SiS-晶片玩家

【本期玩家主題】

SiS HyperStreaming™ Engine

讓你的PC擁有最佳戰力

【92.09.01】

　　你曾經因為電腦系統資源的不足，而造成視訊會議畫面一時的中斷嗎?或者是在聽MP3時，卻發生網路連線的延遲嗎?更糟糕的事當你使用PC聽MP3音樂時，卻無法獲得足夠的資源同時觀賞DVD及燒錄光碟嗎?這麼多項的工作要如何在同一時間進行?又要如何在多工的環境中將現有效能獲得充分利用呢?

一個全面性的效能提昇技術誕生了，矽統科技的“HyperStreaming™ Engine”，全力瞄準電腦整體性能的提升，將CPU、前端匯流排、南北橋晶片、記憶體控制、圖形介面及各I/O周邊設備等作完整的有效的硬體管理與資源分配，並將個人電腦整體性能及功能提升到一個最佳化的境界。讓你在多項作業的環境中，保持系統最佳體力，提供最充裕的可用資源。

本篇文章將帶您一起來解開HyperStreaming™Engine的神祕面紗。

“HyperStreaming™ Engine”架構的原理

“ HyperStreaming™ Engine”不僅著重提升南北橋晶片間的連結帶寬，更將概念有效地延伸到周邊設備端，全面提升電腦系統性能。”HyperStreaming™ Engine”架構所提供的四大功能，可分辨出即時性的特定物件，分配給其專用的資料溝通管道，讓彼此之間可以同時存在、且進行傳輸而不受到干擾。這樣，從CPU到南北橋晶片，或是南北橋晶片與周邊設備的連結上，都能夠以最佳最合理的平行化架構提供優異的處理性能，它能妥善地利用CPU與週邊的元件，也可提升CPU與晶片組之間的傳輸速率。當然，整個電腦系統也將更有效率。

“HyperStreaming™ Engine”架構的四大功能

“HyperStreaming™ Engine”主要可區分?四大功能：

1. 串列流延遲最小化快速資料處理反應，有效降低信號延遲
2. 多重串列管線化及並行化增加資料傳輸通道，實際提升系統性能
3. 特定串列流提升優先權影像音樂專屬通道，確保資料播放流暢
4. 智慧型串列流控制最佳資料讀寫排列，減少讀寫轉換時間

●串列流延遲最小化（Single Stream with Low Latency）技術

快速資料處理反應，有效降低信號延遲

在傳統的PC架構下，對於利用Internet傳送以及自I/O設備中產生的資料來說，各項指令需依序處理，不可連續發送，所產生的處理遲滯常導致系統效能降低。藉由『串列流延遲最小化技術』的操作方式，HSE技術可以降低各個指令之間所產生的處理遲滯，讓系統內資料在傳輸時間反應更加快速，大幅降低資料的處理時程，提供遊戲玩家最佳之速度感。

理想狀況下記憶體延遲時間分析（在資料傳送無誤的情況下）

動作	傳輸方向	花費時鐘周期	實現功能
CPU發出讀指令	CPU到北橋	N	CPU將讀指令發給北橋中的記憶體控制器
	北橋到記憶體模組	M	北橋中的記憶體控制器將所需資料地址資訊發送給記憶體模組
記憶體模組對資料進行定位並傳送	RAS到CAS	2或3	確定資料所在記憶體的正確行位址
	CAS延遲（CL）	2、2.5或3	確定資料所在記憶體的正確列位址
	資料傳送	1	目標資料輸出至緩衝區
資料傳送至CPU	記憶體模組到北橋	M	記憶體控制器由緩衝區獲得目標資料
	北橋到CPU	N	CPU獲得所需資料

