所谓总线（Bus），是指打算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道。总线是连接打算机硬件系统内多种设备的通信线路，它的一个主要特色是由总线上的所有设备共享，可以将打算机系统内的多种设备连接到总线上。如果是某两个设备或设备之间专用的旗子暗记连线，就不能称之为总线。系统总线架构图如下所示：
微机中的总线分为数据总线、地址总线和掌握总线3类。不同型号的CPU芯片，其数据总线、地址总线和掌握总线的条数可能不同。
数据总线DB用来传送数据信息，是双向的。CPU既可通过DB从内存或输入设备读入数据，又可通过DB将内部数据送至内存或输出设备。DB的宽度决定了CPU和打算机其他设备之间每次交流数据的位数。
地址总线AB用于传送CPU发出的地址信息，是单向的。传送地址信息的目的是指明与CPU交流信息的内存单元或I/O设备。存储器是按地址访问的，以是每个 存储单元都有一个固定地址，要访问1MB存储器中的任一单元，须要给出1M个地址，即须要20位地址（220=1M）。因此，地址总线的宽度决定了CPU 的最大寻址能力。
掌握总线CB用来传送掌握旗子暗记、时序旗子暗记和状态信息等。个中有的是CPU向内存或外部设备发出的信息，有的是内存或外部设备向CPU发出的信息。显然，CB中的每一条线的信息传送方向是一定的、单向的，但作为一个整体则是双向的。以是，在各种构造框图中，凡涉及到掌握总线CB，均因此双向线表示。
总线的性能直接影响到整机系统的性能，而且任何系统的研制和外围模块的开拓都必须允从所采取的总线规范。总线技能随着微机构造的改进而不断发展与完善。
二. 常见总线
QPI总线
Intel的QuickPath Interconnect技能缩写为QPI，译为快速通道互联, 用来实现处理器之间的直接互联. QPI是一种基于包传输的串行式高速点对点连接协议，采取差分旗子暗记与专门的时钟进行传输。它的特点是：高速带宽,低功耗,支持热插拔。
Memory总线（内存总线）
用来实现处理器和内存的之间的连接.处理器里集成的内存掌握器卖力通过内存总线和内存模组通讯，例如寻址、读写等。目前内存总线所支持的内存模组有DDR2， DDR3, 将来还会支持DDR4。
JTAG接口
紧张用于芯片或处理器内部测试和调试的接口.通过连接调试器, 可以对芯片或处理器的运行进行跟踪和调试。
DMI总线
DMI是指Direct Media Interface(直接媒体接口)。用来连接处理器和南桥的总线.它是基于PCIE总线，因此具有PCI-E总线的上风，这个高速接口集成了高等优先做事，许可并发通讯和真正的同步传输能力。它的基本功能对付软件是完备透明的，因此早期的软件也可以正常操作。
USB总线
USB，是英文Universal Serial BUS（通用串行总线）的缩写，而个中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB总线会根据外设情形在两种传输模式中自动地动态转换。USB是基于令牌的总线。类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线。USB主掌握器广播令牌，总线上设备检测令牌中的地址是否与自身符合，通过吸收或发送数据给主机来相应。USB通过支持悬挂/规复操作来管理USB总线电源。USB系统采取级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机（Host），集线器（Hub）和功能设备。
SMBUS/I2C总线
I2C（Inter－Integrated Circuit）总线和SMBus （System Management Bus 的缩写，译为系统管理总线）是一种二线制串行总线，它紧张运用的场合：不须要高速通讯，但希望通过一条廉价并且功能强大的总线（由两条线组成），来掌握主板上的设备并网络相应的信息。SMBUS大部分基于I2C总线规范。和 I2C一样，SMBus不需增加额外引脚，创建该总线紧张是为了增加新的功能特性，但只事情在100kHz且专门面向智能电池管理运用, 也被用来连接各种设备，包括电源干系设备，系统传感器，EEPROM等等。它事情在主/从模式：主器件供应时钟，在其发起一次传输时供应一个起始位，在其终止一次传输时供应一个停滞位；从器件拥有一个唯一的7或10位从器件地址。
SMBus与I2C总线之间在时序特性上存在一些差别。首先，SMBus须要一定数据保持韶光，而 I2C总线则 是从内部延长数据保持韶光。SMBus具有超时功能，因此当SCL太低而超过35 ms时，从器件将复位正在进行的通信。相反，I2C采取硬件复位。SMBus具有一种警报相应地址(ARA)，因此当从器件产生一个中断时，它不会立时清 除中断，而是一贯保持到其收到一个由主器件发送的含有其地址的ARA为止。SMBus只事情在从10kHz到最高100kHz。最低事情频率10kHz是由SMBus超时功能决定的。
SPI总线
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使南桥与各种外围设备以串行办法进行通信以交流信息。SPI接口紧张运用在连接EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器，还有数字旗子暗记处理器和数字旗子暗记解码器之间。在Intel架构中放BIOS/UEFI固件的Flash可以通过SPI总线和南桥连接。
LPC总线
