HyperTransport

HyperTransport总线技术，简称“HT总线”，以前曾被称作“闪电数据传输”（Lightning Data Transport，LDT），是一种计算机处理器的互联技术。它是一种高速、双向、低延时、点对点（P2P）、串行或者并行的高带宽连接总线技术，最早在1999年由超微半导体提出并发起，并联合NVIDIA、ALi、ATI、Apple、全美达、IBM、CISCO等多个硬件厂商组成HyperTransport开放联盟，于2001年4月2日开始将此总线技术投入使用，并由HyperTransport联合会（The HyperTransport Consortium）负责改进和发展此技术。

名称

卖场中常有“HT总线”与日后英特尔“HT技术”的混淆，然而这两个是截然不同的技术。HT一般指HyperTransport，或简称HT总线，一般情况下HyperTransport联合会都是使用全称“HyperTransport”以免造成歧义。而应用于奔腾4处理器、英特尔Nehalem微架构及其后续微架构之处理器的“HT技术”，英特尔的官方简称是HTT，Hyper-Threading Technology 或简称HT Technology（HT技术）。

连接、传输率

HyperTransport迄今推出了4个版本——1.x、2.0、3.0、3.1，它们之中运作频率最低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时可以最高以6400MT/s传递数据。而且它具有自适应性，允许根据当前的运算需求，在芯片组（北桥）或处理器中确定自己的频率。此外，HyperTransport的数据传输模式是双向传输、各向独占、同时进行的。
HyperTransport支持自适应比特宽度，范围从每链路2比特到32位；每个HyperTransport控制器还有两路单向链路。在HT3.1版本中，当运作于32位每链路、以及HT3.1的最高规格的时脉时，理论传输值可达每个传输方向25.6GB/s（3.2GHz×每时钟周期传输两次×每链路32位之位宽），或双向共51.2GB/s的带宽，几乎比现有的个人计算机、工作站以及服务器的总线标准都要高，同样也是高性能运算及网络中最快的总线标准（注：QPI在英特尔的技术说明上不属于总线，尽管它的带宽最大可以超过HT总线之最高带宽）。
在单个系统中，它允许不同宽度的链路混合连接，比如一个系统中CPU使用16位链路，8位连接至存储器而另外8位连接外围设备；除此以外还支持链路拆分，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，其中单个16位的链路可以拆分为两个8位的链路），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拥有比其他的总线解决方案标准更低的延迟。此外，为满足多个设备的连接，HyperTransport还支持菊花链的手段实现之。连接对象除了SMP系统中处理器与处理器、普通个人计算机的处理器与芯片组以外，还有路由控制芯片、芯片组的南北桥芯片、其它总线的控制器等等，只要连接对象拥有HyperTransport控制器，即可进行连接，无需中介界面。
电信号制式上，HyperTransport使用类似于低电压差分信号（LVDS）的1.2V运作电压。HT2.0加入post-cursor发射器去加重。HT3.0加入混杂和接收相位校准以及可选发射器前置去加重。

数据包

HyperTransport的数据传输基于数据包/包裹（Packet）。在HT总线中，不管连接的物理位宽是多少，每个包裹总是由32比特的数据集合组成。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位数据和下面的32位数据就会串成一个40比特的地址。如果有64位寻址的需求，那么就会预先计划一个附加的32位控制数据包。另外的32位数据是有效数据（payload）。传输的数据不管实际长度是多少，总会被填充到某个32位的倍数。
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。HT总线支持多重处理，和PCI相同的consumer/producer次序规则模型。

电源管理

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中新增新的电源功能，允许一个集中式电源管理控制器实现电源管理策略。

取代前端总线

HyperTransport最知名的应用，乃作为超微的x86中央处理器产品以及配套的英伟达nForce芯片组的系统总线架构。而HyperTransport的一个主要用处，就是用作取代英特尔定义的前端总线，使使用HT总线的x86处理器不同于英特尔的处理器。比如，奔腾及其兼容处理器产品不能直接控制使用PCI-E总线。为了扩展系统，专有、专用的前端总线必须连接至各种标准总线控制器的适配器上，这些标准总线有AGP、PCI-E等。而这些标准总线控制器，按速率、带宽、功能分别集成至北桥芯片及南桥芯片上。
而相反，HyperTransport则是由多个公司组成的协会公布并开放规格。一个包含一个HyperTransport适配器的芯片可与一颗打开HyperTransport的微处理器运作于更高的带宽上。

