PCI- Εξπρές (PCIe,PCI-ΜΙ)- Παρουσιάστηκε για πρώτη φορά σειριακό, γενικό λεωφορείο 22 Ιουλίου 2002της χρονιάς.

Είναι γενικός, ενωτικήλεωφορείο για όλους τους κόμβους πλακέτα συστήματος, στο οποίο γειτνιάζουν όλες οι συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτό. Ήρθε για να αντικαταστήσει ένα απαρχαιωμένο ελαστικό PCIκαι οι παραλλαγές του AGP, λόγω των αυξημένων απαιτήσεων για εύρος ζώνης διαύλου και της αδυναμίας εύλογων μέσων για τη βελτίωση της απόδοσης ταχύτητας του τελευταίου.

Το ελαστικό λειτουργεί σαν διακόπτηςμε απλή σηματοδότηση από το ένα σημείο στο άλλοχωρίς να το αλλάξω. Αυτό επιτρέπει, χωρίς εμφανή απώλεια ταχύτητας, με ελάχιστες αλλαγές και λάθηαποστολή και λήψη σήματος.

Τα δεδομένα στο λεωφορείο πηγαίνουν απλός(full duplex), δηλαδή ταυτόχρονα και προς τις δύο κατευθύνσεις με την ίδια ταχύτητα, και σήμακατά μήκος των γραμμών ρέει συνεχώς, ακόμα κι αν η συσκευή είναι απενεργοποιημένη (όπως D.C., ή ένα σήμα bit των μηδενικών).

Συγχρονισμόςκατασκευασμένο με την περιττή μέθοδο. Δηλαδή αντί για 8 bitμεταδίδονται πληροφορίες 10 bit, δύο εκ των οποίων είναι επίσημος (20% ) και με συγκεκριμένη σειρά σερβίρετε φάρουςΓια συγχρονισμόςγεννήτριες ρολογιών ή εντοπισμός σφαλμάτων. Επομένως, η δηλωμένη ταχύτητα για μία γραμμή μέσα 2,5 Gbps, είναι στην πραγματικότητα περίπου 2,0 Gbpsπραγματικός.

Φαγητόκάθε συσκευή στο λεωφορείο, επιλέγεται ξεχωριστά και ρυθμίζεται με χρήση τεχνολογίας ASPM (Διαχείριση Ενεργής Πολιτικής Ενέργειας). Επιτρέπει, όταν η συσκευή είναι σε αδράνεια (χωρίς σήμα) υποτιμήστε τη γεννήτρια ρολογιού τουκαι βάλτε το λεωφορείο να μειωμένη κατανάλωση ρεύματος. Εάν δεν ληφθεί σήμα για μερικά μικροδευτερόλεπτα, η συσκευή θεωρείται ανενεργήκαι μεταβαίνει στη λειτουργία προσδοκίες(ο χρόνος εξαρτάται από τον τύπο της συσκευής).

Χαρακτηριστικά ταχύτητας σε δύο κατευθύνσεις PCI- Express 1.0 :*

1 Χ PCI-E~ 500 Mbps

4x PCI-E~ 2 Gbps

8 Χ PCI-E~ 4 Gbps

16x PCI-E~ 8 Gbps

32x PCI-E~ 16 Gbps

*Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων προς μία κατεύθυνση είναι 2 φορές χαμηλότερος από αυτούς τους δείκτες

15 Ιανουαρίου 2007 PCI-SIGκυκλοφόρησε μια ενημερωμένη προδιαγραφή που ονομάζεται PCI Express 2.0

Η κύρια βελτίωση ήταν στο 2 φορές αυξημένη ταχύτηταμετάδοση δεδομένων ( 5,0 GHz, κατά 2,5 GHzσε παλιά εκδοχή). Έχουν επίσης γίνει βελτιώσεις πρωτόκολλο επικοινωνίας από σημείο σε σημείο(από σημείο σε σημείο), οριστικοποιήθηκε στοιχείο λογισμικούκαι προστέθηκε σύστημα παρακολούθηση προγράμματος για την ταχύτητα των ελαστικών. Ταυτόχρονα διατηρήθηκε συμβατότηταμε εκδόσεις πρωτοκόλλου PCI-E 1.χ

ΣΤΟ νέα έκδοσητυπικό ( PCI-Express 3.0 ), η κύρια καινοτομία θα είναι τροποποιημένο σύστημα κωδικοποίησηςκαι συγχρονισμός. Αντί 10 bitσυστήματα ( 8 bitπληροφορίες, 2 bitεπίσημο), θα ισχύει 130 bit (128 bitπληροφορίες, 2 bitεπίσημος). Αυτό θα μειώσει απώλειεςσε ταχύτητα από 20% σε ~1,5%. Θα επανασχεδιαστεί επίσης αλγόριθμος συγχρονισμούπομπός και δέκτης, βελτιωμένοι PLL(κλειδωμένος βρόχος φάσης).Ταχύτητα μετάδοσηςαναμένεται να αυξηθεί 2 φορές(σε σύγκριση με PCI-E2.0), όπου η συμβατότητα θα παραμείνειμε προηγούμενες εκδόσεις PCI-Express.

