconnect, ранее известным также под кодовым обозначением Common System Interface (CSI)-замена традиционной шине FSB с новым высокоскоростным соединением.Появление всё более мощных процессоров приводит к тому, что потенциальным "бутылочным горлышком" системы оказывается системная шина, которая играет ключевую роль во взаимодействии CPU и остальных компонентов компьютера. Другими словами, когда процессор выполняет команды быстрее, чем они к нему приходят, он работает не в полную силу, простаивает в ожидании.

В настоящее время в платформах Intel используется внешняя двунаправленная шина, известная нам как FSB (Front-Side Bus). Она представляет собой связующее звено между процессорными ядрами и чипсетом, который включает контроллер памяти и выступает в качестве точки доступа к другим шинам (например, PCI, AGP и т.п.) материнской платы. Основными способами увеличения производительности системной шины FSB является повышение её частоты и объединение сразу нескольких FSB в одной системе. Для уменьшения нагрузки на FSB компания Intel также оснащает свои процессоры более ёмкой кэш-памятью с большей степенью ассоциативности.

Потенциал FSB иссякает, пришло время внедрять совершенно новую системную архитектуру. В рамках QuickPath Architecture предполагается размещать контроллер памяти непосредственно в процессоре, а также использовать принципиально новую системную шину QuickPath Interconnect. Шина QPI будет использоваться также в процессорах Tukwila (Itanium).

Организация QuickPath Architecture позволяет обеспечить высокоскоростной обмен данными между процессором и внешней памятью, между процессором и концентратором ввода/вывода. Ключевой особенностью архитектуры является применение концепции масштабируемой разделяемой памяти (scalable shared memory) вместо традиционного единого пула памяти, к которому процессоры имеют доступ по единственной шине - FSB. В рамках новой архитектуры каждый CPU будет иметь собственную выделенную память, к которой он будет обращаться напрямую, через свой ИКП. В случае, если процессору потребуется доступ к выделенной памяти другого CPU, он сможет связаться с ней посредством одного из каналов QuickPath Interconnect (Intel обещает, что такой доступ займет ненамного больше времени, так как QPI обеспечивает очень высокую скорость передачи данных). Как и шина HyperTransport, уже несколько лет применяемая в процессорах компании AMD, QPI будет использовать последовательную связь по схеме "точка-точка" (point-to-point), что обеспечит высокую скорость при малой латентности.

Интересно отметить, что QuickPath Architecture не является первой реализацией концепции масштабируемой разделяемой памяти в продуктах Intel. Подобный подход был применён еще в серверах на базе чипсетов серии Intel 8870 (хотя интегрированный контроллер памяти используется впервые).



Перечислим ключевые характеристики Intel QuickPath Architecture:
-производительность каналов QuickPath Interconnect достигает 6,4 гигатранзакций в секунду, благодаря чему общая пропускная способность может достигать 25,6 Гб/с;
-QPI уменьшает количество служебной информации, необходимой для функционирования многопроцессорных систем, что, соответственно, позволяет повысить скорость передачи полезных данных;
-реализация контроля при помощи циклического избыточного кода (CRC) и повторной передачи при обнаружении ошибок на канальном уровне, что позволяет обеспечить целостность данных без ощутимого влияния на производительность;
-возможность реализации высокоуровневых функций обеспечения надежности, готовности и удобства обслуживания (RAS, Reliability, Availability and Serviceability) благодаря реконфигурации каналов в случае повреждения отдельных участков, поддержке "горячей замены".
В Intel отмечают, что многие разработчики чипсетов уже работают над решениями для серверов с использованием QPI. Для поддержки процессоров Nehalem компания представит набор системной логики, известный под кодовым обозначением Tylersburg. Он будет использоваться в серверах, рабочих станциях и настольных ПК класса High-End.