超微半导体

AMD在K7微架构开始，就随AMD64技术一并使用了HyperTransport取代前端总线。K7及以后的微架构的Opteron、Athlon 64、 Athlon II、Sempron 64、Turion 64、Phenom、Phenom II及FX系列处理器上，都用上了HT总线与北桥连接。不过现时AMD APU产品在线，像是使用Socket FM1\FM2插座的平台，与FCH的连接则是使用基于PCI-E总线技术的UMI总线，而且由于不考量多颗处理器并联运行，并没有内置HyperTransport。
AMD这样做的是有鉴于CPU与存储器沟通时，北桥的延迟问题做出解决方案，当将位于北桥内的存储器控制器移动到CPU内部时，CPU便可直接与存储器进行沟通，避开了北桥而让整体带宽大幅提升，减轻北桥的负担，将整体性能拉升。这也就是为何当年AMD的CPU能够与INTEL抗衡的其中一个原因。而这样做，潜在的问题便是当存储器规格有变动时，AMD将会非常头痛。由于存储器控制器内置在CPU里面，当存储器规格变动时，AMD便要重新设计内置新型存储器控制器的CPU，重新量产新型CPU。考量到销售问题，还必须要等到把前一代主流产品库存销售完，而这样的问题在Socket 939过渡到Socket AM2时期非常明显。所以当厂商开发新一代CPU时，除了需要把存储器控制器内置在CPU里面外，还必须要同时开发内置于CPU之中的“容许CPU使用北桥芯片内置的存储器控制器的转接器”，此方法不但有利于产品过渡，而且能够吸引第三方设计厂商针对CPU平台共同设计系统芯片。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。相对比于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。这些因素也是英特尔的处理器在Nehalem微架构以前一直坚持使用前端总线的原因之一。

其它公司之使用

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处理器。除NVIDIA以外，并购ATI后的AMD、VIA和SiS也把它用于PC主板的芯片组。
国际商业机器（IBM）以及苹果公司也将HyperTransport技术用于Power Mac G5上，将处理器、PCI-X控制器、SATA控制器、以太网卡、USB控制器、FireWire控制器、光纤数字音频等与两组双向的HyperTransport链接架构连接起来。甚至采用英特尔处理器的微软XBox首代，其处理器也要透过NVIDIA的MCP以HyperTransport将GPU等链接。PMC-Sierra、Broadcom（博通）和Raza Microelectronics则把它应用在MIPS微架构（一种RISC微处理器架构）微处理器上。
而英特尔却从来没有在它的产品中使用过HyperTransport，当年它继续选择使用一种共享的总线架构，继续使用自有的总线/互联界面标准，以照顾特殊的RAM级别。在Intel在新的Nehalem架构（如Core i7）中不仅采用全新的、性能更强的处理器互联技术QPI与AMD主导的HT总线形成有力竞争，而且也内置了存储器控制器，相较于以往的Intel平台性能有显著的提升。此外英特尔也在2001年的英特尔开发者论坛上公布与HT总线竞争、基于PCI技术的3GIO，由AWG制定标准并于2002年移交PCI-SIG进行审核和管理，成为现今的PCI-E总线。

多处理器互联

HyperTransport的另一主要应用是非均匀访问模型（NUMA）计算机系统中多处理器的互联。
AMD使用HyperTransport配合缓存一致性扩展组件（包含于AMD自家的直接连接架构（Direct Connect Architecture）中）来实现，拥有该特性的处理器有Opteron以及Quad FX平台上的Athlon 64 FX产品线。
Newisys还基于AMD的技术，发展出HORUS连接器，用于高性能大型运算集群。3Leaf Systems的Aqua设备利用HyperTransport进行虚拟化下CPU、存储器以及输出/输入的连接。
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。

