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总线系统是大多数软件编程开发程序员在学习计算机技术的时候会接触到的一个概念，而本文我们就通过案例分析来简单了解一下，总线系统架构包含哪些类型。

1、双独立总线：片内&片外

现代CPU中通常会使用高速缓存，由于“CPU-高速缓存”和“CPU-内存”的速度差非常大，计算机系统选择在CPU芯片内和CPU芯片外使用双独立总线(DualIndependentBus，DIB)：

前端总线(FrontSideBus，FSB)：CPU与外部连接的总线(即CPU连接北桥芯片的总线);

后端总线(BackSideBus，BSB)：也叫本地总线(LocalBus)或片内总线(On-chipBus)，是CPU芯片内部独立使用的总线。CPU芯片内部一个或多个核心、Cache之间的通信将不需要占用芯片外的系统总线。

提示：前端总线和系统总线的概念容易混淆，不同资料的说法不一。我的理解是：前端总线是“特指”某些IntelCPU架构中，CPU芯片与外部连接的这条总线，而系统总线“泛指”连接计算机各个部件的所有总线。

2、南北桥架构

南北桥架构是Intel提出的总线架构，也叫Hub架构。它将计算机部件分为高速部件和低速部件两类，分为北桥芯片组合和南桥芯片组，中间用两颗桥芯片连接。使用南北桥设计有2个优点：

缓冲功能：南北桥芯片实现了两类总线信号速度缓冲;

桥接功能：南北桥芯片实现了两类总线信号的转换，有利于系统升级换代。例如在升级CPU时，只需要改动CPU和北桥芯片，其它南桥部分不需要改动。

北桥芯片(Northbridge)：北桥处理高速信号。北桥芯片连接的设备都是高速传输设备，包含CPU、GPU、存储器与南桥的通信。北桥芯片也是CPU与外部连接的纽带;

南桥芯片(Southbridge)：南桥处理低速信号。南桥芯片连接的大多是I/O设备，例如PCI总线、USB适配器、显卡适配器、硬盘控制器;

内存控制器(MemoryController)：管理CPU和内存之间的总线数据传输，控制着存储器的读取和写入信号，并且定时刷新DRAM内的数据(DRAM的存储单元包含电容，会自动漏电);

内存总线(MemoryBus)：连接北桥芯片与存储器的总线;

DMI总线(DirectMediaInterface)：连接北桥芯片和南桥芯片的专用总线;

I/O总线：连接南桥芯片与I/O设备的总线;

PCI局部总线：连接高速I/O设备的标准;

ISA局部总线：连接低速I/O设备的标准。

3、前端总线瓶颈

前端总线是CPU连接外界的通道，因此前端总线的数据传输能力对于计算机系统的整体性能影响非常大。近年来随着CPU主频不断提升，前端总线频率却一直跟不上后端总线频率，从而出现性能瓶颈。

为了解决这个问题，传统的南北桥架构被重新设计，北桥芯片的功能几乎都移动到CPU内部变成“片上北桥”。前端总线被淘汰，CPU/片上北桥继续使用DMI连接南桥或PCH等外部设备。

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