PC架构系列：CPU/RAM/IO总线的发展历史！

1. 从 IBM PC XT 架构开始...

一开始PC的设计中，CPU/RAM/IO都是被一条总线（BUS）连接起来，所有的部件都必须在同步的模式下面工作，由CPU来决定的其他设备工作在什么频率（Frequency）上。这样就带来一个"互锁" （locked to each other ）效应，即大家都被限定在一个被所有设备所能承受的通用时钟频率（Clock Frequency）上面，系统的整体性能不高。

2. 总线的第一次切分



1987年，康柏（Compaq）公司想到一个办法，将系统总线与I/O总线切分开来，可以使得2个不同的总线工作在不同的时钟频率上面。CPU和内存仍旧工作在自己的公用总线上（the System Bus），独立于所有的I/O设备，可以使得高速的CPU/RAM组件摆脱低速I/O设备的束缚。

这里的Bridge，就是我们现在所说的 南桥（South Bridge） 芯片的前身，而且此处可以看到Bridge实际起到了一个降频的作用（让我联想到了AMD K8 CPU的分频机制，这个稍后会在跟大家做详细说明）。

3. CPU倍频的出现



从80486开始，CPU的发展迅猛，频率大幅攀升，内存开始变得跟不上CPU的发展步伐了！Intel 于是决定在80486中引入倍频（Clock Doubler）的概念！内存依旧工作在系统总线上，与系统总线保持同样的工作频率，而CPU实际的内部工作频率（就是我们常说的CPU主频）是：

CPU 主频 = 外频（系统总线频率/System Bus Frequency）* 倍频 (Clock doubler)
CPU 主频 = 33 MHz * 2 = 66 MHz

用Intel P4 2.8C为例子则是：200 MHz * 14 = 2800 MHz = 2.8 GHz

4. 北桥芯片/前端总线的出现


从前面几点可以看到，PC结构变化的趋势是把 速率慢的设备与 速率快的设备用切割总线的方式，进行隔离。而这发展到后来，就终于演变出来了 北桥（North Bridge）芯片！内存与北桥间的总线称为 内存总线，把CPU与北桥间连接的这段总线成为 前端总线( Front Side Bus， FSB），也就是 系统总线（ System Bus）！

得益于Intel的 QDR (Quad Data Rate)技术，Pentium 4的CPU可以在每个时钟周期传输4次数据，所以当FSB的工作频率在200 MHz的时候，FSB的等效频率为200MHz * 4 = 800 MHz ！

注：常说的FSB 800，实际是FSB的等效频率，并不是FSB实际的工作频率！