Υποστήριξη διεπαφής PCI Express 3.0 σε μητρικές - πραγματικό πλεονέκτημα ή τέχνασμα μάρκετινγκ;

Τους τελευταίους μήνες στο γκάμα μοντέλων διαφορετικών κατασκευαστώνΆρχισαν να εμφανίζονται μητρικές πλακέτες, οι οποίες δήλωσαν υποστήριξη για τη διεπαφή PCI Express 3.0. Η ASRock, η MSI και η GIGABYTE ήταν οι πρώτες που ανακοίνωσαν τέτοιες λύσεις. Ωστόσο, στις αυτή τη στιγμή, δεν υπάρχουν απολύτως chipsets, γραφικά και κεντρικοί επεξεργαστές στην αγορά που να υποστηρίζουν τη διεπαφή PCI Express 3.0.

Θυμηθείτε ότι το πρότυπο PCI Express 3.0 εγκρίθηκε πέρυσι. Έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους προκατόχους του, επομένως δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι κατασκευαστές καρτών γραφικών και μητρικών καρτών θέλουν να το εφαρμόσουν στις λύσεις τους το συντομότερο δυνατό. Ωστόσο, τα υπάρχοντα chipsets από εταιρείες Intelκαι η AMD περιορίζονται στην υποστήριξη του προτύπου PCI Express 2.0. Η μόνη ελπίδα να επωφεληθείτε από τη διεπαφή PCI Express 3.0 στο εγγύς μέλλον συνδέεται με τους νέους επεξεργαστές Intel Ivy Bridge, η ανακοίνωση των οποίων έχει προγραμματιστεί μόνο για τον Μάρτιο-Απρίλιο του επόμενου έτους. Αυτοί οι επεξεργαστές διαθέτουν ενσωματωμένο ελεγκτή διαύλου PCI Express 3.0, αλλά μόνο τα τσιπ γραφικών θα μπορούν να τον χρησιμοποιούν, καθώς άλλα εξαρτήματα χρησιμοποιούν τον ελεγκτή chipset.

Σημειώστε ότι το θέμα δεν περιορίζεται μόνο στην αντικατάσταση του επεξεργαστή. Απαιτείται πρόσθετη ενημέρωση Ρυθμίσεις BIOSκαι υλικολογισμικό chipset. Επιπλέον, σε μητρικές με πολλές υποδοχές PCI Express x16, υπάρχει πρόβλημα με «διακόπτες» - μικρά μικροκυκλώματα που βρίσκονται κοντά σε κάθε υποδοχή και είναι υπεύθυνα για τη λειτουργική αναδιάρθρωση του αριθμού των αποκλειστικών γραμμών. Αυτοί οι "διακόπτες" πρέπει επίσης να είναι συμβατοί με τη διεπαφή PCI Express 3.0. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα τσιπ nForce 200 ή Lucid bridge υποστηρίζουν μόνο το πρότυπο PCI Express 2.0 και δεν μπορούν να λειτουργήσουν με την προδιαγραφή PCI Express 3.0.

Το τελευταίο επιχείρημα είναι ότι αυτή τη στιγμή οι κατασκευαστές μητρικών πλακών δεν έχουν δείγματα μηχανικήςνέους επεξεργαστές Σειρά Intel Ivy Bridge ή νέα τσιπ γραφικών που υποστηρίζουν την προδιαγραφή PCI Express 3.0 σε επίπεδο υλικού. Επομένως, η ανακοινωθείσα συμβατότητα με αυτή τη διεπαφή υψηλής ταχύτητας είναι θεωρητική και δεν μπορεί, προς το παρόν, να επιβεβαιωθεί πρακτικά.

Έτσι, η υποστήριξη της προδιαγραφής PCI Express 3.0 από σύγχρονες μητρικές είναι καθαρά ένα τέχνασμα μάρκετινγκ, τα οφέλη από τα οποία ο χρήστης θα μπορεί να αποκομίσει μόνο σε λίγους μήνες αντικαθιστώντας τον επεξεργαστή και ενημερώνοντας τα στοιχεία λογισμικού.

#PCI

Προσοχή!Αυτό το άρθρο αφορά τον δίαυλο PCI και τα παράγωγά του PCI64 και PCI-X! Μην το συγχέετε με το νεότερο ελαστικό ("PCI Express"), το οποίο είναι εντελώς ασύμβατο με τα ελαστικά που περιγράφονται σε αυτές τις Συνήθεις Ερωτήσεις.

PCI 2.0- η πρώτη έκδοση του βασικού προτύπου, που χρησιμοποιήθηκε ευρέως, χρησιμοποιήθηκαν τόσο κάρτες όσο και υποδοχές με τάση σήματος μόνο 5V.

PCI 2.1- διέφερε από το 2.0 από τη δυνατότητα ταυτόχρονης λειτουργίας πολλών bus-master συσκευών (η λεγόμενη ανταγωνιστική λειτουργία), καθώς και από την εμφάνιση καθολικών καρτών επέκτασης ικανών να λειτουργούν τόσο σε υποδοχές 5V όσο και σε 3.3V. Η δυνατότητα εργασίας με κάρτες 3,3 V και η παρουσία κατάλληλων γραμμών ισχύος στην έκδοση 2.1 ήταν προαιρετική. Εμφανίστηκαν οι επεκτάσεις PCI66 και PCI64.

