PC芯片組上的高速總線和測(cè)試需求
[導(dǎo)讀]
主板一直是高速串行總線云集的重鎮(zhèn)，也是高端示波器廠商必爭(zhēng)之地。但作為一般用戶極少關(guān)注背后的技術(shù)，即使是電腦發(fā)燒友也很少有人對(duì)這些高速串行總線進(jìn)行深入了解。本文試圖從當(dāng)今最頂級(jí)的芯片組開(kāi)始，
主板一直是高速串行總線云集的重鎮(zhèn)，也是高端示波器廠商必爭(zhēng)之地。但作為一般用戶極少關(guān)注背后的技術(shù)，即使是電腦發(fā)燒友也很少有人對(duì)這些高速串行總線進(jìn)行深入了解。本文試圖從當(dāng)今最頂級(jí)的芯片組開(kāi)始，簡(jiǎn)單說(shuō)明一下這些芯片組上的高速總線和所要用到的測(cè)試設(shè)備。
1X58
Intel的X58芯片組是如今PC上最高端的芯片組，也是唯一支持IntelI7CPU的芯片組，該芯片組除了集成了最為常見(jiàn)的高速串行總線外，還有一個(gè)最大的特大即使支持Intel自身的QPI總線。I7相對(duì)于Intel以往的CPU最大區(qū)別是像AMDK8那樣集成了內(nèi)存控制器，并且支持3通道DDR3內(nèi)存。X58支持36Lane的PCIEG2，支持CroosFire，通過(guò)NVIDIA的授權(quán)可以直接支持SLI。下面來(lái)看看這些高速串行總線的測(cè)試要求。
QPI
Intel的QuickPathInterface是在I7cpu上首次推出的，采用了類似于PCIE的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（peertopeer）傳輸，替代了以前并行的FSB。QPI的bitrate有兩種一種是4.8Gbps，另一種是6.4Gbps。對(duì)于6.4Gbps的QPI來(lái)說(shuō)，采用32bit傳輸時(shí)，帶寬能達(dá)到25.6GB/s。相對(duì)于1600MHz的FSB的帶寬12.8GB/s來(lái)說(shuō)，帶寬提高了一倍。相對(duì)于AMD的HT3.0具有的5.2Gbps的bitrate和32bit傳輸時(shí)的20.8GB/s的帶寬亦是勝出。同時(shí)QPI不但可用于CPU和北橋芯片之間的互聯(lián)，還能用于多核處理器之間的內(nèi)部互聯(lián)，以及與內(nèi)存控制器之間的互聯(lián)。
由于QPI6.4Gbps的基波是3.2GHz，1.8bitrate是11.52GHz，5次諧波是16GHz，所以要求帶寬在16GHz的示波器才能測(cè)試，Tektronix和LeCroy都有帶寬在16GHz以上的示波器，但LeCroy目前還沒(méi)有QPI的測(cè)試方案，業(yè)界也只有Tektronix第一家推出基于示波器的QPI測(cè)試解決方案，而Agilent則是推出了比特誤碼率測(cè)試儀J-BERTN4903B。
PCIExpress2.0
PCIEG2的bitrate是5Gbps，基波頻率2.5GHz，1.8xbitrate是9GHz，5次諧波是12.5GHz，除了AgilentDSO91304的帶寬只有13GHz，剛好能滿足5次諧波的要求以外，Tektronix和LeCroy都有帶寬在12.5GHz以上的示波器，而Tektronix的示波器在板卡制造商中更加普及。
SATA3Gbps
SATA3Gbps，俗稱SATA2，基波頻率1.5GHz，1.8xbitrate是5.4GHz，5次諧波是7.5GHz，需要8GHz的帶寬的示波器，這個(gè)Agilent，Tekronix，LeCroy都能滿足。
DDR3
DDR3從800MHz起跳，符合規(guī)范的最高的有1600MHz。X58支持帶寬為8.5GB/S的DDR3-1066，bitrate1.066Gbps，基波533MHz，1.8xbitrate是1.9188GHz，5次諧波2665。Agilent和Tektronix都推出了DDR3的測(cè)試解決方案。
USB2.0HighSpeedUSB2.0可以說(shuō)是高速串行總線的入門級(jí)別，bitrate只有480Mbps，基波240MHz，1.8xbitrate是864MHz，5次諧波1.2GHz。事實(shí)上USB認(rèn)定組織認(rèn)為1GHz帶寬的示波器就能滿足USB2.0HighSpeed的一致性測(cè)試。
另外，X58與ICH10之間的DMI總線是基于PCIEG2x4，帶寬2GB/s，這個(gè)類似于AMD南北橋互聯(lián)的A-link（同樣基于PCIEG2X4）。
2.RD790FX
和x58相對(duì)的，AMD的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品是RD790，最高端的是RD790FX。790FX原生支持40LanePCIEG2,其中32lane被分配給顯卡可以組成2x16和4x8的交火，6lane被分配給外設(shè)，另外4lane組成了Alink用來(lái)連接南北橋。
和X58不同的地方在于，CPU和RD790FX之間是通過(guò)HT3.0連接，內(nèi)存也僅支持DDR2。
雙通道交火系統(tǒng)
對(duì)于像PCIE，SATA，DDR，USB這樣的標(biāo)準(zhǔn)高速串行總線，板卡制造廠商通常使用Intel的Sigtest來(lái)測(cè)試，由于Sigtest可以分析Agilent，Tektronix，LeCroy三家示波器捕獲的波形，此時(shí)示波器只當(dāng)做數(shù)據(jù)采集卡，大大降低了對(duì)儀器的依賴（因示波器廠商的眼圖和抖動(dòng)分析算法有差別，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不一致或者不具備可比性），同時(shí)sigtest能生成標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試報(bào)告，深受制造廠商的歡迎。但sigtest不大適用于debug，因?yàn)镾igtest可分析的數(shù)據(jù)有限，能夠設(shè)置的PLL帶寬也有限，僅適用于主板和顯卡的一致性測(cè)試。測(cè)試界面如下：
