HyperTransport

HyperTransport迄今推出了4个版本——1.x、2.0、3.0、3.1，它們之中運作频率最低200MHz，最高3.2GHz（而PCI总线频率为33MHz或66MHz）。它也是一种双倍数据速率（DDR）连接技术，意味着它可以在一个时钟信号的上行沿和下行沿各传输一次数据。HT3.1当运行在3.2GHz時可以最高以6400MT/s传递数据。而且它具有自适应性，允许根据當前的運算需求，在晶片組（北橋）或處理器中确定自己的频率。此外，HyperTransport的資料傳輸模式是雙向傳輸、各向獨占、同時進行的。[6]

HyperTransport支援自適應位元寬度，範圍從每鏈路2位元到32位元；每個HyperTransport控制器還有兩路單向鏈路。在HT3.1版本中，當運作於32位元每鏈路、以及HT3.1的最高規格的時脈時，理論傳輸值可達每個傳輸方向25.6GB/s（3.2GHz×每時鐘週期傳輸兩次×每鏈路32位元之位寬），或雙向共51.2GB/s的頻寬，幾乎比現有的個人電腦、工作站以及伺服器的匯流排標準都要高，同樣也是高效能運算及網路中最快的匯流排標準（注：QPI在英特爾的技術說明上不屬於匯流排，儘管它的頻寬最大可以超過HT匯流排之最高頻寬）。[7][8]

在單個系統中，它允許不同寬度的鏈路混合連接，比如一個系統中CPU使用16位元鏈路，8位元連接至記憶體而另外8位元連接外圍裝置；除此以外還支援鏈路拆分，不同位宽标准的总线可以变为同一位宽标准的总线（比如说，其中單個16位的鏈路可以拆分為兩个8位的鏈路），这就令Hypertransport既能满足CPU和内存之间的互联，也能满足周边设备之间的互联。而且HyperTransport拥有比其他的匯流排解決方案标准更低的延迟。此外，為滿足多個裝置的連接，HyperTransport還支援菊花鏈的手段實作之。[9]連接對象除了SMP系統中處理器與處理器、普通個人電腦的處理器與晶片組以外，還有路由控制晶片、晶片組的南北橋晶片、其它匯流排的控制器等等，只要連接對象擁有HyperTransport控制器，即可進行連接，無需中介界面。[2]

電信號制式上，HyperTransport使用類似於低電壓差分信號（LVDS）的1.2V運作電壓。[10]HT2.0加入post-cursor發射器去加重。HT3.0加入混雜和接收相位校準以及可選發射器前置去加重。[9]

HyperTransport的資料傳輸基于資料封包/包裹（Packet）。在HT匯流排中，不管连接的物理位宽是多少，每个包裹总是由32位元的数据集合组成。命令消息总是放在包裹的最前面。如果一个包裹里面包含有地址，那么命令消息的最后8位元数据和下面的32位元数据就会串成一个40位元的地址。如果有64位寻址的需求，那么就会预先计划一个附加的32位元控制数据包。另外的32位元数据是有效数据（payload）。传输的数据不管实际长度是多少，总会被填充到某个32位元的倍数。[9][8]

HyperTransport的包裹以位次（bit times）的方式实现互联。所需要的位次的数量由互联设备之间的位宽决定。HyperTransport还能用于转换系统管理信息、发送中断、发送探针给邻近的设备或者处理器，以及充当一般I/O和数据的交换的桥梁。HyperTransport有两种不同类型的写命令，称作Posted和Non-Posted。Posted这种写方式不需要目标的回应，一般用于高带宽设备之间的互联。None-Posted的写方式，相反地，就需要目标以一种“target done”的方式回应。读取数据同样也会使目标发送读回应。[6]HT匯流排支援多重處理，和PCI相同的consumer/producer次序規則模型。[9]

HyperTransport提供了比ACPI更加先进的电源管理系统。它可以根据处理器睡眠状态（C State）的变化发送改变设备状态（D state）的信号。比如说，当CPU进入睡眠状态时候，关闭硬盘。另外HyperTransport提供的是2.5V的低电压。HT3.0中新增新的電源功能，允許一個集中式電源管理控制器實現電源管理策略。