PCI 2.2- μια έκδοση του βασικού προτύπου διαύλου που επιτρέπει τη σύνδεση καρτών επέκτασης με τάση σήματος τόσο 5V όσο και 3,3V. Οι εκδόσεις 32-bit αυτών των προτύπων ήταν ο πιο συνηθισμένος τύπος υποδοχής τη στιγμή που γράφτηκε το FAQ. Χρησιμοποιούνται υποδοχές τύπου 32 bit, 5V.
Οι κάρτες επέκτασης που κατασκευάζονται σύμφωνα με αυτά τα πρότυπα έχουν γενικός σύνδεσμοςκαι μπορούν να δουλέψουν σχεδόν σε όλες τις μεταγενέστερες ποικιλίες υποδοχών διαύλου PCI, και επίσης, σε ορισμένες περιπτώσεις, σε υποδοχές 2.1.

PCI 2.3 - επόμενη έκδοσηκοινό πρότυπο για το δίαυλο PCI, οι υποδοχές επέκτασης που συμμορφώνονται με αυτό το πρότυπο δεν είναι συμβατές με τις κάρτες PCI 5V, παρά τη συνεχή χρήση των υποδοχών 32-bit 5V με κλειδί. Οι κάρτες επέκτασης διαθέτουν υποδοχή γενικής χρήσης, αλλά δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε υποδοχές 5V προηγούμενων εκδόσεων (μέχρι 2,1).
Υπενθυμίζουμε ότι η τάση τροφοδοσίας (όχι σήμα!) 5V αποθηκεύεται απολύτως σε όλες τις εκδόσεις των βυσμάτων διαύλου PCI.

PCI 64- μια επέκταση του βασικού προτύπου PCI, που εισήχθη στην έκδοση 2.1, διπλασιάζοντας τον αριθμό των γραμμών δεδομένων και, κατά συνέπεια, την απόδοση. Η υποδοχή PCI64 είναι μια εκτεταμένη έκδοση της κανονικής υποδοχής PCI. Επίσημα, η συμβατότητα καρτών 32-bit με υποδοχές 64-bit (υπό την προϋπόθεση της παρουσίας κοινής υποστηριζόμενης τάσης σήματος) είναι πλήρης και η συμβατότητα μιας κάρτας 64-bit με υποδοχές 32-bit είναι περιορισμένη (σε κάθε περίπτωση, θα υπάρξει απώλεια απόδοσης), τα ακριβή δεδομένα σε κάθε περίπτωση μπορείτε να βρείτε στις προδιαγραφές της συσκευής.
Οι πρώτες εκδόσεις του PCI64 (που προέρχονται από το PCI 2.1) χρησιμοποιούσαν μια υποδοχή 64-bit 5V PCI και έτρεχαν στα 33MHz.

PCI 66- μια επέκταση του προτύπου PCI που εμφανίστηκε στην έκδοση 2.1 με υποστήριξη συχνότητας ρολογιού 66 MHz, καθώς και PCI64, σας επιτρέπει να διπλασιάσετε το εύρος ζώνης. Ξεκινώντας με την έκδοση 2.2, χρησιμοποιεί υποδοχές 3,3 V (η έκδοση 32 bit δεν βρίσκεται σχεδόν ποτέ σε υπολογιστή), οι κάρτες έχουν έναν γενικό παράγοντα μορφής ή 3,3 V. (Υπήρχαν επίσης λύσεις βασισμένες στην έκδοση 2.1, περιστασιακά σπάνιες στην αγορά PC 5V 66MHz, τέτοιες υποδοχές και πλακέτες ήταν συμβατές μόνο μεταξύ τους)

PCI 64/66- Συνδυασμός των δύο παραπάνω τεχνολογιών, μπορεί να τετραπλασιάσει τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων σε σύγκριση με το βασικό πρότυπο PCI και χρησιμοποιεί υποδοχές 64-bit 3,3V, συμβατές μόνο με κάρτες επέκτασης γενικής χρήσης και 3,3V 32-bit. Οι κάρτες PCI64/66 έχουν καθολική (με περιορισμένη συμβατότητα με υποδοχές 32 bit) ή 3,3 V μορφή παράγοντα (η τελευταία επιλογή δεν είναι βασικά συμβατή με υποδοχές 32-bit 33 MHz δημοφιλών προτύπων)
Επί του παρόντος, ο όρος PCI64 σημαίνει ακριβώς PCI64/66, καθώς οι υποδοχές 33MHz 5V 64-bit δεν έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

