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RAM（隨機(jī)寄存器）

ROM ( 只讀寄存器 )

個(gè)人計(jì)算機(jī)和小型服務(wù)器被標(biāo)準(zhǔn)化到了一個(gè)芯片組上，它由兩部分組成: 北橋和南橋，見(jiàn)圖

CPU通過(guò)一條通用總線(xiàn)(前端總線(xiàn)，FSB)連接到北橋。北橋主要包括內(nèi)存控制器和其它一些組件，

內(nèi)存控制器決定了RAM芯片的類(lèi)型。不同的類(lèi)型，包括DRAM、Rambus和SDRAM等等，要求不同的內(nèi)存控制

器。為了連通其它系統(tǒng)設(shè)備，北橋需要與南橋通信。南橋又叫I/O橋，通過(guò)多條不同總線(xiàn)與設(shè)備們通信。

目前，比較重要的總線(xiàn)有PCI、PCI Express、SATA和USB總線(xiàn)，除此以外，南橋還支持PATA、IEEE 1394、串

行口和并行口等。比較老的系統(tǒng)上有連接北橋的AGP槽。那是由于南北橋間缺乏高速連接而采取的措施。現(xiàn)在的

PCI-E都是直接連到南橋的。

這種結(jié)構(gòu)有一些需要注意的地方:

• 從某個(gè)CPU到另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)需要走它與北橋通信的同一條總線(xiàn)。
• 與RAM的通信需要經(jīng)過(guò)北橋
• RAM只有一個(gè)端口。{本文不會(huì)介紹多端口RAM，因?yàn)樯逃糜布徊捎眠@種內(nèi)存，至少程序員無(wú)法訪問(wèn)到。
• 這種內(nèi)存一般在路由器等專(zhuān)用硬件中采用。}
• CPU與南橋設(shè)備間的通信需要經(jīng)過(guò)北橋

在上面這種設(shè)計(jì)中，瓶頸馬上出現(xiàn)了。第一個(gè)瓶頸與設(shè)備對(duì)RAM的訪問(wèn)有關(guān)。早期，所有設(shè)備之間的通信

都需要經(jīng)過(guò)CPU，結(jié)果嚴(yán)重影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有些設(shè)備加入了直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)

的能力。DMA允許設(shè)備在北橋的幫助下，無(wú)需CPU的干涉，直接讀寫(xiě)RAM。到了今天，所有高性能的設(shè)備都

可以使用DMA。雖然DMA大大降低了CPU的負(fù)擔(dān)，卻占用了北橋的帶寬，與CPU形成了爭(zhēng)用。

第二個(gè)瓶頸來(lái)自北橋與RAM間的總線(xiàn)。總線(xiàn)的具體情況與內(nèi)存的類(lèi)型有關(guān)。在早期的系統(tǒng)上，只有一條總線(xiàn)，

因此不能實(shí)現(xiàn)并行訪問(wèn)。近期的RAM需要兩條獨(dú)立總線(xiàn)(或者說(shuō)通道，DDR2（Double Data Rate 2）就是這

么叫的，見(jiàn)圖2.8)，可以實(shí)現(xiàn)帶寬加倍。北橋?qū)?nèi)存訪問(wèn)交錯(cuò)地分配到兩個(gè)通道上。更新的內(nèi)存技術(shù)

(如FB-DRAM)甚至加入了更多的通道。DDR2內(nèi)存擁有兩倍于上一代雙倍速DRAM(DDR)內(nèi)存預(yù)讀取能力

（即：4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)取）。換句話(huà)說(shuō)，DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以4倍外部總線(xiàn)的速度讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)，并且能夠以?xún)?nèi)

部控制總線(xiàn)4倍的速度運(yùn)行。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于计算机体系结构-北桥和南桥的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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