HyperTransport最知名的應用，乃作為AMD的x86中央處理器產品[14]以及配套的晶片組的系統匯流排架構。[15]而HyperTransport的一個主要用處，就是用作取代英特爾定義的前端匯流排，使用HT匯流排的x86處理器不同於英特爾的處理器。比如，奔騰及其相容處理器產品不能直接控制使用PCIe匯流排。為了擴展系統，專有、專用的前端匯流排必須連接至各種標準匯流排控制器的適配器上，這些標準匯流排有AGP、PCIe等。而這些標準匯流排控制器，按速率、頻寬、功能分別整合至北橋晶片及南橋晶片上。

而相反，HyperTransport則是由多個公司組成的協會公佈並開放規格。一個包含一個HyperTransport適配器的晶片可與一顆開啟HyperTransport的微處理器運作於更高的頻寬上。

AMD在K7微架構開始，就隨AMD64技術一併使用了HyperTransport取代前端匯流排。K7及以後的微架構的Opteron、Athlon 64、Athlon II、Sempron 64、Turion 64、Phenom、Phenom II及AMD FX處理器上，都用上了HT匯流排與北橋連接。不過現時AMD APU、AMD Ryzen、AMD EPYC內建了北橋晶片，CPU與FCH的連接則是使用基於PCIe匯流排技術的UMI匯流排。[16]

AMD這樣做的是有鑒於CPU與記憶體溝通時，北橋的延遲問題做出解決方案，當將位於北橋內的記憶體控制器移動到CPU內部時，CPU便可直接與記憶體進行溝通，避開了北橋而讓整體頻寬大幅提升，減輕北橋的負擔，將整體效能拉升。這也就是為何當年AMD的CPU能夠與Intel抗衡的其中一個原因。[6]而這樣做，潛在的問題便是當記憶體規格有變動時，AMD將會非常頭痛。由於記憶體控制器內建在CPU裡面，當記憶體規格變動時，AMD便要重新設計內建新型記憶體控制器的CPU，重新量產新型CPU。考量到銷售問題，還必須要等到把前一代主流產品庫存銷售完，而這樣的問題在Socket 939過渡到Socket AM2時期非常明顯。所以當廠商開發新一代CPU時，除了需要把記憶體控制器內建在CPU裡面外，還必須要同時開發內建於CPU之中的「容許CPU使用北橋晶片內建的記憶體控制器的轉接器」，此方法不但有利於產品過渡，而且能夠吸引第三方設計廠商針對CPU平台共同設計系統晶片。同时，当使用独立显卡时，当显卡频繁调用系统主存中的纹理与顶点数据时，必须先通过北桥，再绕行CPU，才能访问系统主存。相對比於Intel CPU则因为外置内存控制器，可直接通过北桥链接内存，而获得更快的速度。這些因素也是英特爾的處理器在Nehalem微架構以前一直堅持使用前端匯流排的原因之一。

AMD Ryzen和AMD EPYC使用Infinity Fabric取代HyperTransport。

除AMD以外，全美达公司也把HyperTransport技术应用在自家的x86处理器上，如TM8000處理器。[17]除NVIDIA以外，併購ATI後的AMD、VIA和SiS也把它用于PC主板的芯片组。[11]

國際商業機器（IBM）以及蘋果公司也將HyperTransport技術用於Power Mac G5上，將處理器、PCI-X控制器、SATA控制器、乙太網路卡、USB控制器、FireWire控制器、光纖數位音訊等與兩組雙向的HyperTransport連結架構連接起來。甚至採用英特爾處理器的微軟XBox首代，其處理器也要透過NVIDIA的MCP以HyperTransport將GPU等連結。[9]PMC-Sierra、Broadcom（博通）和Raza Microelectronics则把它应用在MIPS微架構（一种RISC微处理器架构）微处理器上。