PCI-X 1.0- Επέκταση του PCI64 με την προσθήκη δύο νέων λειτουργικών συχνοτήτων, 100 και 133 MHz, καθώς και ξεχωριστού μηχανισμού συναλλαγών για βελτίωση της απόδοσης κατά την ταυτόχρονη λειτουργία πολλών συσκευών. Γενικά συμβατό προς τα πίσω με όλες τις κάρτες PCI 3,3V και γενικής χρήσης.
Κάρτες PCI-Xσυνήθως υλοποιούνται σε μορφή 64-bit 3.3B και έχουν περιορισμένη συμβατότητα προς τα πίσω με υποδοχές PCI64/66 και ορισμένες κάρτες PCI-X είναι σε γενική μορφή και μπορούν να λειτουργήσουν (αν και αυτό δεν έχει σχεδόν καμία πρακτική αξία) σε κανονικό PCI 2.2/2.3 .
Σε δύσκολες περιπτώσεις, για να είστε απόλυτα σίγουροι για την απόδοση του συνδυασμού μητρικής και κάρτας επέκτασης που έχετε επιλέξει, στην περίπτωση που πρέπει να δείτε τις λίστες συμβατότητας των κατασκευαστών και των δύο συσκευών.

PCI-X 2.0- περαιτέρω επέκταση των δυνατοτήτων του PCI-X 1.0, πρόσθετες ταχύτητες 266 και 533 MHz, καθώς και διόρθωση σφαλμάτων ισοτιμίας κατά τη μεταφορά δεδομένων (ECC). Επιτρέπει τον διαχωρισμό σε 4 ανεξάρτητους διαύλους 16-bit, ο οποίος χρησιμοποιείται αποκλειστικά σε ενσωματωμένα και βιομηχανικά συστήματα, η τάση σήματος μειώνεται στα 1,5 V, αλλά οι σύνδεσμοι είναι συμβατοί προς τα πίσω με όλες τις κάρτες που χρησιμοποιούν τάση σήματος 3,3 V.

PCI-X 1066/PCI-X 2133- προβλεπόμενες μελλοντικές εκδόσεις του διαύλου PCI-X, με προκύπτουσες συχνότητες λειτουργίας 1066 και 2133 MHz, αντίστοιχα, που προορίζονταν αρχικά για τη σύνδεση προσαρμογέων Ethernet 10 και 40 Gbit.

Για όλες τις παραλλαγές του διαύλου PCI-X, υπάρχουν οι ακόλουθοι περιορισμοί στον αριθμό των συσκευών που είναι συνδεδεμένες σε κάθε δίαυλο:
66MHz - 4
100 MHz - 2
133MHz - 1 (2, εάν η μία ή και οι δύο συσκευές δεν βρίσκονται σε πλακέτες επέκτασης, αλλά είναι ήδη ενσωματωμένες σε μία πλακέτα μαζί με τον ελεγκτή)
266,533 MHz και άνω -1.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, σε ορισμένες περιπτώσεις, για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα πολλών εγκατεστημένες συσκευέςανάγκη περιορισμού μέγιστη συχνότηταλειτουργία του χρησιμοποιημένου διαύλου PCI-X (συνήθως αυτό γίνεται από βραχυκυκλωτήρες)

CompactPCI- ένα πρότυπο για συνδέσμους και κάρτες επέκτασης που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικούς και ενσωματωμένους υπολογιστές. Μηχανικά δεν είναι συμβατό με κανένα από τα «κοινά» πρότυπα.

MiniPCI- ένα πρότυπο για πλακέτες και υποδοχές για ενσωμάτωση σε φορητούς υπολογιστές (συνήθως χρησιμοποιείται για προσαρμογείς ασύρματο δίκτυο) και κατευθείαν στην επιφάνεια. Είναι επίσης μηχανικά ασύμβατο με οτιδήποτε άλλο εκτός από τον εαυτό του.

Τύποι καρτών επέκτασης PCI:

Συνοπτικός πίνακας κατασκευών καρτών και κουλοχέρηδων ανάλογα με την έκδοση του προτύπου:

Συνοπτικός πίνακας συμβατότητας καρτών και κουλοχέρηδων ανάλογα με την έκδοση και το σχέδιο:

	Καρτέλλες
Κουλοχέρηδες	PCI 2.0/2.1 5B	PCI 2.1 γενικό	PCI 2.2/2.3 universal	PCI64/5B (33MHz)	PCI64/καθολική	PCI64/3.3B	PCI-X/3.3B	PCI-X universal
PCI 2.0	Σύμφωνος	Σύμφωνος	Ασύμβατες		Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Ασύμβατες
PCI 2.1	Σύμφωνος	Σύμφωνος	Περιορισμένη συμβατότητα	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Ασύμβατες
PCI 2.2	Σύμφωνος			Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Ασύμβατες	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης
PCI 2.3	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα	Σύμφωνος	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Ασύμβατες	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης
PCIB 64/5B (33MHz)	Σύμφωνος	Σύμφωνος	Περιορισμένη συμβατότητα	Σύμφωνος	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Ασύμβατες	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης
PCI64/3.3B	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα	Σύμφωνος	Ασύμβατες	Σύμφωνος	Σύμφωνος	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης	Περιορισμένη συμβατότητα με απώλεια απόδοσης
PCI-X	Ασύμβατες	Περιορισμένη συμβατότητα	Σύμφωνος	Ασύμβατες	Σύμφωνος

