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PCIE接口常识齐剖析

2014-7-17 14:56:55      点击:
  PCI Express是新一代的总线接口。早在2001年的春季,英特尔公司便提出了要用新一代的手艺庖代PCI总线和多种芯片的内部衔接,并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001岁尾,包孕Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司最先草拟新技术的范例,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express。它接纳了现在业内盛行的点对点串行衔接,比起PCI和更晚期的计算机总线的同享并行架构,每一个装备皆有本身的公用衔接,不需要背全部总线恳求带宽,并且能够把数据传输率进步到一个很下的频次,到达PCI所不克不及供应的下带宽。

    PCI Express总线技术的演进历程,实际上是盘算体系I/O接口速度演进的历程。PCI总线是一种33MHz@32bit大概66MHz@64bit的并行总线,总线带宽为133MB/s到最大533MB/s,衔接在PCI总线上的所有装备同享133MB/s~533MB/s带宽。这类总线用来对付声卡、10/100M网卡和USB 1.1等接口根基不成题目。跟着计算机和通讯手艺的进一步生长,新一代的I/O接口大量出现,好比千兆(GE)、万兆(10GE)的以太网手艺、4G/8G的FC手艺,使得PCI总线的带宽曾经有力对付盘算体系内部大量下带宽并行读写的要求,PCI总线也成为系统性能提拔的瓶颈,因而便泛起了PCI Express总线。
    PCI Express总线是一种完整不同于已往PCI总线的一种全新总线范例,取PCI总线同享并行架构比拟,PCI Express总线是一种点对点串行衔接的装备衔接体式格局,点对点意味着每个PCI Express装备皆具有本身自力的数据衔接,各个装备之间并发的数据传输互不影响,而关于已往PCI那种同享总线体式格局,PCI总线上只能有一个装备停止通讯,一旦PCI总线上挂接的装备增加,每一个装备的现实传输速度便会下落,机能得不到包管。PCI Express以点对点的体式格局处置惩罚通讯,每一个装备在要求传输数据的时刻各自竖立本身的传输通道,关于其他装备这个通道是关闭的,如许的操纵包管了通道的专有性,制止其他装备的滋扰。以串行体式格局提拔频次增长效能,要害的限定在于接纳什么样的物理传输介质。人们广泛接纳铜线路,而理论上铜这个材质能够供应的传输极限是10 Gbps。那也就是为何PCI Express的极限传输速度的谜底。
    在传输速度方面,PCI Express总线应用串行的衔接特性将能轻松将数据传输速度提到一个很下的频次,到达近超越PCI总线的传输速度。PCI Express的接口凭据总线位宽差别而有所差别,包孕x1、x4、x8和x16(x2形式将用于内部接口而非插槽形式),个中X1的传输速度为250MB/s,而X16就是即是16倍于X1的速度,即是4GB/s。与此同时,PCI Express总线支撑双向传输形式,借能够运转齐双工形式,它的双单工衔接能供应更高的传输速度和质量,它们之间的差别跟半双工和齐双工相似。因而衔接的每一个装配皆能够运用最大带宽,PCI Express接口装备将有着比PCI装备优胜的多的资本可用。
    除这些,PCI Express装备可以或许支撑热拔插和热交换特性,支撑的三种电压离别为+3.3V、3.3Vaux和+12V。考虑到显卡功耗的日趋上涨,PCI Express然后在范例中改进了间接从插槽中取电的功率限定,16x的最大供应功率到达了70W,比AGP 8X接口有了很大的进步。根基能够知足将来中高端显卡的需求。
    能够看到PCI Express只是北桥的扩大总线,它取操作系统无关,以是也包管了它取原有PCI的兼容性,也就是说在很少一段时间内涵主板上PCI Express接口将和PCI接口共存,那也给用户的晋级带来了轻易。因而可知,PCI Express最大的意义在于它的通用性,不只能够让它用于北桥和其他装备的衔接,也能够延伸到芯片组间的衔接,以至也能够用于衔接图形芯片,如许,全部I/O体系将从新同一起来,将更进一步简化计算机系统,增添计算机的可移植性和模块化。PCI Express曾经为PC的将来生长从新铺设好了路基,上面就要看PCI Express产物的运用状况了。
    PCI Express 2.0是PCI Express总线家属中的第二代版本。个中第一代的PCI Express 1.0标记于2002年正式公布,它接纳高速串行事情道理,接口传输速度到达2.5GHz,而PCI Express 2.0则在1.0版本基础上更进了一步,将接口速度提拔到了5GHz,传输机能也翻了一番。新一代芯片组产物都可支撑PCI Express 2.0总线技术,X1形式的扩大心带宽总和可到达1GB/s,X16图形接口更能够到达16GB/s的惊人带宽值。
    在对可制造性、本钱、功耗、复杂性、兼容性等诸多方面停止综合、均衡以后,PCI-E 3.0范例将数据传输率提拔到8GHz(最后也料想过10GHz),并连结了对PCI-E 2.x/1.x的向下兼容,继承支撑2.5GHz、5GHz旌旗灯号机制。基于此,PCI-E 3.0架构单信道(x1)单向带宽便可靠近1GB/s,十六信道(x16)双向带宽更是可达32GB/s。
    PCI-E 3.0同时借稀奇增添了128b/130b解码机制,能够确保险些100%的传输效力,比拟此前版本的8b/10b机制提拔了25%,从而促进了传输带宽的翻番,连续了PCI-E范例的一向传统。
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