而英特爾卻從來沒有在它的產品中使用過HyperTransport，當年它继续选择使用一种共享的总线架构，繼續使用自有的匯流排/互聯界面標準，以照顧特殊的RAM級別。在Intel在新的Nehalem架構（如Core i7）中不僅採用全新的、效能更強的處理器互聯技術QPI與AMD主導的HT匯流排形成有力競爭，而且也內置了記憶體控制器，相較於以往的Intel平台效能有顯著的提升。[18]此外英特爾也在2001年的英特爾開發者論壇上公佈與HT匯流排競爭、基於PCI技術的3GIO，由AWG制定標準並於2002年移交PCI-SIG進行稽核和管理，成為現今的PCI-E匯流排。

HyperTransport的另一主要應用是非均勻存取模型（NUMA）電腦系統中多處理器的互聯。

AMD使用HyperTransport配合快取一致性擴展組件（包含於AMD自家的直接連接架構（Direct Connect Architecture）中）來實作，擁有該特性的處理器有Opteron以及Quad FX平台上的Athlon 64 FX產品線。

Newisys還基於AMD的技術，發展出HORUS連接器，用於高效能大型運算叢集。3Leaf Systems的Aqua裝置利用HyperTransport進行虛擬化下CPU、記憶體以及輸出/輸入的連接。

除此以外惠普、Sun Microsystems、IBM、和IWill把它用于服务器领域；克雷公司和QLogic把它用于高性能计算上。

HyperTransport也可用作路由器和網路交換器的內部匯流排。路由器和交換器有多重網路界面，並且需要在這些界面上盡可能快地快速轉發資料。舉個例子，4個1Gbps的乙太網路連接埠若需要全速連接則需要8Gb/s的內部頻寬（1Gb/s×4連接埠×兩個傳輸方向），而HyperTransport匯流排可以輕鬆滿足這個頻寬要求。然而一個4+1連接埠的10Gb/s級路由器則要求100Gb/s的內部頻寬。802.11ac 8天線、WiGig 60GHz（802.11ad）標準，配合HyperTransport等高頻寬匯流排，會變得更具可行性（但任何地點需使用20至24通道以滿足所需頻寬）。最早是CISCO Systems（思科）把HyperTransport用于路由器领域。

中央處理器和協處理器之間的延時和頻寬問題，在實作中一直是它們之間的通信效能的絆腳石。而目前像是現場可程式邏輯閘陣列（FPGA）的協處理器，可以支援HyperTransport匯流排。現時主要的FPGA製造商Altera和Xilinx，它們的產品都可直接支援HyperTransport界面，並且有知識產權核（IP核）可供出售。而一些公司，像是XtremeData、DRC等，則以上述FPGA廠商的產品，開發出一種可供FPGA直接使用Opteron處理器插座的轉接模組。

AMD在2006年9月21日公佈並啟動的名為Torrenza專案，致力於提升HyperTransport在插卡式裝置與協處理器中的使用。開始將Socket F用於開放給像是XtremeData以及DRC有需要的公司使用。

由上至下：HTX，PCI-Express x8，PCI-Express x16

HyperTransport聯合會除了發布片上和板上使用的HyperTransport匯流排規格以外，還發布了基於插座式連接埠的規格，以供外圍裝置直接連接至相應的微處理器或控制器等。這個規格被稱為HyperTransport eXpansion（縮寫：HTX）。HTX使用和PCI-E 16x相同的物理連接器（外加一個與PCI-E x1規格相同的連接器作為電源連接），HTX可使這些擴展卡支援與CPU的直接連接以及以DMA方式存取系統記憶體。最早使用HTX連接埠的擴展卡是QLogic的InfiniPath InfiniBand HCA。後來IBM、惠普電腦以及更多的公司陸續發布支援HTX的系統產品。

最初，HTX標準被限定在16位元，運作時脈800MHz。[19]

2008年8月，HyperTransport聯合會發布HTX3，其運作時脈達到了2.6GHz（5.2GT/s，10.7GTi，資料傳輸等效時脈5.2GHz，3MT/s的編輯速率），可向下相容原來的HTX標準。[20]

定義「DUT」測試連接器來開啟標準化功能測試系統互聯。[21]

• Ryzen系列處理器
• AMD Radeon Vega 系列顯示核心
• EPYC系列處理器