　　從上表中我們可以看出在理想的狀態下--也就是當北橋沒有進行其他指令處理時，CPU從發出指令到獲得資料最短需要花費些許時鐘周期。而如果北橋在CPU發出指令時還有其他指令或者資料進行傳輸的話，那這個時鐘周期還要再延長。從CPU發出指令之後，CPU就一直處在等待狀態，所以說要想提高系統性能就要縮短資料延遲時間，方法有兩個，其一是縮短記憶體模組總延遲時間，其二是使CPU發出的指令迅速通過記憶體控制器發送給記憶體模組。如果要實現前者，則我們要花費許多金錢來購買高品質低延遲的記憶體條，這樣顯然很不實際。而SiS的“HyperStreaming™ Engine”架構則完全能夠實現第二種解決方法，其能夠大幅度縮短資料傳送的延遲時間，這樣系統性能自然就能得到大幅度提升。

實際性能提升測試：
使用SiS 支援HyperStreaming技術的晶片組主板產品經過反覆測試，硬碟直接進行記憶體讀寫（DMA）時，系統可以減少約5%的延遲，而以一般單獨讀寫方式進行，可降低約43%的時間延遲。對於強調系統回應時間的使用者，或大量利用硬碟讀寫的繪圖程式等等，都將會直接從中受益。

●多重串列管線化及並行化（Multiple Streams with Pipelining and Concurrent Execution）技術

增加資料傳輸通道，實際提升系統性能

　　在傳統的PC架構下，資料必須依照順序傳送，無法針對較急迫的需求如即時性的影音或網路傳輸信號優先處理，”多重串列管線化及並行化技術”透過平行架構方式加大傳輸帶寬且增加傳輸通道，同時同步處理其他不具連續性的資料流程，保持傳輸順暢，讓各項週邊彼此運作更有彈性，實際提升系統的性能。

傳統方式資料傳輸與HyperStreaming™ Engine的多重串列管線化及並行化的對比：


傳統架構	HSE架構

　　在傳統的架構之下，所有的資料一起分享同一條PCI 匯流排，無論資料是否具有即時性，都得依各筆資料發生的時間先後，依序等候系統處理。

　　HyperStreaming™ Engine技術，可加大資料傳輸帶寬達1.2GB以上，不但能有效分配可利用的資源，並且能同時處理非序列性的資料，提升系統資料處理性能，讓各項週邊設備運作得更有效率及彈性。
當我們在做大量的資料複製與備份工作時，在具備HyperStreaming™ Engine的平臺上，能使資料處理速度大幅提升；隨著資料檔案增大，資料傳輸時間縮短的也將更加明顯。

實際性能提升測試：
以兩台硬碟同時執行1GB檔案的複製時，最多可提升15%的性能；在複製4GB的檔案時，更足足省掉了47秒的時間，提升性能達35%之多。

● 特定串列流優先處理（Specific Stream with Prioritized Channel）技術

影像音樂專屬通道，確保資料播放流暢


傳統架構	HSE架構

　　在傳統的PC架構下，信號資料僅能通過有限的頻寬與通道傳輸，常導致信號延遲與中斷。“特定串列流提升優先權技術”可針對需要即時反應的資料加以區分如: 音樂與影像檔案，並提供專屬的頻寬與管道來傳送，不需要等待原有頻寬的釋放即可順利運作，確保影像與音樂檔案播放的流暢度，這對於目前網路上盛行的網際電話（IP Phone）、線上數位廣播、視訊會議等有相當幫助，可避免影音中斷的情形發生。

　　在傳統的架構之下，沒有辦法針對即時性的資料進行優先處理，而是讓每一個裝置的資料依照順序來傳輸。HyperStreaming™ Engine的特定串列流技術，針對高度即時性的資料，如影音或網路傳輸等資料，給其適當的優先權，大幅提高電腦系統的性能以及效率。也就是說HyperStreaming™ Engine的特定串列流技術能夠區分從網路下載的音樂與影像，並指定專屬的管道以供使用，確保影音播放的流暢度。將此技術運用在近來頗為盛行的網路電話(IP Phone)、線上數位廣播、視訊會議時，可免除影音不連貫的情形發生。像我們一般常用的網路瀏覽器協定HTTP及檔案傳送應用程式FTP，也能運用特定資料串列流技術，讓這些資料擁有較高優先權，增快了資料回應速度。