LPC(Low Pin Count, 少引脚数)接口一个取代传统ISA总线的一种新接口规范，紧张用于和传统的外围设备连接让系统能向下兼容。以往为了连接ISA扩充槽、适配器、ROM BIOS芯片、Super I/O等接口，南桥芯片必须保留一个ISA总线，并且连通Super I/O芯片，以掌握传统的外围设备。传统ISA 总线速率大约在7.159~8.33MHz，供应的理论尖峰传输值为16MB/s，但是ISA总线与传统的PCI总线的电气特性、旗子暗记定义办法迥异，南桥芯片、Super I/O芯片得多摧残浪费蹂躏针脚来做处理，主板的线路设计也显得繁芜。 intel所定义的LPC接口，将以往ISA BUS的地址/数据分离译码，改成类似PCI的地址/数据旗子暗记线共享的译码办法，旗子暗记线数量大幅降落，事情速率由PCI总线速率同步驱动，虽然改良过的LPC接口一样坚持最大传输值16MB/s，不过所须要的旗子暗记脚位数大幅降落25~30个，以LPC接口设计的Super I/O芯片、Flash芯片都能享有脚位数减少、体积微缩的好处，主板的设计也可以简化，这也便是取名LPC——Low Pin Count的缘故原由。
PS/2接口
PS/2 (Personal System 2, 个人系统2)接口紧张用于连接输入设备，而不是传输接口。以是PS2口根本没有传输速率的观点，只有扫描速率。PS/2接口设备不支持热插拔，强行带电插拔有可能烧毁主板。
RS-232接口
RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制订的一种异步传输串行物理接口标准。RS是英文“推举标准”的缩写，232为标识号，C表示修正次数。RS-232-C总线标准设有25条旗子暗记线。一样平常个人打算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。
LPT接口
打印终端(line print terminal)接口，常日称呼为LPT并口，是一种增强了的双向并行传输接口，在USB接口涌现以前是扫描仪，打印机最常用的接口。其默认的中断号是IRQ7，采取25脚的DB-25接头。并口的事情模式紧张有三种：1、SPP标准事情模式。SPP数据是半双工单向传输，传输速率较慢，仅为15Kbps，但运用较为广泛，一样平常设为默认的事情模式。2、EPP增强型事情模式。EPP采取双向半双工数据传输，其传输速率比SPP高很多，可达2Mbps，目前已有不少外设利用此事情模式。3、ECP扩充型事情模式。ECP采取双向全双工数据传输，传输速率比EPP还要高一些，但目前支持的设备少。
前端总线
前端总线的英文名字是Front Side Bus，常日用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。选购主板和 CPU时，要把稳两者搭配问题，一样平常来说，如果CPU不超频，那么前端总线是由CPU决定的，如果主板不支持CPU所须要的前端总线，系统就无法事情。也 便是说，须要主板和CPU都支持某个前端总线，系统才能事情，只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的，因此看一个别系的前端总线紧张看CPU就可以。北桥芯片卖力联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。CPU便是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交流数据。前端总线是CPU和外界交流数据的最紧张通道，因此前端总线的数据传输能力对打算机整体性能浸染很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高打算机整体速率。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝（总线频率×数据位宽）÷8。下图为FSB示意图。
PCI总线
Intel公司首先提出了PCI的观点，并联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC等100多家公司成立了PCI集团，其英文全称为：Peripheral Component Interconnect Special InterestGroup(外围部件互连专业组)，简称PCISIG。PCI是一种前辈的局部总线，已成为局部总线的新标准。
最早提出的PCI总线事情在33MHz频率之下，传输带宽达到132MB/s(33MHz 32bit/8)，基本上知足了当时处理器的发展须要。随着对更高性能的哀求，后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz，传输带宽能达到264MB/s。1993年又提出了64bit的PCI总线，称为PCI-X，目前广泛采取的是32-bit、33MHz或者32-bit、66MHz的PCI 总线，64bit的PCI-X插槽更多是运用于做事器产品。和PCIE总线一样，它用来外接扩展板卡，支持即插即用 （plug and play）。但和PCIE不同，PCI许可多路复用技能（分时复用），即许可一个以上的电子旗子暗记同时存在于总线之上，但相对PCIE，它的带宽和速率比较慢。
PCI总线是一种不寄托于某个详细处理器的局部总线。从构造上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，详细由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现高下之间的接口以折衷数据的传送。管理器供应了旗子暗记缓冲，使之能支持10种外设，并能在高时钟频率下保持高性能。PCI总线也支持总线主控技能，许可智能设备在须要时取得总线掌握权，以加速数据传送。 PCI总线支持10台外设 ,总线时钟频率33.3MHz/66MHz，最大数据传输速率133MB/s，时钟同步办法 ，与CPU及时钟频率无关 ，总线宽度 32位（5V）/64位（3.3V），能自动识别外设 ，特殊适宜与Intel的CPU协同事情； 具有与处理器和存储器子系统完备并行操作的能力，具有隐含的中心仲裁系统，采取多路复用办法（地址线和数据线）减少了引脚数，支持64位寻址，完备的多总线主控能力，供应地址和数据的奇偶校验，可以转换5V和3.3V的旗子暗记环境。