1X58
Intel的X58芯片組是如今PC上最高端的芯片組，也是唯一支持IntelI7CPU的芯片組，該芯片組除了集成了最為常見(jiàn)的高速串行總線外，還有一個(gè)最大的特大即使支持Intel自身的QPI總線。I7相對(duì)于Intel以往的CPU最大區(qū)別是像AMDK8那樣集成了內(nèi)存控制器，并且支持3通道DDR3內(nèi)存。X58支持36Lane的PCIEG2，支持CroosFire，通過(guò)NVIDIA的授權(quán)可以直接支持SLI。下面來(lái)看看這些高速串行總線的測(cè)試要求。
QPI
Intel的QuickPathInterface是在I7cpu上首次推出的，采用了類似于PCIE的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（peertopeer）傳輸，替代了以前并行的FSB。QPI的bitrate有兩種一種是4.8Gbps，另一種是6.4Gbps。對(duì)于6.4Gbps的QPI來(lái)說(shuō)，采用32bit傳輸時(shí)，帶寬能達(dá)到25.6GB/s。相對(duì)于1600MHz的FSB的帶寬12.8GB/s來(lái)說(shuō)，帶寬提高了一倍。相對(duì)于AMD的HT3.0具有的5.2Gbps的bitrate和32bit傳輸時(shí)的20.8GB/s的帶寬亦是勝出。同時(shí)QPI不但可用于CPU和北橋芯片之間的互聯(lián)，還能用于多核處理器之間的內(nèi)部互聯(lián)，以及與內(nèi)存控制器之間的互聯(lián)。
由于QPI6.4Gbps的基波是3.2GHz，1.8bitrate是11.52GHz，5次諧波是16GHz，所以要求帶寬在16GHz的示波器才能測(cè)試，Tektronix和LeCroy都有帶寬在16GHz以上的示波器，但LeCroy目前還沒(méi)有QPI的測(cè)試方案，業(yè)界也只有Tektronix第一家推出基于示波器的QPI測(cè)試解決方案，而Agilent則是推出了比特誤碼率測(cè)試儀J-BERTN4903B。
PCIExpress2.0
PCIEG2的bitrate是5Gbps，基波頻率2.5GHz，1.8xbitrate是9GHz，5次諧波是12.5GHz，除了AgilentDSO91304的帶寬只有13GHz，剛好能滿足5次諧波的要求以外，Tektronix和LeCroy都有帶寬在12.5GHz以上的示波器，而Tektronix的示波器在板卡制造商中更加普及。
SATA3Gbps
SATA3Gbps，俗稱SATA2，基波頻率1.5GHz，1.8xbitrate是5.4GHz，5次諧波是7.5GHz，需要8GHz的帶寬的示波器，這個(gè)Agilent，Tekronix，LeCroy都能滿足。
DDR3
DDR3從800MHz起跳，符合規(guī)范的最高的有1600MHz。X58支持帶寬為8.5GB/S的DDR3-1066，bitrate1.066Gbps，基波533MHz，1.8xbitrate是1.9188GHz，5次諧波2665。Agilent和Tektronix都推出了DDR3的測(cè)試解決方案。
USB2.0HighSpeedUSB2.0可以說(shuō)是高速串行總線的入門級(jí)別，bitrate只有480Mbps，基波240MHz，1.8xbitrate是864MHz，5次諧波1.2GHz。事實(shí)上USB認(rèn)定組織認(rèn)為1GHz帶寬的示波器就能滿足USB2.0HighSpeed的一致性測(cè)試。
另外，X58與ICH10之間的DMI總線是基于PCIEG2x4，帶寬2GB/s，這個(gè)類似于AMD南北橋互聯(lián)的A-link（同樣基于PCIEG2X4）。
2.RD790FX
和x58相對(duì)的，AMD的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品是RD790，最高端的是RD790FX。790FX原生支持40LanePCIEG2,其中32lane被分配給顯卡可以組成2x16和4x8的交火，6lane被分配給外設(shè)，另外4lane組成了Alink用來(lái)連接南北橋。
和X58不同的地方在于，CPU和RD790FX之間是通過(guò)HT3.0連接，內(nèi)存也僅支持DDR2。
雙通道交火系統(tǒng)
對(duì)于像PCIE，SATA，DDR，USB這樣的標(biāo)準(zhǔn)高速串行總線，板卡制造廠商通常使用Intel的Sigtest來(lái)測(cè)試，由于Sigtest可以分析Agilent，Tektronix，LeCroy三家示波器捕獲的波形，此時(shí)示波器只當(dāng)做數(shù)據(jù)采集卡，大大降低了對(duì)儀器的依賴（因示波器廠商的眼圖和抖動(dòng)分析算法有差別，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不一致或者不具備可比性），同時(shí)sigtest能生成標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試報(bào)告，深受制造廠商的歡迎。但sigtest不大適用于debug，因?yàn)镾igtest可分析的數(shù)據(jù)有限，能夠設(shè)置的PLL帶寬也有限，僅適用于主板和顯卡的一致性測(cè)試。測(cè)試界面如下：
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