#PCI Express

Ο σειριακός δίαυλος PCI Express, που αναπτύχθηκε από την Intel και τους συνεργάτες της, έχει σχεδιαστεί για να αντικαταστήσει τον παράλληλο δίαυλο PCI και την εκτεταμένη και εξειδικευμένη παραλλαγή του AGP. Παρά τα παρόμοια ονόματα, τα λεωφορεία PCI και PCI Express έχουν λίγα κοινά. Το πρωτόκολλο παράλληλης μεταφοράς δεδομένων που χρησιμοποιείται από το PCI επιβάλλει όρια στο εύρος ζώνης και τη συχνότητα του διαύλου. η σειριακή μεταφορά δεδομένων που χρησιμοποιείται στο PCI Express παρέχει επεκτασιμότητα (οι προδιαγραφές περιγράφουν υλοποιήσεις του PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x και 32x). Αυτή τη στιγμή, η έκδοση ελαστικών με δείκτη 3.0 είναι σχετική.

PCI-E3.0

Τον Νοέμβριο του 2010, ο οργανισμός PCI-SIG, ο οποίος τυποποιεί την τεχνολογία PCI Express, ανακοίνωσε την υιοθέτηση της προδιαγραφής PCIe Base 3.0.
Η βασική διαφορά από τις δύο προηγούμενες εκδόσεις του PCIe μπορεί να θεωρηθεί ένα αλλαγμένο σχήμα κωδικοποίησης - τώρα αντί για 8 bit ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣαπό τα 10 bit που μεταδίδονται (8b / 10b), 128 bit χρήσιμων πληροφοριών μπορούν να μεταδοθούν μέσω του διαύλου από τα 130 bit που αποστέλλονται, π.χ. Η αναλογία ωφέλιμου φορτίου είναι κοντά στο 100%. Επιπλέον, ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων έχει αυξηθεί στα 8 GT/s. Θυμηθείτε ότι αυτή η τιμή για το PCIe 1.x ήταν 2,5 GT/s και για το PCIe 2.x ήταν 5 GT/s.
Όλες οι παραπάνω αλλαγές είχαν ως αποτέλεσμα τον διπλασιασμό του εύρους ζώνης του διαύλου σε σύγκριση με τον δίαυλο PCI-E 2.x. Αυτό σημαίνει ότι το συνολικό εύρος ζώνης του διαύλου PCIe 3.0 σε διαμόρφωση 16x θα φτάσει τα 32 Gb / s. Οι πρώτοι επεξεργαστές που εξοπλίστηκαν με ελεγκτή PCIe 3.0 ήταν Επεξεργαστές Intelβασισμένο στη μικροαρχιτεκτονική της Ivy Bridge.

Παρά την τριπλάσια απόδοση του PCI-E 3.0 σε σύγκριση με το PCI-E 1.1, η απόδοση των ίδιων καρτών γραφικών κατά τη χρήση διαφορετικών διεπαφών δεν διαφέρει πολύ. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα αποτελέσματα των δοκιμών GeForce GTX 980 σε διάφορες δοκιμές. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με τις ίδιες ρυθμίσεις γραφικών, στην ίδια διαμόρφωση.Η έκδοση διαύλου PCI-E άλλαξε στις ρυθμίσεις του BIOS.

Το PCI Express 3.0 συνεχίζει να είναι συμβατό με ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ PCIe.

PCI-E 2.0

Το 2007 υιοθετήθηκε μια νέα προδιαγραφή για το δίαυλο PCI Express - 2.0, η κύρια διαφορά της οποίας είναι το διπλασιασμένο εύρος ζώνης κάθε γραμμής μεταφοράς προς κάθε κατεύθυνση, δηλ. στην περίπτωση της πιο δημοφιλής έκδοσης του PCI-E 16x που χρησιμοποιείται σε κάρτες βίντεο, η απόδοση είναι 8 Gb / s σε κάθε κατεύθυνση. Το πρώτο chipset με Υποστήριξη PCI-EΤο 2.0 έγινε το Intel X38.

Το PCI-E 2.0 είναι πλήρως συμβατό με το PCI-E 1.0, π.χ. όλες τις υπάρχουσες συσκευές Διασύνδεση PCI-EΟι υποδοχές 1.0 μπορούν να λειτουργήσουν σε υποδοχές PCI-E 2.0 και αντίστροφα.

PCI-E 1.1

Η πρώτη έκδοση της διεπαφής PCI Express, που παρουσιάστηκε το 2002. Παρέχεται απόδοση 500 MB / s ανά γραμμή.

Σύγκριση της ταχύτητας εργασίας διαφορετικών γενεών PCI-E

Ο δίαυλος PCI τρέχει στα 33 ή 66 MHz και παρέχει εύρος ζώνης 133 ή 266 MB/s, αλλά αυτό το εύρος ζώνης είναι κοινόχρηστο μεταξύ όλων των συσκευών PCI. Η συχνότητα με την οποία λειτουργεί ο δίαυλος PCI Express 1.1 είναι 2,5 GHz, που δίνει εύρος ζώνης 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps πληροφορίες) για κάθε συσκευή PCI Express 1,1 x1 προς μία κατεύθυνση. Εάν υπάρχουν πολλές γραμμές, για να υπολογιστεί η απόδοση, η τιμή των 250 Mb / s πρέπει να πολλαπλασιαστεί με τον αριθμό των γραμμών και επί 2, επειδή. Το PCI Express είναι ένας αμφίδρομος δίαυλος.

