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PCIExpress接口
阅读:549时间:2018-04-04 17:44:04

PCI Express(以下简称PCI-E)采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异跟半双工和全双工类似。

释义

  PCI Express是新一代的总线接口,而采用此类接口的显卡产品,已经在2004年正式面世。早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上,英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接,并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express。

简介

  PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16,而X2模式将用于内部接口而非插槽模式。PCI-E规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。此外,较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽中使用,PCI-E接口还能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCI-E X1的250MB/秒传输速度已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求,但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。 因此,用于取代AGP接口的PCI-E接口位宽为X16,能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。
  尽管PCI-E技术规格允许实现X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X16和X32通道规格,但是依形式来看,PCI-E X1和PCI-E X16已成为PCI-E主流规格,同时很多芯片组厂商在南桥芯片当中添加对PCI-E X1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI-E X16的支持。除去提供极高数据传输带宽之外,PCI-E因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI-E接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCI-E设备生产成本和体积。另外,PCI-E也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化。

兼容性

  PCI-E在软件层面上兼容的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模组的初始化,也就是说过去的驱动程序、操作系统无需推倒重来,就可以支持PCI-E设备。PCI-E已经成为显卡的接口的主流,不过早期有些芯片组虽然提供了PCI-E作为显卡接口,但是其速度是4X的,而不是16X的,例如VIA PT880 Pro和VIA PT880 Ultra,当然这种情况极为罕见。

劣势

  PCI总线的最大优点是总线结构简单、成本低、设计简单,但是缺点也比较明显:
  1)并行总线无法连接太多设备,总线扩展性比较差,线间干扰将导致系统无法正常工作;
  2)当连接多个设备时,总线有效带宽将大幅降低,传输速率变慢;
  3)为了降低成本和尽可能减少相互间的干扰,需要减少总线带宽,或者地址总线和数据总线采用复用方式设计,这样降低了带宽利用率。PCIExpress总线是为将来的计算机和通讯平台定义的一种高性能,通用I\O互连总线。

比较

  与PCI总线相比,PCI Express总线主要有下面的技术优势:
  1) 是串行总线,进行点对点传输,每个传输通道独享带宽。
  2) PCI Express总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式。其中数据分通道传输模式即PCI Express总线的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道连接,x1单向传输带宽即可达到250MB/s,双向传输带宽更能够达到500MB/s,这个已经不是普通PCI总线所能够相比的了。
  3) PCI Express总线充分利用先进的点到点互连、基于交换的技术、基于包的协议来实现新的总线性能和特征。电源管理、服务质量(QoS)、热插拔支持、数据完整性、错误处理机制等也是PCI Express总线所支持的高级特征。
  4) 与PCI总线良好的继承性,可以保持软件的继承和可靠性。PCI Express总线关键的PCI特征,比如应用模型、存储结构、软件接口等与传统PCI总线保持一致,但是并行的PCI总线被一种具有高度扩展性的、完全串行的总线所替代。
  5) PCI Express总线充分利用先进的点到点互连,降低了系统硬件平台设计的复杂性和难度,从而大大降低了系统的开发制造设计成本,极大地提高系统的性价比和健壮性。从下面表格可以看出,系统总线带宽提高同时,减少了硬件PIN的数量,硬件的成本直接下降。
  PCI Express接口模式 通常用于显卡网卡等,主板类接口卡.

优势

  -与PCI和AGP插槽相比,PCI-Express更具有潜在的生产价值。
  -比PCI总线具有更高的可测量性。
  -能够满足硬盘控制器,千兆网卡以及其他一些对带宽需求较大的外设对于带宽的需求。
  -不能够象AGP 4x以及8x一样提供给今后游戏中需要的图形升级所需要的大量带宽,不过这种现状,有望在2006年左右由PCI-Express x16改变
  -除非你安装了千兆网卡或是其他对带宽需求较大的外设,否则PCI Express技术并非唯一的选择,因为PCI以及AGP技术依旧可以满足中端电脑对于带宽的需求。
  -PCI-Express技术,版本以及驱动仍然处于初级阶段,会定期升级,换言之就是说这项技术的上升空间还是很大的。
  如果想要升级你的电脑系统,PCI Express技术无疑应该被列入考虑范围之内。但如果你需要的只是顶级的图形视觉效果的话,那么还没有必要去用一块拥有PCI Express的主板去取代拥有AGP 4x或者AGP 8x技术的主板,因为后者还是有足够的能力去提供象主流的DOOM 3这样的游戏所需要的带宽的。就现在而言,PCI和AGP技术还是足以满足广大电脑用户需要的。
  不过长江后浪推前浪,新的PCI Express技术必然会在未来的电脑领域逐步取代这两项技术。

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