取代路由器/网络交换器的总线

HyperTransport也可用作路由器和网络交换器的内部总线。路由器和交换器有多重网络界面，并且需要在这些界面上尽可能快地快速转发数据。举个例子，4个1Gbps的以太网连接端口若需要全速连接则需要8Gb/s的内部带宽（1Gb/s×4连接端口×两个传输方向），而HyperTransport总线可以轻松满足这个带宽要求。然而一个4+1连接端口的10Gb/s级路由器则要求100Gb/s的内部带宽。802.11ac 8天线、WiGig 60GHz（802.11ad）标准，配合HyperTransport等高带宽总线，会变得更具可行性（但任何地点需使用20至24通道以满足所需带宽）。最早是CISCO Systems（思科）把HyperTransport用于路由器领域。

协处理器的互联

中央处理器和协处理器之间的延时和带宽问题，在实现中一直是它们之间的通信性能的绊脚石。而当前像是现场可编程逻辑门数组（FPGA）的协处理器，可以支持HyperTransport总线。现时主要的FPGA制造商Altera和Xilinx，它们的产品都可直接支持HyperTransport界面，并且有知识产权核（IP核）可供出售。而一些公司，像是XtremeData、DRC等，则以上述FPGA厂商的产品，开发出一种可供FPGA直接使用Opteron处理器插座的转接模块。
AMD在2006年9月21日公布并引导的名为Torrenza项目，致力于提升HyperTransport在插卡式设备与协处理器中的使用。开始将Socket F用于开放给像是XtremeData以及DRC有需要的公司使用。

扩展卡连接器

HyperTransport联合会除了发布片上和板上使用的HyperTransport总线规格以外，还发布了基于插座式连接端口的规格，以供外围设备直接连接至相应的微处理器或控制器等。这个规格被称为HyperTransport eXpansion（缩写：HTX）。HTX使用和PCI-E 16x相同的物理连接器（外加一个与PCI-E x1规格相同的连接器作为电源连接），HTX可使这些扩展卡支持与CPU的直接连接以及以DMA方式访问系统存储器。最早使用HTX连接端口的扩展卡是QLogic的InfiniPath InfiniBand HCA。后来IBM、惠普计算机以及更多的公司陆续发布支持HTX的系统产品。
最初，HTX标准被限定在16位，运作时脉800MHz。
2008年8月，HyperTransport联合会发布HTX3，其运作时脉达到了2.6GHz（5.2GT/s，10.7GTi，数据传输等效时脉5.2GHz，3MT/s的编辑速率），可向下兼容原来的HTX标准。

测试用途

定义“DUT”测试连接器来打开标准化功能测试系统互联。

派生版本

Infinity Fabric，是AMD于2016年公布的一个基于HyperTransport扩展而来的互联架构，用于CPU内部/之间、GPU内部/之间以及CPU和GPU之间的互联，Infinity Fabric并不兼容于HyperTransport。与HyperTransport不同的是，Infinity Fabric是AMD专有的知识产权核，其它厂商需要购买AMD的授权方可使用。带宽在30GB/s至512GB/s之间，根据配置需求而定，Zen微架构、代号“Vega”之GPU都由Infinity Fabric实现其内联的产品。
Infinity Fabric分为两部分，一个是Infinity Scalable Data Fabric（SDF），负责数据的传输；而另一个部分是Infinity Scalable Control Fabric（SCF），负责传输控制命令。SDF的传输协议、存储器一致性和缓存一致性基于HyperTransport的修改而来，不过实际上由于这些的大幅修改，与原来HyperTransport的兼容变得不可能。除此以外，SDF还可根据不同的处理器系统进行修订，例如，GPU、APU以及CPU所用的SDF是不一样的，服务器平台上SDF甚至可运行于PCIe总线上。不过，Infinity Fabric也就仅限于主板范围内的使用，以主板为一节点，节点之间的连线，AMD则是采用开放标准的Gen-Z。