Αριθμός λωρίδων PCI Express 1.1	Διακίνηση προς μία κατεύθυνση	Συνολική απόδοση
1	250 MB/s	500 MB/s
2	500 Mb/s	1 GB/s
4	1 GB/s	2 GB/s
8	2 GB/s	4 GB/s
16	4 GB/s	8 GB/s
32	8 GB/s	16 GB/s

Σημείωση! Δεν πρέπει να επιχειρήσετε να εγκαταστήσετε μια κάρτα PCI Express σε μια υποδοχή PCI και, αντίθετα, οι κάρτες PCI δεν είναι εγκατεστημένες στις υποδοχές PCI Express. Ωστόσο, μια κάρτα PCI Express 1x, για παράδειγμα, μπορεί να εγκατασταθεί και πιθανότατα θα λειτουργεί κανονικά σε μια υποδοχή PCI Express 8x ή 16x, αλλά όχι το αντίστροφο: μια κάρτα PCI Express 16x δεν χωράει σε μια υποδοχή PCI Express 1x.

Σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε τους λόγους για την επιτυχία του διαύλου PCI και θα περιγράψουμε την τεχνολογία υψηλής απόδοσης που έρχεται να τον αντικαταστήσει - τον δίαυλο PCI Express. Θα εξετάσουμε επίσης το ιστορικό ανάπτυξης, τα επίπεδα υλικού και λογισμικού του διαύλου PCI Express, τα χαρακτηριστικά της εφαρμογής του και θα απαριθμήσουμε τα πλεονεκτήματά του.

Όταν στις αρχές της δεκαετίας του 1990 εμφανίστηκε και μετά μόνη της τεχνικές προδιαγραφέςξεπέρασε σημαντικά όλα τα λεωφορεία που υπήρχαν μέχρι εκείνο το σημείο, όπως τα ISA, EISA, MCA και VL-bus. Εκείνη την εποχή, ο δίαυλος PCI (Peripheral Component Interconnect - αλληλεπίδραση περιφερειακών εξαρτημάτων), που λειτουργούσε σε συχνότητα 33 MHz, ήταν κατάλληλος για τους περισσότερους περιφερειακά. Σήμερα όμως η κατάσταση έχει αλλάξει με πολλούς τρόπους. Πρώτα απ 'όλα, οι ταχύτητες ρολογιού του επεξεργαστή και της μνήμης έχουν αυξηθεί σημαντικά. Για παράδειγμα, η συχνότητα ρολογιού των επεξεργαστών έχει αυξηθεί από 33 MHz σε αρκετά GHz, ενώ η συχνότητα λειτουργίας του PCI έχει αυξηθεί μόνο στα 66 MHz. Η εμφάνιση τεχνολογιών όπως το Gigabit Ethernet και το IEEE 1394B απείλησε ότι ολόκληρο το εύρος ζώνης του διαύλου PCI θα μπορούσε να εξυπηρετήσει μία μόνο συσκευή που βασίζεται σε αυτές τις τεχνολογίες.

Ταυτόχρονα, η αρχιτεκτονική PCI έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με τους προκατόχους της, επομένως δεν ήταν λογικό να αναθεωρηθεί πλήρως. Πρώτα απ 'όλα, δεν εξαρτάται από τον τύπο του επεξεργαστή, υποστηρίζει απομόνωση buffer, τεχνολογία mastering διαύλου (σύλληψη διαύλου) και τεχνολογία PnP πλήρως. Η απομόνωση buffer σημαίνει ότι ο δίαυλος PCI λειτουργεί ανεξάρτητα από τον εσωτερικό δίαυλο επεξεργαστή, ο οποίος επιτρέπει στον δίαυλο επεξεργαστή να λειτουργεί ανεξάρτητα από την ταχύτητα και το φορτίο του διαύλου συστήματος. Χάρη στην τεχνολογία λήψης διαύλου, οι περιφερειακές συσκευές έχουν τη δυνατότητα να ελέγχουν άμεσα τη διαδικασία μεταφοράς δεδομένων στο δίαυλο, αντί να περιμένουν βοήθεια από ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣπου θα επηρεάσει την απόδοση του συστήματος. Τέλος, η υποστήριξη Plug and Play επιτρέπει αυτόματο συντονισμόκαι τη διαμόρφωση των συσκευών που το χρησιμοποιούν και την αποφυγή φασαρίας με βραχυκυκλωτήρες και διακόπτες, που κατέστρεψαν λίγο πολύ τη ζωή των κατόχων συσκευών ISA.

