大家好，欢迎来到老B的系列教学类栏目【老B讲堂】。在上一期的老B讲堂中，老B为大家简单的介绍了处理器的诞生及其大致工作原理，在这一期的老B讲堂中，老B将会为大家介绍一下处理器内非常容易忽视但是却十分重要的部分：总线及控制器。
总线，是指计算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道，它是由导线组成的传输线束。总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。
按照计算机所传输的信息种类，可以将计算机的总线划分为三类：数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
数据总线： 数据总线（Data Bus，简称DB）是双向三态形式的总线，即它既可以把CPU的数据传送到存储器或输入输出接口等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理的字长相一致。我们说的32位，64位计算机指的就是数据总线。
地址总线： 地址总线（Address Bus，简称AB）是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向三态的，这与数据总线不同。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小。
控制总线：控制总线（Control Bus，简称CB）主要用来传送控制信号和时序信号。控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。其实数据总线和控制总线可以共用。
而按照CPU内外来分类，总线则可以分为内部总线和外部总线：
内部总线：在CPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线称为片内部总线。
外部总线：通常所说的总线指片外部总线，是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通讯的通路,也称系统总线。
相信看了上图小伙伴们都发现了，内部总线基本处在CPU内部，而我们日常所能够看到的通讯线路则都属于外部总线，也就是系统总线。虽然在我们的简单模型中，CPU通过宗信啊和存储器进行之间通信，但是在现代计算机中，其通信通路中存在一个控制芯片模块，CPU需要和存储器、I/O设备等进行交互，会有多种不同功能的控制芯片，我们称之为控制芯片组（Chipset）。
按照现有的计算机结构来说，控制芯片集成在主板上，典型的有南北桥结构和单芯片组结构。与芯片相连接的总线可以分为前端总线（FSB）、存储总线、IQ总线，扩展总线等。
北桥芯片，它控制着CPU的类型，主板的总线频率，内存控制器，显示核心等。它直接与CPU、内存、显卡、南桥相连，所以它数据量非常大；主要包含前端总线（FSB）、内存总线和显卡总线。
前端总线：是将CPU连接到北桥芯片的总线。FSB的频率是指CPU和北桥之间的数据交换速度。速度越快，数据带宽越高，计算机性能越好。
内存总线：是将内存连接到北桥芯片的总线。用于和北桥之间的通信。
显卡总线：是将显卡连接到北桥芯片的总总线，目前主要都是PCI-E接口。其实来说，并没有明确的显卡总线一说，一般都将其划分为I/O总线。
南桥芯片，它主要负责外部接口和内部CPU的联系。它主要包括了I/O设备总线和扩展总线。
I/O总线：连接外部I/O设备连接到南桥的总线, 比如USB设备，ATA,SATA设备，以及一些扩展接口。
扩展总线：主要是主板上提供的一些PCI，ISA等插槽。
单芯片组结构： 单芯片组主要是是取消了北桥，因为现在CPU中内置了内存控制器，不需要再通过北桥来控制，这样就能提高内存控制器的频率，减少延迟。而现在一些CPU还集成了显示单元。也使得显示芯片的频率更高，延迟更低。
最后我们再来说说日常生活中比较常见的几种细分型总线，这里的定义是需要小伙伴们重点理解的，记住之后小伙伴们以后再看产品参数就能看懂一大部分参数了。
前端总线
前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。选购主板和 CPU时，要注意两者搭配问题，一般来说，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所需要的前端总线，系统就无法工作。也 就是说，需要主板和CPU都支持某个前端总线，系统才能工作，只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的，因此看一个系统的前端总线主要看CPU就可以。北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。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。
QPI总线
Intel的QuickPath Interconnect技术缩写为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，采用差分信号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控制器负责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
主要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总线的优势，这个高速接口集成了高级优先服务，允许并发通讯和真正的同步传输能力。它的基本功能对于软件是完全透明的，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，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总线会根据外设情况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主控制器广播令牌，总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过接收或发送数据给主机来响应。USB通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。USB系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机（Host），集线器（Hub）和功能设备。
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方式进行通信以交换信息。SPI接口主要应用在连接EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。在Intel架构中放BIOS/UEFI固件的Flash可以通过SPI总线和南桥连接。
在这一期的老B讲堂中，我们简单的介绍了计算机总线系统以及CPU和各个设备之间的交互，我们从这一部分可以看出，除了CPU自身的性能之外，总线速度也会影响计算机的整体性能水平。
在下一期的老B讲堂当中，老B将会给大家介绍另外一个关乎计算机整体性能水平的重要参数：存储器。
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