Появление и развитие системной шины (Front Side Bus, FSB) неразрывно связано с историей развития архитектуры процессоров компании Intel. Первые процессоры вообще не имели системной шины, представляя собой «голое» арифметико-логическое устройство. Нынешняя параллельная системная шина Gunning Transceiver Logic (GTL) и ее модификации Asynchronic Gunning Transceiver Logic (AGTL), AGTL+ и GTL+ обслуживает 32-разрядные процессоры архитектуры Р6 — Pentium 4 (Celeron D). Системная шина связывает собственно процессор и северный мост НМСЛ. Шина представлена линиями, подключенными к транзисторам с открытым стоком и терминированные нагрузочными резисторами. Такая топология обеспечивает работу на высоких частотах при хорошей устойчивости к помехам. На выводы шины GTL+ поступает опорное напряжение (GTLREF), которое используется абонентами шины, чтобы определить, является ли сигнал логическим нулем или логической единицей. Входные схемы приемников являются дифференциальными, то есть сигнал воспринимается относительно опорного уровня. В целом системная шина объединяет несколько магистралей: данных, адреса, служебную, питания, в конечном итоге подключенные к разъему процессора. Разрядность шины данных в значительной мере определяет производительность процессора. Это параллельная шина, то есть каждый разряд данных передается по отдельной линии. Чем выше разрядность шины, тем больше линий. Шина данных в процессоре i286 была 16-разрядной, в нынешнем процессоре Pentium 4 используется 64-разрядная шина, хотя исполнительные устройства ядра остаются при этом 32-разрядными. В итоге число выводов современного процессора для подключения шины данных увеличилось вчетверо по сравнению с i286. Вторая группа сигналов, используемых процессором, — адресная. Адреса описывают номера ячеек памяти, в которых хранятся данные. Чем выше разрядность адресной шины, тем большее число ячеек памяти можно использовать для хранения данных, тем больше адресуемая память вычислительной системы. Шина адреса в процессоре i286 была 24-разрядной, что позволяло адресовать 16 Мбайт физической памяти. i386, i486 и Pentium имели адресную шину шириной 32 бит и адресовали 4 гигабайта физической памяти. Шина адреса также является параллельной, то есть увеличение ее разрядности влечет увеличение числа адресных выводов процессора. Так, в процессоре Pentium 4 адресная шина 36-разрядная, что позволило расширить адресуемую память до 64 Гигабайт. Третья группа сигналов, необходимая процессору для работы, относится к служебным. С их помощью чипсет и процессор обмениваются командами и запросами, по служебной шине осуществляется тактирование и синхронизация процессора, управление напряжением питания. Число сигналов управления и, соответственно, количество выводов разъема, необходимое для обмена служебными сигналами, зависит от архитектуры процессора и чипсета, количества поддерживаемых команд и инструкций. С усложнением архитектуры число служебных линий и сигналов управления увеличивается. Так, процессор i286 имел 18 выводов служебной шины, а процессор Pentium — уже 83. Подсчитаем число задействованных выводов для перечисленных выше магистралей системной шины современного процессора, например Pentium 4 • 36 для адресной шины; • 64 для шины данных; • 124 для служебной шины. Остальные выводы в разъеме Socket 775 процессора Pentium 4 резервируются (например, 28 выводов в процессоре Pentium 4 520) или используются для подачи питания. Эти выводы на принципиальных схемах обычно называются Vcc (плюс питания), Vss (земля) и Vтт (терминаторы). Так, в разъеме Socket 775 выводов Vcc — 226 штук, выводов VTT— 24, выводов Vss — 273. С расширением разрядности ядра процессоров до 64 бит, с внедрением двухъядерных архитектур и повышением рабочих частот будет расти число выводов процессора и магистралей системной шины. Преодоление этой тенденции возможно только с переходом на последовательные интерфейсы