Παρά την αναμφισβήτητη επιτυχία του PCI, αυτή τη στιγμή αντιμετωπίζει σοβαρά προβλήματα. Μεταξύ αυτών είναι το περιορισμένο εύρος ζώνης, η έλλειψη λειτουργιών μετάδοσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και η έλλειψη υποστήριξης για τεχνολογίες δικτύου επόμενης γενιάς.

Συγκριτικά χαρακτηριστικά διαφόρων προτύπων PCI

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η πραγματική απόδοση μπορεί να είναι μικρότερη από τη θεωρητική λόγω της αρχής του πρωτοκόλλου και των χαρακτηριστικών της τοπολογίας διαύλου. Επιπλέον, το συνολικό εύρος ζώνης κατανέμεται μεταξύ όλων των συσκευών που είναι συνδεδεμένες σε αυτό, επομένως, από περισσότερες συσκευέςκάθεται στο λεωφορείο, τόσο λιγότερο εύρος ζώνης πηγαίνει σε καθένα από αυτά.

Οι τυπικές βελτιώσεις όπως το PCI-X και το AGP σχεδιάστηκαν για να εξαλείψουν το κύριο μειονέκτημά του - τη χαμηλή ταχύτητα ρολογιού. Ωστόσο, η αύξηση της συχνότητας ρολογιού σε αυτές τις υλοποιήσεις είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση του ενεργού μήκους του διαύλου και του αριθμού των συνδετήρων.

Η νέα γενιά του λεωφορείου, PCI Express (ή PCI-E για συντομία), παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 2004 και σχεδιάστηκε για να λύνει όλα τα προβλήματα που αντιμετώπισε ο προκάτοχός του. Σήμερα, οι περισσότεροι νέοι υπολογιστές είναι εξοπλισμένοι με δίαυλο PCI Express. Αν και έχουν επίσης τυπικές υποδοχές PCI, δεν είναι μακριά η ώρα που το λεωφορείο θα γίνει ιστορία.

Αρχιτεκτονική PCI Express

Η αρχιτεκτονική του διαύλου έχει μια πολυεπίπεδη δομή όπως φαίνεται στο σχήμα.

Ο δίαυλος υποστηρίζει το μοντέλο διευθύνσεων PCI, το οποίο επιτρέπει σε όλα τα υπάρχοντα προγράμματα οδήγησης και εφαρμογές να λειτουργούν μαζί του. Επιπλέον, ο δίαυλος PCI Express χρησιμοποιεί τον τυπικό μηχανισμό PnP που παρέχεται από το προηγούμενο πρότυπο.

Εξετάστε το σκοπό των διαφόρων επιπέδων οργάνωσης PCI-E. Σε επίπεδο λογισμικού του διαύλου, δημιουργούνται αιτήματα ανάγνωσης/εγγραφής, τα οποία μεταδίδονται σε επίπεδο μεταφοράς χρησιμοποιώντας ειδικό πρωτόκολλο πακέτων. Το επίπεδο δεδομένων είναι υπεύθυνο για την κωδικοποίηση διόρθωσης σφαλμάτων και διασφαλίζει την ακεραιότητα των δεδομένων. Το βασικό επίπεδο υλικού αποτελείται από ένα κανάλι διπλού απλού που αποτελείται από ένα ζεύγος εκπομπής και λήψης, που συλλογικά αναφέρεται ως γραμμή. Η συνολική ταχύτητα διαύλου 2,5 Gb/s σημαίνει ότι η απόδοση για κάθε λωρίδα PCI Express είναι 250 Mb/s προς κάθε κατεύθυνση. Αν λάβουμε υπόψη τις γενικές απώλειες πρωτοκόλλου, τότε είναι διαθέσιμα περίπου 200 Mb / s για κάθε συσκευή. Αυτή η απόδοση είναι 2-4 φορές υψηλότερη από αυτή που ήταν διαθέσιμη Συσκευές PCI. Και, σε αντίθεση με το PCI, εάν το εύρος ζώνης κατανέμεται σε όλες τις συσκευές, τότε πηγαίνει σε κάθε συσκευή πλήρως.

Μέχρι σήμερα, υπάρχουν αρκετές εκδόσεις του προτύπου PCI Express, οι οποίες διαφέρουν ως προς το εύρος ζώνης τους.

Εύρος ζώνης διαύλου PCI Express x16 για διαφορετικό Εκδόσεις PCI-E, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

Μορφές διαύλου PCI-E

Προς το παρόν, είναι διαθέσιμες διάφορες επιλογές για μορφές PCI Express, ανάλογα με τον σκοπό της πλατφόρμας - επιτραπέζιο υπολογιστή, φορητό υπολογιστή ή διακομιστή. Οι διακομιστές που απαιτούν περισσότερο εύρος ζώνης έχουν περισσότερες υποδοχές PCI-E και αυτές οι υποδοχές έχουν περισσότερους κορμούς. Αντίθετα, οι φορητοί υπολογιστές μπορεί να έχουν μόνο μία λωρίδα για συσκευές μεσαίας ταχύτητας.

Κάρτα βίντεο με διασύνδεση PCI Express x16.

