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RAM（隨機(jī)寄存器）

ROM ( 只讀寄存器 )

個人計算機(jī)和小型服務(wù)器被標(biāo)準(zhǔn)化到了一個芯片組上，它由兩部分組成: 北橋和南橋，見圖

CPU通過一條通用總線(前端總線，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芯片的類型。不同的類型，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，通過多條不同總線與設(shè)備們通信。

目前，比較重要的總線有PCI、PCI Express、SATA和USB總線，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CPU到另一個CPU的數(shù)據(jù)需要走它與北橋通信的同一條總線。
• 與RAM的通信需要經(jīng)過北橋
• RAM只有一個端口。{本文不會介紹多端口RAM，因為商用硬件不采用這種內(nèi)存，至少程序員無法訪問到。
• 這種內(nèi)存一般在路由器等專用硬件中采用。}
• CPU與南橋設(shè)備間的通信需要經(jīng)過北橋

在上面這種設(shè)計中，瓶頸馬上出現(xiàn)了。第一個瓶頸與設(shè)備對RAM的訪問有關(guān)。早期，所有設(shè)備之間的通信

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

的能力。DMA允許設(shè)備在北橋的幫助下，無需CPU的干涉，直接讀寫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形成了爭用。

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

因此不能實現(xiàn)并行訪問。近期的RAM需要兩條獨立總線(或者說通道，DDR2（Double Data Rate 2）就是這

么叫的，見圖2.8)，可以實現(xiàn)帶寬加倍。北橋?qū)?nèi)存訪問交錯地分配到兩個通道上。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）。換句話說，DDR2內(nèi)存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù)，并且能夠以內(nèi)

部控制總線4倍的速度運行。

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-北桥和南桥的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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