PCI-E总线
PCI Express是新一代的总线接口。早在2001年的春季，英特尔公司就提出了要用新一代的技能取代PCI总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代I/O总线技能。随后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技能的规范，并在2002年完成，对其正式命名为PCI Express。它采取了目前业内盛行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的打算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不须要向全体总线要求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能供应的高带宽。
PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X4、X8以及X16（X2模式将用于内部接口而非插槽模式）。较短的PCI Express卡可以插入较长的PCI Express插槽中利用。PCI Express接口能够支持热拔插，这也是个不小的飞跃。PCI Express卡支持的三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCI Express接口位宽为X16，将能够供应5GB/s的带宽，即便有编码上的损耗但仍能够供应4GB/s旁边的实际带宽，远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。
PCI Express规格从1条通道连接到32条通道连接，有非常强的伸缩性，以知足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。例如，PCI Express X1规格支持双向数据传输，每向数据传输带宽250MB/s，PCI Express X1已经可以知足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求，但是远远无法知足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此，必须采取PCI Express X16，即16条点对点数据传输通道连接来取代传统的AGP总线。PCI Express X16也支持双向数据传输，每向数据传输带宽高达4GB/s，双向数据传输带宽有8GB/s之多。
PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享资源，紧张支持主动电源管理，缺点报告，端对真个可靠性传输，热插拔以及做事质量(QOS)等功能。它紧张用来和一些须要高速通讯的外部板卡设备掌握器连接,例如显示卡,网卡,声卡等, 相对付老的并行的PCI总线,它具有针脚少,速率快, 更好的电源管理等优点。
PCI-Express 3.0 规范
早在2007年上半年PCI-E 2.0版规范刚刚公布的时候，PCI Express技能标准组织PCI-SIG就准备用两年多的韶光将其快速进化到第三代，但是谁也没想到PCI-E 3.0的酝酿过程会如此一波三折，直到本日才终于修成正果。
PCI-SIG主席兼总裁险些泪流满面：“PCI-SIG始终致力于I/O创新，我们也很骄傲地向我们的成员发布PCI-E 3.0规范。PCI-E 3.0架构从细节上对前两代PCI-E规范进行了极大地改进，为我们的成员在各自领域连续创新供应了所必需的性能和功能。”
在对可制造性、本钱、功耗、繁芜性、兼容性等诸多方面进行综合、平衡之后，PCI-E 3.0规范将数据传输率提升到8GHz|8GT/s（最初也预想过10GHz），并保持了对PCI-E 2.x/1.x的向下兼容，连续支持2.5GHz、5GHz旗子暗记机制。基于此，PCI-E 3.0架构单信道（x1）单向带宽即可靠近1GB/s，十六信道（x16）双向带宽更是可达32GB/s。
PCI-E 3.0同时还特殊增加了128b/130b解码机制，可以确保险些100%的传输效率，比较此前版本的8b/10b机制提升了25%，从而匆匆成了传输带宽的翻番，延续了PCI-E规范的一向传统。
新规范在旗子暗记和软件层的其他增强之处还有数据复用指示、原子操作、动态电源调度机制、延迟容许报告、宽松传输排序、基地址寄存器（BAR）大小调度、I/O页面缺点等等，从而全方位提升平台效率、软件模型弹性、架构伸缩性。
PCI-E 3.0规范完全文档现已向PCI-SIG组织成员公布个中详细描述了PCI-E架构、互联属性、构造管理、编程接口等等，但没有公开拓表。其余，intel X79高端芯片组经已完全支持pci-e 3.0规格，AMD最新架构旗舰显卡AMD Radeon 7970，以及其他采取pci-e 3.0规格的显卡将于2012年陆续发布。
PCI Express总线的特点和长处
PCI Express总线是一种完备不同于过去PCI总线的一种全新总线规范，与PCI总线共享并行架构比较，PCI Express总线是一种点对点串行连接的设备连接办法，点对点意味着每一个PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响，而对付过去PCI那种共享总线办法，PCI总线上只能有一个设备进行通信，一旦PCI总线上挂接的设备增多，每个设备的实际传输速率就会低落，性能得不到担保。现在，PCI Express以点对点的办法处理通信，每个设备在哀求传输数据的时候各自建立自己的传输通道，对付其他设备这个通道是封闭的，这样的操作担保了通道的专有性，避免其他设备的滋扰。