實際性能提升測試：
使用FTP傳輸資料時，流量可增加4%以上，而資料延遲則減少4.4%以上；若利用HTTP傳輸資料時，流量更可增加至少3%，資料延遲則減少2.6%以上。

● 智慧型串列流控制（Smart Stream Flow Control）技術及智慧型資料控制技術

最佳資料讀寫排列，減少讀寫轉換時間


傳統架構	HSE架構

　　在傳統的PC架構下，資料在存取記憶體中排列並不規則，因而增加資料讀取時間“智慧型串列流控制技術”通過智慧型裁決機制管理（Smart Arbitrator），根據資料不同的特性與來源的差異分類排列，然後進行最佳化的記憶體存取排列順序；通過有效的流量控制，提升處理器可直接利用的存取空間，降低資料讀取時間，增加系統的資料處理/執行效率。

　　當使用者執行一項指令時，電腦系統中許多相關環節便開始啟動並找出相對應的資料，以資料流程型態一一傳送，最後得出結果。在這些資料傳送時, 因?通過不同通訊協定、資料搜尋讀寫等操作，所以都需要耗費很長時間。因此，在結構不完整或太複雜的串列流處理過程中，指令處理的速度會變得越來越慢，這就是造成使用者等待電腦回應的主要原因之一。

　　HyperStreaming™ Engine架構, 解決了這個問題，智慧型存取技術(Smart Flow Control)，是將使用頻率較多的資料暫時存放在記憶體裏，其功能在於調配資料的位置，將常用的資料放在最容易存取的位置，以增加存取的效率，並且還可事先規劃記憶體中的緩存空間，有效提升處理器存取資料的速度，達到整體性能攀升的結果，快速完成指令讓資料群組化，使系統資料處理如同在規劃完整的大型圖書館中尋找特定的資訊，大幅增加存取正確性，並減少讀寫轉換時間，爭取資料存取的黃金時效。

　　矽統科技在HyperStreaming™ Engine的基礎上，未來將推出新一代技術，先進的資料串列流加速技術，我們稱之為AHSE (Advanced HyperStreaming ™ Engine)

● 先進的資料串列流加速(Advanced Stream Forwarding Acceleration) 技術


傳統架構	HSE架構

　　電腦系統內各裝置介面間都是透過各自獨有的 PHY在處理並交換不同訊號。在傳統PC架構下, 當A裝置的資料到其特有的PHY時，須等待頻率同步，Ｂ裝置的PHY才知道即將會有資料傳達並予以接收。相同的，當B裝置回傳資料，也是需在PHY等待一個同步的頻率來進行傳輸，如此一來一往便造成信號傳送的等待以及系統處理的閒置。

　　矽統科技的Advanced HyperStreaming ™ Engine 引擎內提供先進的資料串列流加速技術，可以將Ａ與Ｂ兩者的PHY整合辨識為一個虛擬的PHY，提供一條暢通的資料流程，所以當A裝置與B裝置彼此互傳資料時，便可直接轉譯傳送，不再需要等待頻率的同步。如此一來，可以大幅縮短信號傳遞的路程與等待的時間，明顯地提升電腦系統的性能與效率。

　　目前，HyperStreaming™ Engine技術也是最近主板晶片組領域最具創新的一種新技術。SiS擁有HyperStreaming™ Engine技術的晶片組，可以支援最新的Intel FSB800 Pentium4處理器以及AMD Athlon64以及AthlonXP處理器，所以只要購買SiS最新晶片組的產品，都可以享受HyperStreaming™ Engine技術給電腦整體性能帶來提升的樂趣。