Οι κάρτες επέκτασης PCI Express μοιάζουν πολύ με τις κάρτες PCI, αλλά οι υποδοχές PCI-E είναι πιο λαβές για να εξασφαλίσουν ότι η κάρτα δεν θα γλιστρήσει από την υποδοχή λόγω κραδασμών ή κατά τη διάρκεια της αποστολής. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες μορφής των υποδοχών PCI Express, το μέγεθος των οποίων εξαρτάται από τον αριθμό των λωρίδων που χρησιμοποιούνται. Για παράδειγμα, ένα λεωφορείο με 16 λωρίδες αναφέρεται ως PCI Express x16. Αν και ο συνολικός αριθμός λωρίδων μπορεί να φτάσει τις 32, στην πράξη, οι περισσότερες μητρικές πλακέτες σήμερα είναι εξοπλισμένες με δίαυλο PCI Express x16.

Μικρότερες κάρτες συντελεστών μορφής μπορούν να συνδεθούν σε μεγαλύτερες υποδοχές μορφής χωρίς συμβιβασμούς στην απόδοση. Για παράδειγμα, μια κάρτα PCI Express x1 μπορεί να συνδεθεί σε μια υποδοχή PCI Express x16. Όπως και στην περίπτωση του διαύλου PCI, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια επέκταση PCI Express για να συνδέσετε συσκευές εάν είναι απαραίτητο.

Η εμφάνιση των συνδετήρων διάφοροι τύποιστο μητρική πλακέτα. Από πάνω προς τα κάτω: υποδοχή PCI-X, υποδοχή PCI Express x8, υποδοχή PCI, υποδοχή PCI Express x16.

Express Card

Το πρότυπο Express Card προσφέρει έναν πολύ απλό τρόπο προσθήκης υλικού σε ένα σύστημα. Η αγορά-στόχος για μονάδες Express Card είναι οι φορητοί υπολογιστές και οι μικροί υπολογιστές. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές σανίδες επέκτασης επιτραπέζιους υπολογιστές, η κάρτα Express μπορεί να συνδεθεί στο σύστημα ανά πάσα στιγμή ενώ ο υπολογιστής βρίσκεται σε λειτουργία.

Μία από τις δημοφιλείς ποικιλίες της κάρτας Express Card είναι η κάρτα PCI Express Mini Card, η οποία έχει σχεδιαστεί ως αντικατάσταση των καρτών τύπου Mini PCI. Μια κάρτα που δημιουργήθηκε σε αυτή τη μορφή υποστηρίζει και PCI Express και USB 2.0. Οι διαστάσεις της Mini Card PCI Express είναι 30×56 mm. Κάρτα PCIΗ Express Mini Card μπορεί να συνδεθεί στο PCI Express x1.

Πλεονεκτήματα του PCI-E

Η τεχνολογία PCI Express έχει αποκτήσει πλεονεκτήματα έναντι της PCI στους ακόλουθους πέντε τομείς:

1. Καλύτερη απόδοση. Με μία μόνο λωρίδα, η απόδοση του PCI Express είναι διπλάσια από εκείνη του PCI. Σε αυτή την περίπτωση, η απόδοση αυξάνεται ανάλογα με τον αριθμό των γραμμών στο λεωφορείο, μέγιστο ποσόπου μπορεί να είναι έως και 32. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι ότι οι πληροφορίες στο δίαυλο μπορούν να μεταδοθούν ταυτόχρονα και προς τις δύο κατευθύνσεις.
2. Απλοποίηση εισροών-εκροών. Το PCI Express εκμεταλλεύεται λεωφορεία όπως τα AGP και PCI-X, ενώ προσφέρει λιγότερο περίπλοκη αρχιτεκτονική και σχετικά απλή υλοποίηση.
3. Πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική. Το PCI Express προσφέρει μια αρχιτεκτονική που μπορεί να προσαρμοστεί στις νέες τεχνολογίες χωρίς να χρειάζεται σημαντικές αναβαθμίσεις λογισμικού.
4. Τεχνολογίες I/O νέας γενιάς. Το PCI Express σας δίνει νέες ευκαιρίες για λήψη δεδομένων με τη βοήθεια της τεχνολογίας ταυτόχρονης μεταφοράς δεδομένων, η οποία διασφαλίζει την έγκαιρη λήψη των πληροφοριών.
5. Ευκολία στη χρήση. Το PCI-E απλοποιεί σημαντικά τις αναβαθμίσεις και τις επεκτάσεις του συστήματος από τον χρήστη. Πρόσθετες μορφές Πίνακες εξπρές, όπως η ExpressCard, αυξάνουν σημαντικά τη δυνατότητα προσθήκης περιφερειακών υψηλής ταχύτητας σε διακομιστές και φορητούς υπολογιστές.

συμπέρασμα

Το PCI Express είναι μια τεχνολογία διαύλου για τη σύνδεση περιφερειακών, αντικαθιστώντας τεχνολογίες όπως ISA, AGP και PCI. Η χρήση του αυξάνει σημαντικά την απόδοση του υπολογιστή, καθώς και τη δυνατότητα του χρήστη να επεκτείνει και να ενημερώσει το σύστημα.