在传输速率方面，PCI Express总线利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速率提 到一个很高的频率，达到远超出PCI总线的传输速率。PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括x1、x4、x8以及x16(x2模式将用于内部接口而非插槽模式），个中X1的传输速率为 250MB/s，而X16便是即是16倍于X1的速率，即是4GB/s。与此同时，PCI Express总线支持双向传输模式，还可以运行全双工模式，它的双单工连接能供应更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。因此连接的每个装置都可以利用最大带宽，PCI Express接口设备将有着比PCI设备优胜的多的资源可用。
除了这些，PCI Express设备能够支持热拔插以及热交流特性，支持的三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux以及+12V。考虑到现在显卡功耗的日益上涨，PCI Express而后在规范中改进了直接从插槽中取电的功率限定，16x的最大供应功率达到了70W，比AGP 8X接口有了很大的提高。基本可以知足未来中高端显卡的需求。这一点可以从AGP、PCI Express两个不同版本的6600GT上就能明显地看到，后者并不须要外接电源。
可以看到PCI Express只是南桥的扩展总线，它与操作系统无关，以是也担保了它与原有PCI的兼容性，也便是说在很长一段韶光内在主板上PCI Express接口将和PCI接口共存，这也给用户的升级带来了方便。由此可见，PCI Express最大的意义在于它的通用性，不仅可以让它用于南桥和其他设备的连接，也可以延伸到芯片组间的连接，乃至也可以用于连接图形芯片，这样，全体I/O系统将重新统一起来，将更进一步简化打算机系统，增加打算机的可移植性和模块化。PCI Express已经为PC的未来发展重新铺设好了路基，下面就要看PCI Express产品的运用情形了。
硬盘的总线
一样平常有SCSI、ATA、SATA等几种。
SCSI(Small Computer System Interface)，一种用于打算机和智能设备之间（硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等）系统级接口的独立处理器标准。 SCSI是一种智能的通用接口标准。它是各种打算机与外部设备之间的接口标准。SCSI具有以下特点：SCSI可支持多个设备;SCSI还许可在对一个设备传输数据的同时，另一个设备对其进行数据查找,SCSI占用CPU极低;SCSI设备还具有智能化，SCSI卡自己可对CPU指令进行排队;最快的SCSI总线有160MB/s的带宽。
ATA技能是一个关于IDE（Integrated Device Electronics）的技能规范族。最初，IDE只是一项企图把掌握器与盘体集成在一起为紧张意图的硬盘接口技能。 随着IDE/EIDE得到的日益广泛的运用，环球标准化协议将该接口自出身以来利用的技能规范归纳成为环球硬盘标准，这样就产生了ATA（Advanced Technology Attachment）。
SATA全称是Serial Advanced Technology Attachment（串行高等技能附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口），由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范，紧张用来后硬盘等大容量存储器的连接。它具有支持热插拔，传输速率快，实行效率高档优点。Serial ATA采取串行连接办法，串行ATA总线利用嵌入式时钟旗子暗记，具备了更强的纠错能力，与以往比较其最大的差异在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检讨，如果创造缺点会自动纠正，这在很大程度长进步了数据传输的可靠性。串行接口还具有构造大略、支持热插拔的优点。 串口硬盘是一种完备不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采取串行办法传输数据而有名。相对付并行ATA来说，就具有很多的上风。首先，Serial ATA以连续串行的办法传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的事情，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和吸收数据，同时这样的架构还能降落系统能耗和减小系统繁芜性。
小型打算机系统接口（SCSI）
小型打算机系统接口是一套用于在打算机与外围设备之间进行物理连接和数据传输的标准。
串行ATA（SATA）
磁盘、光驱 EIDE 的替代品
SATA 1.0 速率为 150 MB/s
串行（1 位数据路径），点到点专用链路
薄型，1 米电缆长度
每根电缆一台设备
支持固定连接或热插拔
串行连接SCSI (SAS)
SAS 支持小尺寸、更长的布线间隔、更好的寻址能力,并兼容 SCSI
SAS 1.0 在SCSI 和 RAID 掌握器中更换 Ultra320 SCSI
全双工、双口、点到点连接
更高的带宽
Ultra320- 每通道 320 MBps
SAS– 8 端口，每个端口支持高达 3 Gbps 的速率
宽端口（4 口） – 12 Gbps
两个宽端口（8 口）– 24 Gbps
受到PCI-X/PCI 总线速率的限定
更大的驱动支持
基于 SCSI 的产品 - 每通道 14 个驱动器
基于 SAS 的产品 - 每四个端口 72 个驱动器
本文转载自： http://wangboxyk.cn/post/Zongxian-Bus-QPI-Memory.html
