HyperTransport

HyperTransport (HT) ist ein bidirektionales seriell/paralleles Breitband-Bussystem für Computer. Die Technologie wird inzwischen von einer Reihe von Herstellern unterstützt, zu den bekanntesten gehören nVidia, AMD und Apple, die damit jeweils ihre eigenen proprietären Bussysteme ersetzen. Federführend entwickelt und standardisiert wird der Bus vom herstellerübergreifenden HyperTransport-Konsortium. Im August 2003 trat auch IBM dem HT-Konsortium bei. Dieser Schritt erfolgte wahrscheinlich, um die zukünftige Entwicklung von IBMs POWER-Prozessoren (PowerPC, wird u.a. von Apple im iBook und im Mac G5 verwendet) zu fördern und in eine bessere Marktposition zu gelangen.

Aufbau

HyperTransport läuft mit 200-1400 MHz Nenntakt (was verglichen mit den meisten "normalen" 133-MHz-Systemen viel ist). Die Übertragungsrate kann weiter gesteigert werden, wenn der Bus in einem vom DDR-RAM bekannten Modus läuft, wobei dann sowohl auf der steigenden als auch auf der fallenden Taktflanke Daten übertragen werden, wodurch sich die effektive Geschwindigkeit verdoppeln lässt. Selbst in der einfachen seriellen Variante des Busses erlaubt dies Transferraten von 1.600 Mbit/s (200 MByte/s).

Abhängig von den jeweiligen Anforderungen erlaubt HyperTransport verschiedene Busbreiten, von 2 (bidirektional seriell, 1 Bit pro Richtung) bis 32 Bit (16 Bit pro Richtung). Der 32-Bit-Bus hat eine maximale Transferrate von 22.400 MByte/s, was ihn schneller als jeden anderen derzeit existierenden Standard macht. Busse verschiedener Breite können über Umsetzer untereinander verbunden werden, was z.B. die Einrichtung von Hochgeschwindigkeitsbussen zwischen der CPU und dem Arbeitsspeicher und langsameren Bussen zu den Peripheriegeräten ermöglicht.

HyperTransport ist paketbasiert, wobei jedes Paket unabhängig von der verwendeten Busbreite grundsätzlich aus einem Satz 32-Bit-Worten besteht. Das erste Wort in einem Paket ist immer ein Kommandowort. Wenn ein Paket eine Adresse enthält, sind die letzten 8 Bit des Kommandowortes mit dem folgenden 32-Bit-Wort verkettet, so dass eine 40-Bit-Adresse dabei herauskommt (die neue Version 1.05 der HyperTransport-Spezifikation erlaubt 64-Bit-Adressen). Die weiteren 32-Bit-Worte in einem Paket sind Nutzlast. Übertragungen werden immer zu einem Vielfachen von 32 Bit aufgefüllt, egal wie lang sie tatsächlich sind.

Das elektrische Interface von HT benutzt zur Übertragung ein Niederspannungs-Differential (LVDS) mit 1,2 Volt und 100 Ohm Impedanz.

Anwendungsgebiete für HyperTransport

Backplane-Ersatz

Haupteinsatzgebiet für HyperTransport wird der Ersatz von Backplane-Bussen sein, die gegenwärtig für fast jede Prozessorgeneration unterschiedlich sind. Ein Pentium-Prozessor kann beispielsweise nicht in die Backplane eine Pentium 4 gesteckt werden. Um ein traditionelles System erweitern zu können, muss die Backplane Schnittstellen zu anderen Standard-Bussen wie z.B. AGP oder PCI haben. Diese werden meist in einen Controller mit dem Namen Northbridge integriert.

Ein Computer mit HyperTransport ist nicht nur schneller, sondern auch erheblich flexibler. Ein einziger PCI<->HyperTransport-Adapterchip funktioniert in jeder Maschine und erlaubt den PCI-Karten, mit jeder CPU zu reden. nVidia benutzt HyperTransport bereits intern auf den GeForce-Grafikkarten, und AMD ersetzt damit in der neuen AMD64-Familie die Prozessor-Backplane.

Multiprozessor-Verbindungen

Ein weiteres Anwendungsgebiet für HyperTransport ist die Verbindung von NUMA-Prozessoren in Multiprozessor-Systemen, wie sie derzeit bei AMDs Opteron-Reihe praktiziert wird.

Backplane-Ersatz für Router oder Switches

HyperTransport könnte auch die Backplane in Routern und Switches ersetzen. Diese Geräte haben mehere Ports, und die ankommenden Daten müssen so schnell wie möglich zwischen den entsprechenden Ports weitergeleitet werden. Ein Ethernet-Switch mit 4 Ports benötigt beispielsweise eine Backplane mit 800 Mbit/s (100 Mbit/s * 4 Ports * 2). Mit HyperTransport könnte man Switches bauen, die aus vier HyperTransport<->Ethernet-Umsetzern bestehen und HT als Backplane benutzen.

Siehe auch: Rapid I/O

Weblinks

• http://www.hypertransport.org/technology.html
• http://www.hypertransport.org/faqs.html